水射流切割技术及其应用
核心提示：　　株洲联诚集团有限责任公司（湖南412001）胡胜成韩萍由于水射流切割用途广泛且易于操作，已成为世界上发展最快的机床加工技术之一，通过使用超高压水进行切割能带来更高的效率和生产力。它只需要少数的辅助　　株洲联诚集团有限责任公司（湖南412001）胡胜成韩萍由于水射流切割用途广泛且易于操作，已成为世界上发展最快的机床加工技术之一，通过使用超高压水进行切割能带来更高的效率和生产力。它只需要少数的辅助操作，无需加热区域、无热变形或者其他切削方法导致的机械变形，能够加工狭窄的缺口。目前我公司已大量使用水切割来进行铝合金板材的下料，获得了显著的经济效益。　　当水被加压至很高的压力并且从特制的喷嘴通过时，可产生一道每秒达近千米（约音速的三倍）的水箭，此高速水箭可切割各种软质材料，此种切割被称为纯水切割。而当少量的砂被加入与水混合时，所产生的加砂水射流可切割任何硬质材料，包括金属、复合材料、石材和玻璃等。为水射流工作原理。　　水射流工作原理水切割技术的应用我公司使用美国福禄水切割机来进行轨道车辆部件铝合金板材的下料。公司用于铝合金板材下料主要有三种方法：激光切割、水切割和等离子切割。激光切割主要用于薄板，一般板厚在4mm以下。等离子切割一般用于厚板切割，一般板厚在20mm以上。而4~20mm的铝板下料主要采用水切割。公司目前有福禄水切割机三台，型号为MACH34020bSW 50is，都为悬臂式切割机，如所示。　　水切割的优点水切割与其他两种切割方式比较，激光切割主要用于薄板，等离子切割则切割表面粗糙，和为水切割和等离子切割工件的切割表面比较。使用水切割的优点主要有：①切割时不产生热量，板材无热影响区，变形小。②切割面光滑，下料后可不需进行机加工。③可切割非常复杂的几何形状。④切割速度快。⑤切割精度高。⑥可切割金属与非金属任何材料。⑦材料切割损失非常少，成本较低。⑧可切割薄板和厚板，可进行堆积切割（即几张板叠加在一起切割）。⑨水射流切割不使用有毒气体或液体，不会产生有毒的物质或蒸汽。　　水切割的主要操作参数水切割的主要操作参数有：水压、切割速率、砂料粒度、喷嘴和混砂管内径、混砂管基准距及砂料流率等。　　379MPa）。水压较高产生较快的切割速率。　　砂料粒度：水切割的砂料粒度通常为120mm、80mm和50mm.不同的粒度对部件精度的影响大不相同。粒度对表面质量和整体切割速度具有重大影响。砂料越细（是指粒度大），切割速率越慢，表面越光滑。铝合金的切割最常用的砂料为80目（0.180mm）的石榴砂。　　切割速率：切割速率越慢，表面越光滑。当切割速率增加时，表面质量降低。然而，具有一平衡点，如果进一步降低切割速率并不会改善表面质量。　　混砂管基准距：混砂管基准距是指工件表面和混砂管尖端之间的距离。应保持基准距小于或等于与混砂管的内径，一般应维持在0.01~0.10in（0.254~2.54mm）。如果基准距过大，喷砂流会在切割之前散开，造成较宽、较大角度的切缝，且增加操作成本；反之基准距过小，混砂管会损害切割表面或破坏切割头组件。砂料和水也可能逆流至切割头和进给管内，尤其是在穿孔时。　　喷嘴/混砂管内径：常用的喷嘴/混砂管组合为（6.35mm）更薄的材料，使用010/030组合，以减低切割速率并减小切缝。对于较厚的材料（0.25in以上），一般使用泵浦所能支持的最大切割头操作，选用016/040组合，能以较低的成本进行较快的切割。　　砂料流率：对于特定压力，每一喷嘴/混砂管组合具有一最佳砂料流率。使用最佳值大或小的砂料流率会增加成本并或许将会产生较慢的切割速度。　　水切割常见质量问题及解决办法（1）斜度高速切割时切割面会形成V形斜度。切割速率增加时，斜度也会增加。可通过减缓切割路径或增加切割能力来降低或消除斜度。此外，使用动态水切割系统时几乎不会产生斜度。　　操纵器痕迹由不一致的操纵器动作引起的表面缺陷。如果操纵器振动或变化速率，在过渡区上切割表面会看到痕迹。　　条纹主要发现于切面下区的水痕，在切过厚材料时，喷射流散失切割动力所产生的。诸如不良操纵器移动或砂料结块等不一致现象会大幅增大条纹。　　弧形向外掠出当高速切割厚材料时，水流射出点将较水流射入点落后。转角或小半径时会引起水流较下部位向外偏离，造成不正确的切割。　　为避免此现象，操作者必须在所有的小半径处减慢喷嘴移动速率。　　射出口毛边切割薄材料时，会出现射出口毛边。可利用较小的喷嘴/混砂管组合并使用较小的砂料，以较高的压力喷出限制射出口毛边。　　砂料、水质要求及成本砂料必须使用经认可的砂料。因为砂料的种类和品质非常重要，未经认可的砂料含有诸如氧化砂、砷、末、或氯化物会潜在危害健康，故未经认可的砂料会大幅减少切割性能，增加操作成本。只有使用经认可的砂料，才能使切割头内耐磨耗组件获得最大使用寿命。　　切割水的水质是影响机床部件使用寿命和性能的重要因素之一。由于切割水中所溶解固态物质（特别是钙、二氧化硅和氯化物）的最高浓度会影响高压部件的使用寿命，因此水切割机有一套软化水处理装置，以处理水质，达到切割软水要求。水质标准可根据水质化验分析确定水处理要求。　　C80B型车体用不锈钢熔化极气体保护焊操作技术南车二七车辆有限公司（北京100072）王秀琴田川杨海林接操作技术，重点对常见焊接缺陷及其预防的焊接操作进行了阐述。　　C80B型不镑钢运煤敞车车体用材料为低碳铁素体不镑钢，该不镑钢材料牌号为T4003.由于该种不镑钢与碳钢及低合金钢熔化极气体保护焊相比，焊接熔滴表面张力大、熔池流动性差、润湿性差，给焊接操作带来了较大的难度，为指导焊工适应该材料的焊接特点、掌握具体的操作技术、保证C80B车体的焊缝质量，基于对T4003不镑钢进行系统的焊接试验研究的基础上，对不同焊接接头、不同位置所采用的焊接工艺、操作技术进行了如下总结和提炼。　　2.T不锈钢平对接焊（1）焊接参数组装间隙对焊接参数影响较大，不同组装间隙的焊接参数如表1所示。　　加砂水射流切割中的耗材是水、砂料、喷嘴以及混砂管，砂料和混砂管是加砂水切割所独有的材料。其他耗材也可用于纯水水切割。砂料的成本占设备运作成本的2/3.工件越厚越硬，所需耗砂量越大；另外耗砂量也取决于所选择的砂嘴垫圈、喷嘴和混砂管的尺寸。通常砂耗量为：150~700g/min.磨料传输采用压缩空气控制送砂，真空负压方式混砂，能精确控制切割用砂的流量。在切割头上装有中间储砂器及计量装置，能无级调节切割用砂流量。　　但想要通过降低砂料流速降低运行成本，是错误的。生产力是每英寸成本，不是每小时成本，每小时花多长时间运行加砂水切割并不重要，重要的是在给定的时间内生产出多少工件。必须快速生产工件以消耗间接费用（劳动力、设施、租赁费用等）。使用水切割机最大的功率和最高砂料流速尽快进行切割。　　结语水切割由于其设备简单、成本低廉等优点已得到了越来越广泛的应用。水切割技术的应用将会更为广泛，除了切割各种材料，还用于工业清洗、冲孔、粉碎材料等。最近，福禄还采用超高压水切割成功实现杀菌，而不产生热效应。　　对易热变形材料的加工，水切割更具独特的优越性。目前我公司水切割机主要用于铝合金板材的下料，对于碳钢由于考虑到遇水易生镑等原因，而采用数控火焰等切割方法。而对于不镑钢薄板，由于对下料的精度较高而采用激光、步冲等方法。MW（）高压水射流切割技术及应用_百度文库
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水射流切割
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水射流切割，超高压水射流切割机是将普通的水通过一个超高压加压器，将水加压至3000bar，然后通过通道直径为0.3mm的水喷嘴产生一道约3倍音速的水射流，在计算机的控制下可方便的切割任意图形的软材料，如纸类、海绵、纤维等，若加入砂料增加其切割力，则几乎可以切割任意材料.
水射流切割一、工作原理
超高压水射流切割机
水射流切割二、特点：
1．无切割方向的限制，可完成各种异形加工；
2．在工件上所产生的侧向力极小，可降低设定时间及节省使用夹具成本；
3．水刀加工不会产生热变形，不需二次加工，可节省时间及制造成本；4．水刀加工切割速度快，效率高，加工成本低。
水射流切割三、优点：
1．可以轻松地切割不锈钢板或坚硬的大理石、花岗岩等，对那些因其他
方法难以切割的材料如芳纶、钛合金等各种复合材料更是非常理想或唯一的加工手段。
2．切割时不会产生裂痕，它可以切割间隙很窄的材料。一般而言，纯水切割其切口约为0.1mm至1.1mm，加砂切割其切口约在0.8mm至1.8mm之间.。随着砂喷嘴内孔直径扩大其切口也就愈大。
3．可作全方位的切割，包括各种形状、角度或斜度；
4．不需要进行磨边等二次加工，在切割过程中还可以减少飞尘，改善工作环境。
水射流切割四、水切割的形式和水切割机床的构成：
水切割的形式从水质上分，有纯水切割和加磨料切割；从加压方式上分，有液压加压和机械加压；从机床结构上分，有龙门式结构和悬臂式结构。
一套完整的水切割设备由超高压系统、水刀切割头装置、水刀切割平台、CNC控制器及CAD/CAM切割软件等组成
水射流切割五、水切割与激光切割的比较：
激光切割设备的投资较大，目前大多用于薄钢板、部分非金属材料的切割，切割速度较快，精度较高，但激光切割时在切缝处会引起弧痕并引起热效应；另外对有些材料激光切割不理想，如铝、铜等有色金属、合金，尤其是对较厚金属板材的切割，切割表面不理想，甚至无法切割。目前人们对大功率激光发生器的研究，就是力图解决厚钢板的切割，但设备投资、维护保养和运行消耗等成本也很可观。水切割投资小,运行成本低,切割材料范围广,效率高，操作维修方便。
水射流切割六、水切割与线切割的比较：
对金属的加工，线切割有更高的精度，但速度很慢，有时需要用其它方法另外穿孔、穿丝才能进行切割，而且切割尺寸受到很大局限，水切割可以对任何材料打孔、切割，切割速度快,加工尺寸灵活。
水射流切割七、水切割与等离子切割的比较：
等离子切割有明显的热效应，精度低，切割表面不容易再进行二次加工。水切割属于冷态切割,无热变形,切割面质量好,无须二次加工，如需要也很容易进行二次加工。
水射流切割八、什么是水射流切割
水射流切割是将超高压水射流发生器与二维数控加工平台组合而成的一种平面切割机床。它将水流的压力提升到足够高（200MPa以上），使水流具有极大的动能，可以穿透化纤、木材、皮革、橡胶等，在高速水流中混合一定比例的磨料，则可以穿透几乎所有坚硬材料如陶瓷、石材、玻璃、金属、合金等。在二维数控加工平台的引导下，在材料的任意位置开始加工或结束加工，按设定的轨迹以适当的速度移动，实现任意图形的平面切割加工。
水射流切割九、水射流切割的特性和优点
与传统的“热”切割工艺相比，超高压水射流切割机床以水流为切割介质，是一种“冷”切割工艺。它具有如下功能与优点：
1.切割时无热变形，避免了材料的物理、化学变化；
2.广泛适应于各种材料的切割加工，有“万能切割机”之誉；
3.切口光滑平整无毛刺，一般无须再加工；
4.由数控系统操纵，切割精度高；
5.切割缝小于1.2mm，便于套料切割，节约材料；
6.加工过程不会产生污染环境的废物。
数控水刀对那些用其它方法难以切割的材料如芳纶(Kevler)、钛合金及各种复合材料是非常理想或唯一的加工手段。
水射流切割十、水射流切割能达到怎样的精度
严格来讲，数控水刀虽然比火焰、等离子切割机床可以更精确的切割，但还不是精密加工机床，应该不能标注精度。在切割10mm以下的板料时，把切割速度和补偿控制得恰到好处，误差可以做到+-0.1mm。
水射流切割十一、水射流切割能切割的最大厚度是多少
由于水射流的靶距是不确定的或者说是变化的，数控水刀的最大切割厚度并不好明确界定。胆大者，敢称400、500mm，保守者称100mm以内，都是合理的。现有的数控水刀一般流量在2～3升，工作压力在200～380MPa，射流经过空气阻力，能量衰减极快，到400、500mm时，基本就随风飘散了，就没有打击力。
就一般应用而言，切割金属板材厚度建议不超过100mm，发泡材料如海绵厚度建议不超过300mm。播放列表加载中...
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高压水刀 水射流切割技术 切割所有类型的材料
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水射流切割技术，水也可以削铁如泥
我来说点啥
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