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高效利用高压水切割技术

【摘要】:高压水切割为冷加工,没有热影响区,不会发生变形和烧蚀现象。高压水切割可以沿直线、曲线或数控切割,或开孔等,应用范围广。高压水切割速度快、切缝窄,切缝整齐无毛刺、效率高。喷嘴磨损后,射流严重扩散,不能再进行切割。图10-23人造蓝宝石喷嘴的形状加砂的高压水射流又称磨料水射流,它是在高压水切割技术上发展形成的一种新型切割工艺方法。

用高压水射流切割复合材料是近年来发展迅速的一种加工方法,用它来加工碳/环氧、硼/环氧、芳纶/环氧等复合材料,已取得了良好的效果。高压水射流加工不需要用刀具,也就没有刀具磨损和更换的问题。用高压水射流加工(又称高压水切割)时,由于高速度的水与空气混合,会形成真空使空气向下抽,没有切屑与粉尘飞扬,这对切割碳纤维更有意义,因碳纤维粉尘对人体有害。高压水切割为冷加工,没有热影响区,不会发生变形和烧蚀现象。高压水切割可以沿直线、曲线或数控切割,或开孔等,应用范围广。高压水切割速度快、切缝窄,切缝整齐无毛刺、效率高。

高压水射流切割,即把高速液体(水或水添加剂的混合物,如砂子)所具有的能量,通过直径较小的喷嘴,用3~4 倍于音速的高速射流对工件进行切割或开孔等加工。获得高速水射流的方法:用增压器产生高压液体(4200~4500 atm)。用高压液体作为动力,把它集中到一个可控制的喷嘴,通过喷嘴的射流可切割多种复合材料。

喷嘴是产生高速射流的最重要零件。喷嘴的形状与加工质量影响射流的工作情况和切割质量。喷嘴磨损后,射流严重扩散,不能再进行切割。对喷嘴材料的要求是耐磨,承受高压和耐腐蚀。目前,多采用人造红宝石蓝宝石来制造喷嘴,喷嘴的断面形状如图10-23所示。一般蓝宝石喷嘴的寿命为200~400 h。

图10-23 人造蓝宝石喷嘴的形状

加砂的高压水射流又称磨料水射流,它是在高压水切割技术上发展形成的一种新型切割工艺方法。它的工作介质为水和磨料颗粒(砂子)的混合体,水经增压后高速射出,在一个专用装置内与磨料混合后,以一种特殊方式由喷嘴射出。它能切割各种高强度和高硬度的材料。