高压水射流切割技术
水射流技术简述(最终版)
水射流技术简述(最终版)水射流技术是一种应用高速的水流进行切割、清洗和精加工的新型工艺技术。
该技术它可以利用高速、高压的水流直接切割材料,不需要任何热源或化学物质,具有高速、高效、高精度、环保等特点。
水射流技术可以用于各种材料的切割、打孔、雕刻、清洗、去毛刺、去油漆、去锈等,适用于航空、航天、汽车、轮船、冶金、环保、电子、建筑、石材、金属加工等领域。
水射流技术的原理是利用高速的水流,采用高压泵将水压力增加到3000-6000bar,然后通过高压软管输送到水射流切割头,通过射流嘴使水流加速达到难以想象的速度。
水射流除了水流速度的快慢外,还可以通过水流压力的变化来调节出对材料的不同切割、清洗、去毛刺等要求的强度。
水射流技术主要有两种方式:纯水射流和研磨水射流。
纯水射流是指只使用清水进行射流加工,主要用于切割软质材料,如橡胶、泡沫、塑料、木材、食品等。
研磨水射流则是在加工过程中,加入一种或多种磨料,以提高磨削能力,适用于硬质材料的加工,如金属、石材、陶瓷等。
水射流技术与传统工艺相比,具有以下优势:1、切割精度高。
水射流技术不会在加工过程中产生变形或热损伤,因此可以获得高精度的切割效果。
2、适用范围广。
水射流技术可以加工各种硬度不同的材质,如硬质合金、石头、金属、陶瓷等。
3、环保无污染。
水射流技术不需要任何化学物质,不会产生污染,是一种非常环保的工艺技术。
4、加工效率高。
水射流技术加工速度快,可以满足高效率的生产要求。
5、加工成本低。
与传统工艺相比,水射流技术不需要额外投资新设备,可以利用原有的加工设备,因此可以降低成本。
水射流技术在各个行业中都有广泛应用。
比如,在航空工业中,可以用水射流技术对飞机的发动机、燃气轮机、涡轮叶片等进行清洗和修复,以提高其工作效率和寿命。
在汽车制造中,可以利用水射流技术对车身进行切割和打孔,还可以对发动机进行清洗、去毛刺等操作。
在建筑行业中,可以利用水射流技术对石材漏洞、贸易内部和边角等进行加工,还可以对混凝土进行清洗和去污。
高压水射流切割技术综述
‘_ l■ 口
高压 水 射 流切 割技 术综 述
达 明艳
( 南京师范大学电 自学院 江苏 南京 2 0 9 ) 1 0 7
[ 摘 要] 章就 高压 水射 流技术 的切割 原理 、特 点 、应用 等方 面进 行 了综述 。 随着 新 型材 料的 不断 出现 ,水射 流切 割作为 一项 新兴 的 文 而 且具有 “ ”加工特性 的绿色切割 工艺 ,必将有 更为广 阔的应用前 景 冷 [ 关键 词] 高压 水射 流 切割原理 特点 应用 中图分类 号:T 6 G6 文献标 识码:A 文 章编 号:1 0 — 1 X( 0 8 ( ) 01 卜 0 0 9 9 4 2 0 )1 b 一 4 l l
一
、
利用 增压装置将水加压 到几十至数 百兆帕后从喷 嘴中喷 出形成 高 压水射流。高压水射流本身具有较高的刚性 ,在与工件发生碰撞时,会 产生极高的冲击动压 和涡流 。从 微观上看 ,相 对于射流平均速 度存在 着超高速 区和低速区 ( 时可 能为 负值 ) 有 ,因而超高水射流表面上虽然 为圆柱模型 ,而 内部刚性高和刚性低 的部分并存 。刚性 高的部分产 生 的冲 击动压使传播时 间减少,增 大 了冲击 强度 ,宏观上起 快速楔劈作 用 ;而低刚性部分相对 于高刚性部分形 成 了柔性 空间,起 吸屑、排屑 作用 。高速高压水射流 ,对切割靶物进 行冲击 ,使其表层产 生破 碎和 微裂纹 ,水射流进入裂 纹中,如楔 子般 将靶物劈 裂、剥离 ,同时高速 水流 的冲刷将切 下的碎屑带走 ,形成 切缝 。 二 、 高 压 水 射 流 技 术 的 发 展 由于 压力 不能无 限制 的提 高 ,因此 纯水 射流 切割 应用 也受 到一 定 的限制 ,但 通过对工 作介 质的改进 , 已经发展 出了磨料射流 、气包 射流 、间断射 流 、空化射流 、 电液脉冲射 流等方法 。其 中,磨料 加工 已成 为水 射流 加工 中 的一项 重要 技术 磨料水射流 是将 一定数量 的磨 料与高压水互 相混合而形成 的液 固 两相射流 。磨 料的密度较大 ,可 以使水射 流的切割 能力更为集 中,冲 击力也就更 为集 中, 同时磨料表面锋利 的尖刃可 以对切 割靶物进行微 切 削 。大 大 提 高 了射 流 的 品质 和 工 作 效率 [ ] 2。
高压水射流技术
高压水射流技术第一篇:高压水射流技术是一种高效的清洗和切割工艺,它广泛应用于各种领域,如制造业、建筑工程和环保等。
本文将会介绍高压水射流技术的基本概念、分类和应用领域。
一、基本概念高压水射流技术是一种利用高压水射流对物体进行清洗、切割和处理的方法。
利用高压水射流技术,可以将水加压到几千到几万磅的压力,形成一个高速的水柱,具有极强的动能和热能,可以将物体表面的污渍、油污、腐蚀层和砂砾等物质完全清除,同时也可以切割金属、混凝土和石材等硬材料。
高压水射流技术的原理是通过高压泵将水增压,然后将增压后的水通过射流嘴喷出,在低压环境中形成一个高速的水柱,穿过空气和涂层,将表面的物质完全清除或切割。
高压水射流技术可以根据需要调整水的压力和流量,适用于多种清洗和切割工艺。
二、分类按照水的压力和流量,高压水射流技术可以分为多种类型,如下所示:1. 超高压水射流技术:超高压水射流技术是指水压在20,000-40,000磅的范围内,流量在3-8升/分钟的高压水射流技术。
超高压水射流技术可以用于切割钢、复合材料、岩石、石材和混凝土等硬材料。
2. 高压水射流技术:高压水射流技术是指水压在5,000-20,000磅的范围内,流量在3-30升/分钟的高压水射流技术。
高压水射流技术可以用于清洗外墙、管道、锅炉和船舶等设备。
3. 中压水射流技术:中压水射流技术是指水压在1,000-5,000磅的范围内,流量在30-100升/分钟的高压水射流技术。
中压水射流技术可以用于清洗地面、墙壁和设备表面等。
4. 低压水射流技术:低压水射流技术是指水压在1,000磅以下范围内,流量在100升/分钟以上的高压水射流技术。
低压水射流技术可以用于清洗各种设备、建筑物、地面和路面等。
三、应用领域高压水射流技术有广泛的应用领域,如下所示:1. 制造业:高压水射流技术可以用于切割和加工各种硬材料,如金属、石材、混凝土、水泥等,以达到精准的加工目的。
2. 建筑工程:高压水射流技术可以用于清洗建筑物外墙、墙壁、玻璃幕墙、天窗、钢结构及各种管路设备等。
高压水刀原理
高压水刀原理高压水刀原理是一种利用高速喷射的高压水流来切割物体的加工技术。
它采用了高压泵将普通自来水通过高压软管输送到水刀喷嘴,然后通过喷嘴的小孔形成高速射流,将水流的动能转化成切割力,从而达到切割目的。
高压水刀原理的核心是水流的速度和压力。
高压泵通过对水进行加压,使水的压力达到数千至数万帕(1帕=1牛顿/平方米),同时通过高压泵的流量控制装置,使水的流量得到精确控制。
当经过了这样高速喷射的水流通过喷嘴的小孔时,水流的速度将大大增加,从而形成高速射流。
高速射流具有很强的动能,可以将水流带到想要切割的物体表面。
然后,在水流与物体表面接触的瞬间,水流将动能转化为切割力,产生冲击力,从而击穿物体的分子结构,并将物体切割开。
由于高压水刀不需要物理接触,所以不会对物体表面产生磨损和热变形,可保持被切割物体的原貌。
高压水刀还可以通过添加磨料来进行研磨切割。
水流在经过喷嘴之前,会携带特定的磨料进入水流中,磨料的颗粒大小和种类根据要切割的材料来选择。
当经过喷嘴的水流与物体表面接触时,磨料的颗粒会增加切割力,从而实现对更硬的材料的切割。
高压水刀原理具有许多优点。
首先,它适用于几乎所有材料的切割,包括金属、石材、木材、橡胶等。
其次,切割过程中没有热变形,可以保持被切割材料的原始性能。
此外,高压水刀的切割精度高,可以实现毫米级的切割精度,并且边缘光滑无毛刺。
高压水刀技术在许多领域得到广泛应用。
在工业领域,高压水刀被用于切割金属和复合材料。
在建筑领域,高压水刀可以切割石材、瓷砖等材料,用于地板、墙壁的装饰和修复。
在制造业中,高压水刀被用于精密切割和打孔。
在食品加工领域,高压水刀可以用于切割肉类、蔬菜等食品,保持食品的新鲜和原始特性。
虽然高压水刀技术具有许多优点,但也存在一些限制。
首先,设备和材料成本较高,对于小型企业来说,投资成本相对较高。
其次,水的消耗较大,需要大量的水资源和相应的处理设备。
此外,高压水刀切割速度相对较慢,对于大规模生产来说,效率有所下降。
高压水射流技术
⾼压⽔射流技术⾼压⽔射流技术⾼压⽔射流技术概述所谓⾼压⽔射流,是将普通⾃来⽔通过⾼压泵加压到数百乃⾄数千⼤⽓压⼒,然后通过特殊的喷嘴(孔径只有 1-2毫⽶),以极⾼的速度(200-500⽶/秒)喷出的⼀股能量⾼度集中的⽔流。
这⼀股⼀股的⼩⽔流如同⼩⼦弹⼀样具有巨⼤的打击能量,它能够进⾏钢板切割、铸件清砂、⾦属除锈,更能除去管⼦内壁的盐、碱、垢及各种堵塞物。
利⽤这股具有巨⼤能量的⽔流进⾏清洗即为⾼压⽔射流清洗。
⾼压⽔射流是近⼏⼗年来得以迅速发展的⼀项新技术,作为清洗、切割、破碎⼯具,⽔射流具有其独特的优越性。
近年来,随着⼤型化、智能化、专⽤化的⾼压⽔射流装备的迅速发展,该技术已渗透到众多应⽤领域:从⼀般机械零件、建筑物的清洗到以管道、管束、容器为主的⼯业清洗,从机场跑道除胶到船舶除锈,从⾦属、⾮⾦属板材切割到曲⾯仿形切割,从⽔⼒采煤到开采岩⽯,从喷射注浆到破碎路⾯,从⽆⼑⼿术到⽔幕电影、降尘、喷泉……,林林总总。
⾼压⽔射流是以⽔为⼯作介质,通过增压设备和特定形状的喷嘴产⽣⾼速射流束,具有极⾼的能级密度。
⼀些新型射流如脉冲射流、空化射流和磨料射流的相继出现,⼤⼤提⾼了其切割、剥离、破碎能⼒,更进⼀步拓宽了⽔射流技术的应⽤范围,可⽤于清洗、清理、切割、注⽔钻孔、喷雾、破碎、研磨等作业,具有清洁、⽆热效应、能量集中、易于控制、效率⾼、成本低、操作安全⽅便等特点,⼴泛应⽤在轻⼯、机械、建筑、采矿、⽯油、化⼯、核能、军⼯、航天、航空、汽车、铁道、船舶、海洋、冶⾦、市政⼯程以及医学等部门。
特别适宜于⾃然环境恶劣、⼯作危险等场合作业,能⼤⼤减轻劳动强度、改善劳动环境、降低和防⽌危险事故的发⽣。
⾼压⽔射流与激光束、电⼦束和等离⼦束统称为⾼能束加⼯技术,其中⾼压⽔射流是唯⼀的冷切割加⼯技术。
⾼压⽔射流不仅可以切割各类⾦属、⾮⾦属、塑性或脆性硬材料,⽽且⼯艺简单,⼯件材料的物理、机械性能不会破坏。
在各种新材料与复合材料相继涌现的当今时代,⾼压⽔射流的冷切割性能是⽆与伦⽐的⾼压⽔射流的主要优势⼀、清洗成本低:⾸先⾼压⽔射流使⽤的介质是⾃来⽔,它来源容易,普遍存在。
简述高压水射流加工的原理
简述高压水射流加工的原理高压水射流加工(High Pressure Water Jet Cutting)是利用高压水流进行切割、挖掘、清洗等加工工艺的一种现代化加工技术。
它主要是通过高压水流和喷射嘴的运动来实现加工过程中的物料去除和形状切割的目的。
下面是高压水射流加工的原理及其特点。
一、原理高压水射流加工是利用高能量密度的喷射流,将高速流体射流的高动能转化为流体的冲击力,达到快速切割物料的目的。
通过将自来水加压至极高的压力,将水喷射出成为高速水射流。
将高速水流从喷嘴喷出时,由于水流加速的过程中会产生剧烈的摩擦,摩擦力可将物料表面上的杂质和污垢溶解、碾磨、冲击,使它们迅速分离和脱落。
当水流击打到物体上时,水流所带动的物料因受到冲击力而发生粉碎和开裂,顺着切口形状的线路形成一个完整的切口,从而达到切割的目的。
二、特点1. 高效:高压水射流加工速度快,一般可实现数十厘米至数米的每分钟加工速度。
2. 精度高:高压水射流加工具有高精度和高质量的切割效果,切口平整,无毛刺。
3. 安全性强:高压水射流加工原料无化学反应,不产生热量、辐射和有毒气体,加工中没有火花和切削渣。
4. 应用范围广:高压水射流加工可以切割各种硬度、结构复杂的材料,如金属、玻璃、石材、塑料、陶瓷等,广泛应用于造船、汽车、核能、航空、化工、建筑等领域。
5. 环境友好:高压水射流加工是一种绿色环保加工技术,不会对环境造成污染,废料易于处理。
6. 经济效益好:高压水射流加工不需要进行后续的表面处理,节省了制作成本,提高了生产效率。
三、应用1. 地下水的开采和供水系统清洗2. 高速铁路和公路路面的切割和拆除3. 钢板、不锈钢、铝合金等金属材料的切割和挖掘4. 汽车零部件,如车身、底盘等的制作和加工5. 电子元器件、玻璃、陶瓷等材料的切割加工6. 地脉、地矿勘探等地质工程领域中的钴测、取样、爆破卡矿等工作。
水分子刀技术
水分子刀技术
水分子刀技术,也被称为高压水射流切割技术,最早起源于美国。
这是一种成熟的切割工艺方法,可以对任何材料进行任意曲线的一次性切割加工,除了水切割之外,其它切割方法都会受到材料品种的限制。
在切割过程中产生的热量会立即被高速流动的水射流带走,并且不产生有害物质,因此材料无热效应(冷态切割),切割后不需要或易于二次加工,安全且环保。
此外,其速度快、效率高,可实现任意曲线的切割加工,方便灵活、用途广泛。
值得注意的是,水分子刀技术并不涉及到切断水分子之间的氢键。
实际上,水分子之间的氢键用于水分子之间相互束缚,因为氢键的存在,水的沸点要比同周期其它非金属元素的氢化物高出不少。
高压水射流技术
高压水射流技术高压水射流技术是一种应用广泛的高精度、高效率的机械加工方法。
该技术利用高压水射流对工件进行切割、清洗、冲击等操作,可广泛应用于金属加工、矿山开采、建筑工程、环境保护等领域。
高压水射流技术的原理是利用泵体将水加压至特定压力,再通过喷嘴将水强力喷射出来。
水在高速流动过程中,因其动能和压力的共同作用,可以实现对各类物体的切割、清洗和冲击。
高压水射流技术具有以下几个特点。
首先,高压水射流技术是一种非接触式加工方法,不会对工件表面造成机械损伤。
传统的机械加工方法往往需要使用刀具或磨料来对工件进行加工,容易导致工件表面出现划痕、凹凸不平等问题。
而高压水射流技术利用高速流动的水流对工件进行处理,不会对工件表面造成机械损伤,保证了工件的平整度和光洁度。
其次,高压水射流技术具有较高的加工效率。
高压水射流在喷射出来的瞬间具有极高的冲击力,可以迅速切割各类材料。
与传统的机械加工方法相比,高压水射流技术的加工速度更快,能够大幅提高生产效率。
同时,高压水射流技术可以实现对复杂曲面的加工,减少了传统加工方法所需要的模具制造工序,降低了生产成本。
再次,高压水射流技术的加工质量较高。
高压水射流技术可以实现对细微部位的加工,精度高,加工质量极佳。
例如在汽车零部件加工中,高压水射流可以将工件切割成各种形状,而不损坏工件的材料特性和性能。
此外,高压水射流技术对环境友好。
与传统的机械加工方法相比,高压水射流技术不需要使用油润滑剂或冷却液等化学物质,减少了对环境的污染。
同时,高压水射流技术能够将切割产生的废料清洗出来,实现废料的回收利用。
高压水射流技术在各个领域都得到了广泛应用。
在金属加工领域,高压水射流技术可以将钢铁、铝合金等材料进行切割、冲孔等操作。
在矿山开采领域,高压水射流技术可以清理矿石表面,提高矿石的回收率。
在建筑工程领域,高压水射流技术可以对建筑物外墙进行清洗,去除污渍和附着物。
在环境保护领域,高压水射流技术可以用于清洗污水管道、疏通下水道等操作。
高压水射流切割技术和前混切割设备
高压水射流切割技术和前混切割设备北京京龙水刀集团 遇罗文 用高压水射流可以开采矿石和煤,近十多年来,研制的高压水射流切割设备,可以精确的切割钢铁、石头、玻璃、陶瓷等坚硬的材料,俗称“水刀”。
“水刀”的用途很广,例如:在食品行业,用它切割年糕、果脯之类的食品,不必考虑粘刀的问题;在汽车、飞机制造业中,用它切割玻璃钢、碳纤维等复合材料,既可以使边缘整齐光滑,又不会造成粉尘污柒;在化工、石油行业,用它切割有陶瓷衬里的钢管,既不会破坏陶瓷衬里,又不会引起火患;用它切割金属板材,不会破坏表面镀层,不会产生应力变形;当用它切割塑料薄膜时,多少层摞在一起也不会有粘连;切割玻璃、石材等硬脆材料时,若用数控控制切割路线和顺序,则可以精确地切割各种形状,并按要求严丝合缝的拼成各种复杂图形,这已广泛用于装饰行业中。
人们对“水刀”的作用和认识,以至各种实验,已有上百年历史。
但高压水射流切割设备成为具有实用价值的商品,则是最近十多年来随着科学技术的进步,解决了许多技术难题,才得以实现的。
例如:高压水射流的密封问题,水的高压达到200~400M P a,甚至高达1500M Pa,对此,目前仍是一个十分复杂的难题。
混合磨料水切割 为提高水射流切割的功效,也就是在稍低的水压力下,水射流的切割功能依旧能发挥出来,这也是为了缓解高压密封问题。
人们开始在水射流中加入一些磨料,称之为混合磨料水切割,也称加砂水切割。
这能大大提高切割功效,也就是在相同切割速度下,混合磨料水切割的压力可以大大下降。
加砂水切割所以能提高切割功效的机理,目前有两种观点。
一种观点认为物体被水切开,是靠水流的压力将被切物体破碎,加入磨料,只是增加了水流的质量而提高了水流动能,使被切物体更容易破碎。
另一种观点认为加砂水切割是依靠磨料的切削功能来提高切割功效。
若按第一种观点来选择磨料,则不必关心磨料的硬度,而只需考虑磨料的比重。
按第二种观点,则必须考虑磨料的硬度、粒度、自锐性等等。
高压水切割原理
高压水切割原理高压水切割是一种利用高速流体射流对工件进行切割加工的先进技术,它具有无热影响区、无毛刺、精度高等优点,被广泛应用于金属、石材、橡胶、塑料等材料的切割加工领域。
高压水切割原理主要是利用高压水流对工件进行冲击和切割,其切割过程受到多种因素的影响。
首先,高压水切割的原理是利用水泵将普通自来水增压至高压状态,然后通过高压软管输送至切割头,切割头内部有一个小孔,水流经过小孔时速度急剧增加,形成高速射流。
这个高速射流对工件进行冲击和切割,从而实现切割加工的目的。
其次,高压水切割原理中,水流的速度和压力是影响切割效果的重要因素。
水流速度越高,对工件冲击力越大,切割效果越好。
而水流的压力则决定了水流的速度,因此高压水切割系统通常采用高压泵将水压增至几千大气压,以确保水流的速度和冲击力。
另外,高压水切割原理中,还包括了磨料混合切割技术。
在一些需要对硬质材料进行切割时,单纯的高压水流可能效果不佳,这时可以在水流中添加磨料,形成磨料水射流,利用磨料的硬度对工件进行切割,提高了切割效率和质量。
此外,高压水切割还受到切割头结构、切割参数、工件材料等因素的影响。
切割头的设计和制造直接影响了水流的稳定性和切割精度,切割参数的选择则影响了切割速度和质量,而工件材料的不同也会对切割效果产生影响。
总的来说,高压水切割原理是利用高速高压水流对工件进行冲击和切割,其切割效果受到多种因素的影响。
通过合理控制切割参数、优化切割头结构、选择合适的工件材料等方法,可以实现高效、精确、无热影响区的切割加工,满足不同材料的加工需求。
高压水切割技术的不断发展和应用将为切割加工领域带来更多的可能性和机遇。
高压水射流加工技术在复杂曲面零件加工中的应用研究
高压水射流加工技术在复杂曲面零件加工中的应用研究摘要:高压水射流加工技术是一种非常有效的加工方法,它可以应用于复杂曲面零件的加工中。
本文将介绍高压水射流加工技术的基本原理、加工方法以及其在复杂曲面零件加工中的应用研究。
研究表明,高压水射流加工技术在复杂曲面零件加工中具有多种优点并且能够获得良好的加工效果。
1. 引言复杂曲面零件在现代制造业中应用广泛,但是它们的加工难度相对较高。
传统的加工方法很难满足复杂曲面零件的精度和表面质量要求。
高压水射流加工技术因其高加工效率、低热影响、无损伤和环保特性被广泛应用于复杂曲面零件加工。
2. 高压水射流加工技术的基本原理高压水射流加工技术利用了水的高速喷射流动产生的动能来破坏工件表面的原材料结构,实现对工件进行切割、修整和打孔等加工。
高压水射流通过射流速度和流量的调节,可以实现对不同材料和不同形状的零件进行加工。
3. 高压水射流加工技术的加工方法高压水射流加工技术可以采用直流射流和旋转射流两种加工方法。
直流射流是指水射流直线喷射到工件表面进行加工,适用于表面切割和粗加工;而旋转射流是指水射流通过喷嘴的转动喷射到工件表面进行加工,适用于复杂曲面零件的细加工和修整。
4. 高压水射流加工技术在复杂曲面零件加工中的应用研究4.1 表面修整与抛光高压水射流加工技术可以通过调节射流速度、射流角度和工件与喷嘴的距离,实现对表面不规则部分的修整和抛光。
研究表明,高压水射流加工技术可以获得良好的表面质量和高精度的加工效果。
4.2 孔洞加工高压水射流加工技术可以通过选择合适的喷嘴和调节水射流的参数,实现对复杂曲面零件的孔洞加工。
研究发现,高压水射流加工孔洞时具有优异的穿透能力和加工效率,并且不会产生开裂和弯曲等缺陷。
4.3 切割加工高压水射流加工技术在复杂曲面零件的切割加工中也具有广泛的应用。
通过调节水射流的速度和压力,可以实现对材料的有效切割。
研究表明,高压水射流切割零件的切口干净整齐,没有残留物和变形。
高压水射流切割加工的原理
高压水射流切割加工的原理
高压水射流切割是一种利用高压水流来进行材料切割和加工的技术。
它通过将水经过高压泵进行加压,然后通过特殊设计的喷嘴形成高速的射流,用于切割和加工各种材料,如金属、混凝土和纤维等。
高压水射流切割的原理主要涉及两个方面:静水压力和射流动能。
首先,水经过高压泵被加压到非常高的压力,通常达到几千至几万磅每平方英寸(psi)。
这种高压状态下的水被称为静水,静水具有很大的切割能力。
然后,经过喷嘴喷射出来的水束因为高速而获得了巨大的动能。
射流的速度通常超过音速,这意味着它可以产生巨大的冲击力和切割力。
射流通过将水分子聚集到一起形成高密度的流束,从而增加了能量密度和切割效果。
此外,高压水射流切割还可以通过控制射流的形状和大小来实现不同的切割效果。
通过使用不同形状的喷嘴或调整喷嘴的开口大小,可以产生不同形状的射流,如圆形、椭圆形和矩形。
这种灵活性使得高压水射流切割可以适应不同材料和切割需求。
总的来说,高压水射流切割利用高压水的静压力和射流的动能来实现材料的切割和加工。
它具有切割速度快、切割面平整、无热影响区、无毒害废料等优点,广泛应用于金属加工、建筑拆除、混凝土切割和清洗等领域。
高压切割水刀原理
高压切割水刀原理
高压切割水刀是一种通过高压水流来切割材料的技术。
它的原理是利用高压水流产生的动能和强大的切割能力。
高压切割水刀系统主要由高压泵、紧缩室、高压管路和切割头组成。
首先,高压泵将水送至紧缩室,在紧缩室中水受到压力蓄能,使其压力达到几千巴甚至几万巴。
然后,高压水通过高压管路输送到切割头。
在切割头中,高压水经过一个特殊设计的喷嘴,形成高速射流。
高速射流的切割能力取决于水流速度和喷嘴的形状。
喷嘴通常采用钻石或者硬质合金材料制成,具有良好的耐磨性。
在高速射流作用下,切割头将水流集中在一个极小的区域上,形成极高的水压。
这种高压水流与被切割材料发生强烈的高速冲击,将其分离或切割。
高压切割水刀的优点在于可广泛应用于各类材料的切割,不受硬度、脆性和导电性等限制。
同时,这种切割方式无需预热,减少了能源消耗。
而且,由于切割过程中只使用水作为切割介质,无有害物质产生,对环境无污染。
总之,高压切割水刀利用高速水流的冲击力来切割材料,通过调整水流的流速和喷嘴的形状来实现不同材料的切割效果。
它是一种高效、环保的切割技术,具有广泛的应用前景。
高压水射流切割
高压水射流切割
高压水射流切割(Waterjet cutting)是一种使用高压水流和磨料
混合物或纯水流对工件进行切割的加工方法。
它可以切割各种材料,包括金属、玻璃、陶瓷、石材、塑料等。
其原理是利用高压水流在
极短的时间内产生巨大的冲击力,将材料剪断。
高压水射流切割的工艺流程包括以下几个步骤:
1. 通过水泵将水加压至高压状态,一般使用螺杆泵或柱塞泵。
2. 高压水流经过一个特殊的喷嘴,形成一束细小但高速的水流。
若
需要切割硬质材料,可以在喷嘴添加磨料混合物,增加切割能力。
3. 高压水流或混合流喷射到待切割的材料上,产生极高的冲击力,
使材料发生破裂并切割。
4. 在切割过程中,可以根据需要调整水压、喷嘴间距和喷射速度等
参数,以获得最佳的切割效果。
高压水射流切割具有以下优势:
1. 无热变形:由于使用水流进行切割,不会产生热影响区,几乎没有热变形问题。
2. 无毒无污染:切割过程无需使用化学溶剂,不会产生有害气体或废液,对环境无污染。
3. 切割范围广:可切割各种硬质材料,包括非导电材料,如玻璃、陶瓷等。
4. 切割精度高:高压水射流切割精度可达到0.1-0.3毫米,适用于对零件精度要求较高的行业。
5. 切割过程可控性好:水流的压力、流量和速度都可调节,可以根据需要进行加工和切割。
高压水射流切割在汽车、航空航天、建筑、化工、电子等领域具有广泛的应用前景。
《高压水射流加工》课件
高压水射流清洗技术使用水作为清洗 介质,安全可靠,对环境和人体无害 。
适用范围广
该技术适用于各种材料的清洗,如金 属、玻璃、陶瓷、塑料等,广泛应用 于表面处理、化工、食品加工等领域 。
高压水射流表面处理技术
提高表面质量
高压水射流表面处理技术利用高 压水流对材料表面的冲击力,能 够改善材料表面的粗糙度、平整 度和光洁度,从而提高表面质量
的切割效率和精度。
适用范围广
该技术适用于各种材料的切割,如 金属、玻璃、陶瓷、复合材料等, 广泛应用于机械制造、航空航天、 汽车制造等领域。
环保节能
与传统的切割技术相比,高压水射 流切割技术不产生有害物质,噪音 和振动较小,有利于环保和节能。
高压水射流清洗技术
表面清洗效果好
安全可靠
高压水射流清洗技术利用高压水流对 物体表面的冲击力,能够有效地清除 各种污垢和杂质,具有较好的清洗效 果。
特点
高压水射流加工具有高效、环保 、低成本等优点,被广泛应用于 工业生产、建筑、采矿等领域。
高压水射流加工的原理
原理
通过高压泵将水或其他液体加压,形成高速水流,再通过喷嘴或切割刀具将水 流以极高的速度喷出,从而产生强大的冲击力和切割力,实现对材料的加工。
影响因素
影响高压水射流加工效果的因素包括压力、喷嘴直径、水流速度、加工距离等 。
绿色制造与可持续发展
在环保要求日益严格的背景下,研究 和发展绿色、环保的高压水射流加工 技术,以实现可持续发展。
05
高压水射流加工的实际应用案例
高压水射流加工在金属切割中的应用案例
总结词
高效、环保、低成本
详细描述
高压水射流加工利用高速水流对金属进行切割,相比传统机械切割具有更高的效 率和精度,同时减少了对周围环境的污染和噪音。此外,由于水流的冲击力可以 调节,因此切割成本相对较低,适用于各种金属03
高压水切割原理
高压水切割原理
高压水切割是一种利用高压水射流对材料进行切割加工的先进技术,它具有无
热影响区、无毒害、无辐射、无粉尘、无振动等优点,适用于各种材料的切割加工。
其原理是利用高压水射流对材料进行冲击,通过水流的高速冲击力将材料切割成所需形状。
高压水切割的原理首先是通过高压水泵将水压升至300-400MPa以上,然后将
高压水通过高压软管输送至切割头。
切割头内部有一个小孔,水流从小孔中射出,形成高速水流射流。
高速水流冲击物体表面,产生很大的冲击力,从而将材料切割开来。
高压水切割原理的关键在于高压水射流对材料的冲击力。
水流的冲击力与水流
的速度和密度成正比,因此高压水切割采用的是高速、高密度的水流。
这种高速水流的冲击力可以轻松切割金属、石材、玻璃、橡胶、塑料等各种材料,而且不会产生热影响区,也不会产生切割废料。
高压水切割原理的另一个关键点是水流的稳定性和控制性。
高压水切割系统通
过控制高压水泵的输出压力和流量,可以实现对水流速度、密度和射流形状的精确控制,从而实现对材料切割过程的精准控制。
高压水切割原理的应用非常广泛,可以用于金属加工、石材加工、玻璃加工、
橡胶加工、塑料加工等各种材料的切割加工。
在航空航天、汽车制造、建筑装饰、石材雕刻等行业都有广泛的应用。
总的来说,高压水切割原理是利用高压水射流对材料进行冲击,通过水流的高
速冲击力将材料切割成所需形状。
这种切割方式具有无热影响区、无毒害、无辐射、无粉尘、无振动等优点,适用于各种材料的切割加工,是一种先进的切割加工技术。
矿山建筑施工中的高压水射流技术应用
矿山建筑施工中的高压水射流技术应用在矿山建筑施工领域,随着科技的不断进步,各种新技术、新工艺层出不穷。
其中,高压水射流技术以其独特的优势,逐渐在矿山建筑施工中得到了广泛的应用。
高压水射流技术是一种通过高压水形成高速射流来实现切割、破碎、清洗等作业的技术手段。
其原理是利用高压泵将水加压到极高的压力,然后通过特制的喷嘴将高压水转化为高速射流,从而产生强大的冲击力和切削力。
一、高压水射流技术在矿山建筑施工中的应用优势1、高效性高压水射流技术能够快速地完成各种作业任务,大大提高了施工效率。
相比传统的施工方法,如钻孔爆破、机械切割等,高压水射流技术可以在更短的时间内完成相同的工作量。
2、精确性由于高压水射流可以通过调整压力、流量和喷嘴的形状及角度,实现对作业对象的精确切割和加工,能够满足矿山建筑施工中对精度的要求。
3、安全性在矿山建筑施工中,安全始终是首要考虑的因素。
高压水射流技术在作业过程中不会产生火花、高温和粉尘等危险因素,有效降低了事故发生的概率,保障了施工人员的生命安全。
4、环保性高压水射流技术在施工过程中不会产生化学污染和废弃物,对环境的影响较小。
同时,其用水可以循环利用,进一步减少了水资源的浪费。
二、高压水射流技术在矿山建筑施工中的具体应用1、岩石切割与破碎在矿山开采过程中,常常需要对岩石进行切割和破碎。
高压水射流技术可以轻松地完成这一任务,并且能够根据需要切割出各种形状和尺寸的岩石块。
与传统的爆破方法相比,高压水射流技术不会产生震动和飞石,对周围的岩石和建筑物影响较小。
2、巷道掘进在矿山巷道掘进中,高压水射流技术可以用于辅助钻孔和破岩。
通过高压水射流的冲击作用,可以提高钻孔效率,减少钻头磨损,同时也可以在一定程度上替代传统的爆破掘进方法,降低施工风险。
3、管道清洗矿山中的管道系统由于长期输送矿浆、污水等介质,容易出现堵塞和结垢现象。
高压水射流技术可以有效地清洗管道内部的污垢和堵塞物,恢复管道的通畅,提高管道的输送效率。
高压水射流切割技术原理及其应用研究
高 压水射 流切 割技术 是近 几年发 展起 那么这 些设备 是如何 运作实 现切 割 的 这就要说道高压水射流切割技术的工作 来 的一 种高 科技 、 新型切 割技 术 , 凭借 清洁 呢? 安全 、 高效 、 强劲等特点 , 在中国的采矿业 、 原理 : 首先 , 要有一 个发 动机 , 这个 发 动机 可 机械 制造业 、 航天 业 、 军 工等行 业 占据一席 之地 。 以是 电机 、 内燃机 , 或者是 油料机 , 通过一 些 l水射流技术和高压水射流技术 高 压泵或 增压 器等转 能设备 ( 注: 当压力 小 中国古代 就有 “ 天下 莫柔于 水 , 驰 骋天 于 7 0 M P时 , 用多级离 心泵或者 柱塞泵 都是 当压力大于 7 0 MP 时, 就要用增压器 下 之 至坚“ 的名 句及 “ 水滴 石穿 “ 的成语 , 这 可以的 ; , 将发动机的机械能转变 些都包含有以柔克刚的观念。 水射流切割技 或者动压 式水炮 。) 术和高 压水射 流切 割技术 就是 这一 观念 的 成为压力能。 延伸和实践。 第二 , 利 用带 有开关 的喷 嘴 , 喷射 出高 水射流切割技术 , 顾名思 义就是利用水 速射流 , 将压力 能转化 为动 能。 来切割某些物 质的技术 。这 一技术 的实 现 , 最后 ,材料被高压水射 流冲击切割后 , 通常情况下要 靠一 些装置或设 备来完成 , 主 动能 直接转 变为 作用 于被切 割的材料 表 面 要设备有发 动机 、 增压器 或者水泵 、 喷嘴、 开 的压力能 。 实际上 , 高压水射流切 割技术 就是利用 关等 。通过 这几个 装置 之间 动能 的相互转 0 . 8 -1 0 . 5 0 m m ) ,通过压力发生装 化, 最终使 水具有 强大 冲击 力 , 之后 便可 对 水 的射流 ( 特定物质进行切割 。 置, 使得水 聚集 , 通常情况下 , 喷射速度可 以 高压水射 流切害 4 技术 , 就是利用高 压发 达到 6 0 -8 0 0 0 m / s , 已经大于 2 马赫 。通过 这 生装 置及恒压 系统 , 来 进行水射 流切割 , 这 些 数据 ,我们能够想 象到当水经过 加工后 , 种 技术 一般要增 压 器的增 压能力 要相 当强 喷射 出来 时 的冲击力 完全 可以对 任何 材料 大, 设备 功率 相对也 就大 , 同时 为提高切 割 完成切割。 质量 , 在 高压水 中添 加 了固体磨 料 , 达到了 4高压水射流切割技术的应用 提高切割速度和质量的 目的 。 1高压水射流技术在 机械制造业方面 2高压水射流切割技术 的发展概况 的应用。 随着高压水射流切割系统的不断更 采矿业是高压水射 流切割技术的源 头。 新发展 , 经过 增压装 置加 工后 , 从 喷嘴处 射 在1 9 世纪 中叶 ,高压 水射流技术 第一次被 出的水速度相当快 , 甚 至可以达到音速 的 3 北美人用来 开采质地较为疏松的矿床。 而 中 倍。 这种高速 的冲击力完全可 以切割各种各 国应用高压水射 流切割技术来 开采矿石 , 要 样的材料 , 比如 大理石 、 陶瓷 、 还有 一些质地 追溯到 2 O 世纪 5 O 年代 , 当时前 苏联和 中国 较好的金属 等硬质材料 ; 泡沫、 塑料 、 橡胶等 的专家们利用 水射 流的 冲击 和输送作用 , 进 软质材料, 还有玻璃等脆质材料。经过高压 行矿石 的开发 , 这些技 术都大 大提高 了采矿 水射流切割后 , 切 口处的材料结构 组织性能 业的工作效率 。然 而 , 这一时期 的水射流技 不会改变 。同时 , 由于高压水射 流是一种具 术仍 旧属于低压水射流 。 备“ 冷、 软“ 等加工 性能 的技术 , 所 以在 切割 2 0 世纪 6 0 - 7 0 年代 , 人们渐渐开始利用 的过程 中 , 没有 传统切 割机 的热能 高 , 故 而 增 压装置 , 如增 压器 、 高压泵 、 高压 管件 等 , 被切割 的材料也不会发生热变形 。 在机械制 来完成水射 流技术 由低压 向高压 的过渡 。 当 造 业 中 ,经常需 要切 割各种不 同质 地 的材 然 这一 时期 的水 射流 技术还 是普 遍在采 矿 料 , 并且 因为行业本身对 于切割标准 的高要 业 中使 用。 求, 高压水射流切割技术在机械制造业被广 到了 7 -8 0 0 年代 , 高压水射流技 术才逐 泛使用 。 渐向清洗 、 切割等行业 发展 。随着人 们研究 4 . 2高压水射流切割技术在 医学领域的 的逐渐深入和科技 的不断发展 , 2 0 世纪 8 0 _ 应 用。当前在医学领 域 , 高压水射流技 术应 9 0 年代 ,水射 流技术 已经发 展成为 一种产 用还不太普遍 , 但 已经有 了一定成果 。在这 品, 并且 有各种方式 , 主要包括磨 料射流 、 自 些成果 中, 最突出 的应该 是临床 医学 中的水 激振动射流 、 空化射 流等 。水射流 技术成为 射流手术刀和水 射流元针注射 器。 这两项技 种可以面向市场直接销售的商品。 术, 能够提高 医院的_ T作效率 。比如 在注射 3高压水射流切割技术的工作原理 预防针类 的药水 时 , 水射流注射器在 一个小 高压水射 流切 割技术 很大 程度 上是靠 时 内, 就可 以完成 5 0 0 多人 的注射 工作 。并 各种 物理动 能 的相互作 用和 相互转 化来 完 且不需要更换 针头 , 大大节省 了患者和 医生 成 。所 以就应该有 相应 的设 备 , 这些设备 主 的时间。同时 , 这 种注射器 与注射者不会有 要有 : 发动机 、 转能设备、 开关 、 喷嘴等。 任何 接触 , 所 以更 加安 全卫 生 , 降低 了疾病
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
高压水射流切割技术
摘要:高压水射流切割是一种非传统的冷切割方法,具有传统切割方式难以比拟的优点。
本文回顾了其原理和发展历史,介绍了其在工业、航天和医学等方面的应用。
对水压、流速、射流直径、直径扩散率以及磨料等切割参数对高压水射流切割的加工质量的影响进行了讨论,并对国外新的研究方法和结果进行了介绍,为优化工艺、改善加工质量提供借鉴。
关键词:水射流,切割,磨料,高压
1、基本原理
最初人们是从自然界“水滴石穿”这一现象认识到水潜在的威力,并逐渐加以应用。
20世纪60年代末,美国密苏里大学林学教授Franz博士发现高压水射流可以被用来切割木材,这种方法对材料的切割面几乎没有损害,并且切割速度相对较高。
水射流切割(Water Jet Cuting,WJC)又称液体喷射加工(Liquid Jet Machining,LJM),是利用高压高速水流对工件的冲击作用来去除材料的,有时简称水切割,或俗称水刀。
采用水或带有添加剂的水,以500到900米每秒的高速冲击工件进行加工或切割。
水经水泵后通过增压器增压,储液蓄能器使脉动的液流平稳。
水从孔径为0.1到0.5mm的人造蓝宝石喷嘴喷出,直接压射在工件加工部位上。
加工深度取决于液压喷射的速度、压力以及压射距离。
被水流冲刷下来的“切屑”随着流液排出,入口处束流的功率密度可达106 W/mm2。
高压水射流破岩及切割技术是近年来发展起来的一项新型切割破碎技术。
我国一般将驱动压力分别高于35MPa和140MPa的射流称为高压和超高压射流。
随着工业整体技术水平的提高以及超硬材料切割的需要,国外水射流技术的研究和应用逐渐向着超高压射流技术发展。
2、水射流的技术特点
2.1、切割品质优异
水射流是一种冷加工方式,“水刀”不磨损且半径很小,能加工具有锐边轮廓的小圆弧。
加工本身无热量产生且加工力小,加工表面不会出现热影响区,自然切口处材料的组织结构不会发生变化,也几乎不存在热和机械的应力与应变,切割缝隙(纯水切割之切口约为0.1mm至1.1mm,砂水混流切割的切口约为 0.8mm
至1.8mm。
随着砂刀管的直径扩口,其切口也就愈大)及切割斜边都很小(大部份所看到好的切割品质的单侧斜边为0.076mm至0.102mm之间),无需二次加工,无裂缝、无毛边、无浮渣,因此其切割品质优良。
2.2、没有材料和厚度的限制
无论是金属类如普通钢板、不锈钢、铜、钛、铝合金等,或是非金属类如石材、陶瓷、玻璃、橡塑、纸张及复合材料,皆可适用。
2.3、清洁环保无污染
在切割过程中不产生弧光、灰尘及有毒气体,操作环境整洁,符合严格的环保要求。
3、水射流的优点及分类
3.1、优点
水射流技术之所以能得到这样高速的发展,主要是这种技术与其他加工方法相比具有一系列优点。
一是工作介质成本低廉。
水射流工作介质是水,不仅易取而且成本低廉。
如果用于切割加工,由于喷嘴小(直径一般在0.5毫米以下),用水量很少,而且对水一般无污染。
二是切割时切口窄且整齐。
用水射流切割物料时,水射流对切割物的作用力集中在射流喷射方向上,其横向分力很小。
因此。
切口窄而整齐,可以对物料进行精密切割和成形加工。
三是工作机件易于实现自动控制。
由于水射流机构具有喷头体积小、后坐力小、移动方便,便于实现光控、数控或机械手控制。
利用机械手可以在人不能靠近的危险环境下工作。
如拆除废核反应堆的混凝土掩体和清洗有毒、易爆的容器等。
四是能降温、除尘和延长截齿寿命。
水射流用在煤矿采掘机上,除参与切割提高采掘能力外,还可以冷却和润滑截齿,减少磨损,提高截齿寿命。
同时,还能降低采掘工作面的粉尘,实现无火花切割,从而为煤矿采掘工作提供一个安全、卫生的环境。
五是体积小。
水射流整套装置体积小,方便运输、安装和拆卸。
3.2、分类
水射流的种类很多,分类的方法也不一样。
按驱动压力可分为低压水射流(0.5兆帕~35兆帕),压力泵为多级离心泵、柱塞泵;高压水射流(35兆帕~140兆帕)。
压力泵为柱塞泵、增压器;超高压水射流(大于140兆帕),压力泵为增压器。
按工作和环境介质可分为淹没射流和非淹没射流两种。
射流的介质与环境介质相同时,射流称为淹没射流,如在水中喷射的水射流或在空气中喷射气体射流,都属于淹没射流。
如果环境介质与工作介质不同,则称为非淹没射流。
按固壁条件分类,流体射流的作业环境内有或没有固体壁面的限制,对射流的形成和动力特性有明显的影响。
在有固壁约束下的射流称为非自由射流;反之,则为自由射流。
如果按射流流体力学特性,水射流又可分为定常射流和非定常射流两种。
按射流对物料的施载特性,水射流还可以分为连续射流、冲击射流和混合射流三种。
4、高压水射流切割技术的应用
众所周知,水射流技术因其本身的特点及优势在工业切割、清洗领域应用已十分广泛。
切割方面:纯水应用于造纸业、橡胶业等,而加砂水刀则可应用于石材业、陶瓷业、航天航空业,汽车制造业、金属加工业。
尤其值得一提的是汽车制造业,随着近几中国汽车工业的迅猛发展,国内外各大汽车生产厂商产量地极剧扩大,车型地不断更新,生产周期地缩短,对配套的汽车内饰件(如汽车地毯、仪表板、顶蓬等)厂家来说,早期手工加工汽车内饰件的切边及打孔的方法,由于效率低下、产品精度差、劳动强度大,显然已不能满足当前汽车业发展的需求。
此时,与机器人相结合的水射流设备脱颖而出。
高压水管以螺旋形绕在机器人手臂上,利用机器的手臂和手腕可使水切割头的喷嘴快速沿直线或弧线运行,达到3维加工内饰件的目的。
此种加工方式的优点在于高效率、高质量、精度高、柔性好。
目前国内包括上海大众、上海通用、一汽大众、天津丰田、广州本田、神龙富康、南京南亚等众多车型的内饰件配套厂商已使用高压水射流设备进行内饰件的加工。
工业清洗方面:可应用于汽车业之喷漆房清洗、石化业之热交换器内外管清洗、飞机跑道之橡胶清洗、工业上之除锈及防蚀工程表面处理、航天工业引擎零
件之清洗、核能发电厂之清除辐射污染等行业。
除了以上所介绍的应用领域以外,近几年,国外已有公司通过超高压技术,将其应用于食品杀菌达到食品保鲜的目的,并已成功打入食品保鲜行业(如美国著名的HEMELL公司已使用超高压设备进行食品保鲜),取得了良好的口碑。
5、参考文献:
【1】E.L Byran.High energy jet as a new concept for wood machining [J].For.Prod.J,1963,13(8):305;
【2】刘晋春,白基成,郭永丰,特种加工第五版,机械工业出版社,2008.3 【3】赵福麟,张贵才,周洪涛,等.调剖堵水的潜力、限度和发展趋势[J].石油大学学报(自然科学版),1999,23(1):49—54;
【4】冯其红,李平,何长,等.注聚合物后转后续水驱油田整体调剖研究[J].石油大学学报(自然科学版),2001,25(2):59—61;
【5】田根林,郑德温,于大森.阴阳离子聚合物地层内胶凝改善水驱效果的研究[J].油田化学,1994,11(1):55—60;
【6】卢祥国,王云专,张国元.阴、阳离子聚合物交替注入实验及调剖效果评价[J].大庆石油地质与开发,2000,l9(1):33—36;
【7】沈忠厚,等.水射流理论与技术[M].东营:石油大学出版社,1998.1—4;【8】易灿,李根生,等.淹没条件下锥形喷嘴射流破岩效率实验研究[J].石油钻探技术,2001,29(1):10一12;
【9】杨永印,王瑞和,等.聚丙烯酰胺浆体旋转射流速度分布的实验研究[J].石油大学学报(自然科学版),2001,25(6):38—41;
【10】薛胜雄,黄汪平.陈正文,等高压水射流技术与应用[M].北京:机械工业出版社,l998。