高压水切割

高压水切割

一、高压水切割技术的前景

随着高压水切割技术推广应用，它独特的优点被人们应用于生产、生活的许多方面。高压水切割技术首先被用于军工企业，解决了呈各向异性的层合板结构的复合材料的加工难题。高压水喷流也是一种理想的消除涂层工具，高速飞机的涡轮风扇发动机、燃烧室中的涡轮罩、风扇罩等部件，其表面喷涂了各种合金、碳化物的陶瓷涂层，在对其表面重新加工之前，必须将这些涂层除去。过去的方法既费时，又污染工作环境如：磨削、手刮、浸在酸中等，用高压水射流技术来清除这些涂层，可省时80%~88%，并可控制清除深度，不损伤工件表面。高压水射流技术还可以应用于切割布匹，陶瓷，钢筋混凝土结构，纸张；并用于清除船体，螺旋桨表面的附着海洋浮游生物和积垢等。人们把高压水切割技术也引入了医学领域，在日本，人们实验性的应用它作外科手术，发现术后既不损伤周围组织，也不引起感染。

从近期国内外研究动向中可以看到，高压水切割技术应用水射流的多种性质，以及射流与目标物的多种作用方式，使高压水切割装置称为一类多种功能，适合现代化建设需要的破碎、切割、清洗方面的新型工具。

二、高压水切割的优点

高压水切割技术首先由苏联发现，后由美国麦克卡特尼公司第一个取得了专利权。随着这一技术的广泛应用，高压水切割技术的优点也越来越明显的体现出来。

1、改善了工作环境

高压水切割时，加工切屑量少，只是传统加工工艺的15%~20%，且由于高压射流形成的真空，产生一个向下吸力，使切屑同水流一并流走，从而避免了切屑与尘埃飞扬的情况，在加工过程中，噪音小（低于80分贝），不会产生有害气体，有利于保护操作者的身体健康。

2、工艺性能好

它的切缝狭窄，只有0.1~0.8mm，原材料损耗率低，切口整齐，光滑，无毛刺，板材两的切缝宽度基本相同，不产生分层和变形问题，加工后，无需对工件加以修边。另外，高压水切割是冷加工，加工部件不产生热变形、热应力，强度也不发生变化。当高压水切割系统与光电仿形装置、数控系统配合一起时，能作特形切割。高压水切割速度快，一次可切割数层至几十层，由于它可产生内切口，内切缝与外切缝能产生小于1.58~3.18mm圆弧角，因此对内切缝不需要另钻起刃孔，省去了准备工序。

3、成本低

高压水切割是无刃切割，不会出现卡刀现象，更不需要磨刀和换刀，并且射流中拷入的磨料和废水可以回收，处理后重复使用。与其它加工机械设备（机床、

激光加工）相比，高压水切割设备低廉，并且加工后不需要修整，也节省了人力，降低了加工成本。

三、高压水切割系统

高压水切割系统由增压器、液压泵、蓄能器、高压原件、收集器、喷嘴等元件组成。

液压泵，由30、40或60马力的马达驱动。用标准的远程压力补偿控制指油压，油压反过来影响增压器送出的水压，油路中还有一个冷却器和一个过滤器。增压器，压力较低的油作用于增压器大活塞，使其往返运动，大活塞上连续有两个小的柱塞泵出高压水。这种往返塞式的液压泵是整个系统的核心。

蓄能器，为了保持高压水的连续流动，减少系统内的压力脉动，需要一个高压水的蓄能器，蓄能器内没有运动件，当增压器活塞换向时，依靠水的可压缩性而保持输出压力。

高压元件，高压管路和把水从泵站输送到切割点，这些管路的直径有6.35mm、9.53mm、14.23mm等。通过安装单作用成双作用的小扭转接头，或者把钢管绕成圆形回路，可使喷嘴得到多轴运动，并且系统中所应用的件和管路接头处有可靠的密封。

喷嘴，喷嘴一般用人造蓝宝石制成，这种喷嘴寿命长，成本低，喷咀的大小、形状，其内表面质量直接影响切割质量。为达到最佳效果，喷嘴直径应为0.1~0.3mm。喷流离开喷嘴的出口压力为100~500Pa。

收集器，用以收集切割物料之后的流水，它可以降低噪音，使水流回收处理。