水切割工艺技术

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地址：河北省保定市北市区卢庄 邮编：071000 网址： 邮箱：**************水切割技术简介

一、 何谓水切割技术

水切割技术又称水刀、水射流技术，是真正的冷切割。它是将普通的水经过压力系统增压后所产生的高能量水流，再通过一个极细的沙管喷嘴，以每秒近千米的速度喷射出水流进行切割，这种切割技术称为水切割技术。

水切割技术是世上公认的最通用的也是发展得最快的技术。相对其它切割技术而言，水切割不会产生有毒有害的气体或液体，并且也不产生有毒有害的物质或蒸汽。水切割加工后，在被加工件表面不会产生热反应区或机械应力残留。水切割技术是一种万能的、高产能的冷切割技术。

二、 水切割技术分类

水切割技术是所有涉及到水切割所使用的相关技术范畴，其技术分类及设备类型的划分可按照以下方式进行详细划分：

水切割技术按照压力大小可分为高压水切割技术和低压水切割技术；按照设备体积分类可分为大型水切割技术和小型水切割技术；按照切割方式可分为后混式水切割技术和前混式水切割技术。

无论是哪种技术均属于高能冷切割技术范畴，冷切割技术是利用水作为切割载体利用磨料对物体进行高速切割的技术。

三、 高压水切割技术

高压水切割技术又称高压水射流技术，该技术利用驱动装置对普通进行二级或三级增压，从而形成高压水流，高压水流通过高压管路流至保定市锐迅安防特种技术开发有限公司

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地址：河北省保定市北市区卢庄 邮编：071000 网址： 邮箱：**************割枪头位置，运用虹吸原理将磨料存储装置中的磨料吸入枪头位置并同高压水流进行混合，形成高压水砂混合流并从喷嘴射出，以此来切割物体。这种技术称之为高压水切割技术。利用该技术可对几乎所有物体进行切割，如钢板、大理石、石材、塑料、木头、纸类、玻璃、陶瓷、铝板、铜板以及其他耐热性较差和其他易燃物体。利用此种技术最大程度的克服了在切割过程中材料变形及机械应力对加工部件在成的影响。

等离子切割

等离子弧切割是利用高温等离子电弧的热量使工件切口处的金属局部熔化(和蒸发)，并借助高速等离子的动量排除熔融金属以形成切口的一种加工方法。等离子切割配合不同的工作气体可以切割各种氧气切割难以切割的金属，尤其是对于有色金属（不锈钢、铝、铜、钛、镍）切割效果更佳；其主要优点在于切割厚度不大的金属的时候，等离子切割速度快，尤其在切割普通碳素钢薄板时，速度可达氧切割法的5~6倍、切割面光洁、热变形小、几乎没有热影响区！

等离子切割发展到现在，可采用的工作气体（工作气体是等离子弧的导电介质，又是携热体，同时还要排除切口中的熔融金属）对等离子弧的切割特性以及切割质量、速度都有明显的影响。常用的等离子弧工作气体有氩、氢、氮、氧、空气、水蒸气以及某些混合气体。等离子切割机广泛运用于汽车、机车、压力容器、化工机械、核工业、通用机械、工程机械、钢结构等各行各业。

一、等离子弧切割工艺参数

各种等离子弧切割工艺参数，直接影响切割过程的稳定性、切割质量和效果。主要切割规范简述如下：

1．空载电压和弧柱电压

等离子切割电源，必须具有足够高的空载电压，才能容易引弧和使等离子弧稳定燃烧。空载电压一般为120-600V，而弧柱电压一般为空载电压的一半。提高弧柱电压，能明显地增加等离子弧的功率，因而能提高切割速度和切割更大厚度的金属板材。弧柱电压往往通过调节气体流量和加大电极内缩量来达到，但弧柱电压不能超过空载电压的65%，否则会使等离子弧不稳定。

2．切割电流

增加切割电流同样能提高等离子弧的功率，但它受到最大允许电流的限制，否则会使等离子弧柱变粗、割缝宽度增加、电极寿命下降。

3．气体流量

增加气体流量既能提高弧柱电压，又能增强对弧柱的压缩作用而使等离子弧能量更加集中、喷射力更强，因而可提高切割速度和质量。但气体流量过大，反而会使弧柱变短，损失热量增加，使切割能力减弱，直至使切割过程不能正常进行。

4．电极内缩量

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　２１００９７）　技术　

‘ｌ口＿■　

［摘要］文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　

而且具有“冷”加工特性的绿色切割工艺，必将有更为广阔的应用前景　

［关键词］高压　水射流　切割原理　特点　应用　

中图分类号：ＴＧ６６　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—９１４Ｘ（２００８）１　ｌ（ｂ）一０１４卜０ｌ　

近二十年来，随着科学技术的不断发展，人们给液滴赋予了比　

自由落体运动大得多的打击能量，使漫长的滴水穿石现象在瞬间便可　

完成，这就是水射流。为了提高效率，人们将水加以高压，并使之从　

直径较小的喷嘴中喷出，形成一束高速、连续或间断的水流束，这便　

是高压水射流　水射流加工（Ｗａｒｅｒ　Ｊｅｔ　Ｃｕｔｔｉｎｇ）又称水喷射加工，　

是利用高压高速水流对工件的冲击作用来去除材料的，俗称“水刀加　

工”，即利用高压水射流对各种材料进行切割、穿孔和工件表层材料去　

除等加工。与其他高能束流２Ｈ７－技术相比，水射流切割技术具有独特　

的优越性。目前，该技术已渗透到众多的应用领域。　

一、高压水射流切割原理下图为高压水射流切割原理图［　。　

储存在水箱１中的水经过滤器２处理后，由水泵３抽出送至蓄能器４中。　

液压机构５驱动增压器６，使水压增高。高压水经控制器７，阀门８和　

喷嘴９喷射到工件１０的加工部位，进行切割。切割过程中产生的切屑　

和水混合在一起，排入水槽ｌ　１。　

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（有时可能为负值），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　

等离子切割

等离子弧切割是利用高温等离子电弧的热量使工件切口处的金属局部熔化(和蒸发)，并借助高速等离子的动量排除熔融金属以形成切口的一种加工方法。等离子切割配合不同的工作气体可以切割各种氧气切割难以切割的金属，尤其是对于有色金属（不锈钢、铝、铜、钛、镍）切割效果更佳；其主要优点在于切割厚度不大的金属的时候，等离子切割速度快，尤其在切割普通碳素钢薄板时，速度可达氧切割法的5~6倍、切割面光洁、热变形小、几乎没有热影响区！

等离子切割发展到现在，可采用的工作气体（工作气体是等离子弧的导电介质，又是携热体，同时还要排除切口中的熔融金属）对等离子弧的切割特性以及切割质量、速度都有明显的影响。常用的等离子弧工作气体有氩、氢、氮、氧、空气、水蒸气以及某些混合气体。等离子切割机广泛运用于汽车、机车、压力容器、化工机械、核工业、通用机械、工程机械、钢结构等各行各业。

一、等离子弧切割工艺参数

各种等离子弧切割工艺参数，直接影响切割过程的稳定性、切割质量和效果。主要切割规范简述如下：

1．空载电压和弧柱电压

等离子切割电源，必须具有足够高的空载电压，才能容易引弧和使等离子弧稳定燃烧。空载电压一般为120-600V，而弧柱电压一般为空载电压的一半。提高弧柱电压，能明显地增加等离子弧的功率，因而能提高切割速度和切割更大厚度的金属板材。弧柱电压往往通过调节气体流量和加大电极内缩量来达到，但弧柱电压不能超过空载电压的65%，否则会使等离子弧不稳定。

2．切割电流

增加切割电流同样能提高等离子弧的功率，但它受到最大允许电流的限制，否则会使等离子弧柱变粗、割缝宽度增加、电极寿命下降。

3．气体流量

增加气体流量既能提高弧柱电压，又能增强对弧柱的压缩作用而使等离子弧能量更加集中、喷射力更强，因而可提高切割速度和质量。但气体流量过大，反而会使弧柱变短，损失热量增加，使切割能力减弱，直至使切割过程不能正常进行。