磨料水射流加工技术

邵飞等　磨料水射流抛光技术及其发展磨料水射流抛光技术及其发展邵飞,刘洪军,马颖(兰州理工大学有色金属新材料重点实验室,甘肃兰州730050) [摘　要]　磨料水射流抛光技术是应用于表面抛光加工的新技术。

利用含有细小磨料粒子的抛光液在高压作用下,与工件表面发生冲击、冲蚀而微去除材料,以达到抛光目的。

论述了磨料水射流抛光技术的基本原理和特点,以及影响抛光效果的主要工艺参数,并对其发展趋势进行了展望。

[关键词]　磨料水射流;表面抛光;磨料;工艺参数[中图分类号]TG175;TP69 [文献标识码]A [文章编号]1001-3660(2007)03-0064-03Polish i n g Techn i ques and D evelop m en t of Abra si ve W a ter JetSHAO F ei,L I U H ong 2jun,M A Ying(Key lab .of Advanced Non 2ferr ousMaterials,Lanzhou University of Science and Technol ogy,Lanzhou 730050,China )[Abstract]　Polishing technique of abrasive water jet (AWJ )is an advance p r ocess which can be app lied t o sur 2face polishing .It makes use of high p ressure liquid which has tiny abrasive t o for m an effect of i m pact and er osi on on work 2p iece for polishing pur pose .The postulate and s pecialty of AWJ were summarized .The mostly technique para meters were illum inated .The tenydency of AWJ was vie wed .[Key words]　Abrasive water jet;Surface polishing;Abrasive;Pr ogress para meter0　引　言[收稿日期]2006-11-31[作者简介]邵飞(1976-),男,江苏宜兴人,在读硕士,主要从事S LA 原型表面处理的相关技术研究。

高压水射流加工技术在陶瓷切割中的应用研究引言：陶瓷切割是一项具有挑战性的任务，传统的切割方法往往会导致陶瓷材料的破损和损坏。

然而，高压水射流加工技术作为一种创新的工艺手段，具有非常广泛的应用潜力。

本文将研究高压水射流加工技术在陶瓷切割领域的应用。

一、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高压水射流对陶瓷材料进行切割。

该技术的基本原理是在高速流体动能的作用下，将陶瓷材料撞击并切割，从而达到切割目的。

高压水射流的优势在于其切割过程无热变形、无化学反应以及对环境无污染。

此外，通过调整水射流的压力和速度，可以实现对陶瓷材料的精确控制切割。

二、高压水射流加工技术在陶瓷切割中的应用研究1. 切割效果的研究研究表明，高压水射流加工技术对于陶瓷的切割效果非常显著。

射流的高速冲击力可以有效地穿透陶瓷材料，实现快速而准确的切割。

与传统方法相比，高压水射流加工技术能够实现更加平整的切割边缘，并且减少陶瓷材料的损伤和破损。

2. 工艺参数的优化研究高压水射流切割的效果与工艺参数密切相关，因此优化工艺参数对于提高切割质量至关重要。

研究者通过调整水射流的压力、速度和角度等参数，找到了最佳的切割条件。

一些研究发现，采用较高的射流压力和速度可以提高陶瓷切割的效率和质量。

3. 表面质量的改善研究高压水射流技术切割陶瓷时会引起一定的表面损伤。

为了改善陶瓷切割的表面质量，研究人员尝试使用添加剂和改变射流参数等方法。

实验证明，添加剂（如磨料）可以使切割表面更加光滑，同时还能提高切割速度。

此外，优化射流参数，如减小射流角度和增加射流速度，也可以提高陶瓷切割表面的质量。

4. 加工效率的研究高压水射流技术以其高效的切割速度受到广泛关注。

研究人员通过改变射流参数，发现射流速度和压力的增加可以显著提高切割效率。

此外，还可以通过增加喷嘴数量和改变其排列方式等方式来进一步提高加工效率。

三、高压水射流加工技术在陶瓷切割中的优势和局限性高压水射流加工技术在陶瓷切割中具有以下优势：1. 高效性：高压水射流切割速度快，能够在短时间内完成切割任务。

水射流切削加工原理及其应用——先进制造技术概论学习报告姓名：王升勇班级：10机制一班学号：105302129摘要：水射流虽是很细的喷流，但是，单位面积上的加工能量却是极大的，在水射流中加入相应的磨料，形成水喷砂流，则喷砂切削碎岩的实用性就更强了。

关键词：高压水射流磨料加工原理：利用高压水射流技术加工各种金属和非金属材料的基本原理，冲击切削工件。

工艺特点：可以加工很薄很软的金属和非金属材料，不需要或易于二次加工，安全、环保，成本低、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。

水切割是目前适用性最强的切割工艺方法。

概述：一、技术及其比较1、超高压水射流技术利用超高压技术可以把普通的自来水加压到250-400Mpa压力，然后再通过内孔直径约0.15-0.35mm的宝石喷嘴喷射形成速度约为800-1000m/s的高速射流，俗称其为水箭，该水箭具有很高的能量，可用来切割软基性材料。

如果再在水箭中加入适量的磨料则几乎可以用来切割所有的软硬材料。

调整水射流的压力和流量，可以用其清洗各种物体，如除胶、除漆、除锈等，我们还可以利用超高压技术进行高压灭菌、食品保鲜等许多对人类有益的工作。

超高压水切割的特点可以对任何材料进行任意曲线的一次性切割加工（除水切割外其它切割方法都会受到材料品种的限制）；切割时不产生热量和有害物质，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、环保，成本低、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。

水切割是目前适用性最强的切割工艺方法。

2、水切割与激光切割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。

图7避免打磨过渡表面气孔等缺陷。

②根据《压水堆核岛机械设备设计和建造规则》RCCM2000版+2002补遗J册要求对于换料水箱所有对接焊口焊后均需进行100%液体渗透和射线检验，任何裂未熔合、蜂窝状缺陷、未焊透或咬边，任何长度大于或e/3两值中较小者的气孔（e：壁厚），都应拒收，于管壁薄，稍微大一点的缺陷都有可能超标。

③经过后期的射线检验，5号机换料水箱的一次检验合格率由刚开始的83%到最后的96.5%，表4为工艺方法使用前和使用后透视对比。

表4工艺方法使用前和使用后透视结果对比类型未熔气孔夹渣合计/总数使用前使用后231241126/1455/1456结论从射线检验的结果表明，所采用的焊接工艺方法是可行的，焊接一次合格率从起初的83%到96.5%满足合同要焊接质量优良，变形量小，得到了广核业主的一致好同时也为广东火电在核电建设中创下了良好的口碑。

参考文献:[1]压水堆核岛机械设备设计和建造规则.RCCM2000图6焊接顺序焊接示意图图1磨料水射流设备的示意图[6]通过增压系统，可将水压提高至700MPa，甚至以上。

高压水通过水路系统进入喷头，主要在真空卷吸作用下，磨料与高压水在喷头内的混合腔内混合后，从仅有数十微米到几毫米的混合喷嘴中喷出，其速度可以达到音速的两、三倍。

根据动能方程（式1），动能与速度的平方成正比，因此磨料水射流具有极高的动能。

（其中E磨料-磨料的动能的质量（kg）；P-压力（Pa）；ρ（m/s2）；Q-流量（m3/s）。

遇到陶瓷靶材后，巨大的磨料水射流的动能造成陶瓷磨料水射流切割陶瓷基复合材料的研究报道较少，磨料水射流是否适用于加工陶瓷基复合材料仍没有定论。

这也限制了使用磨料水射流加工陶瓷基复合材料。

参考文献:[1]CARTER C B,NORTON M G.Ceramic materials:engineering [M].New York:Springer,2013.[2]KRENKEL W.Ceramic matrix composites:fiber reinforced ceramics and their applications [M].Darmstadt John Wiley [3]LOW I -M.Advances in ceramic matrix composites Cambridge:Woodhead Publishing,2014.[4]FOLKES J.Waterjet —An innovative tool for manufacturing （a ）磨料水射流喷射方向平行于复合材料内的纤维轴线时，材料钻孔出口处的形貌（b ）磨料水射流喷射方向垂直于复合材料内的纤维轴线时，材料钻孔内的形貌图2。

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。

基于混合策略的磨料水射流切割工艺参数的优化张凤莲,王秀伦(大连交通大学机械工程学院,大连116028)摘要:提出了一种模糊逻辑理论与遗传算法相结合的混合方法,该方法可以优化在给定材料厚度的条件下,磨料水射流切割各种材料的工艺参数。

本文以理论为基础,应用实验数据建立了模糊控制模型。

这个特殊的模糊控制模型可以预测在任何给定一组加工参数时,可获得的切割深度。

遗传算法结合模糊模型可以自动确定磨料水射流切割各种材料时的最佳参数组合。

通过对磨料水射流切割黑色花岗岩这一实例的研究,验证了该混合方法是有效的。

关键词:磨料水射流切割;模糊逻辑;模型;遗传算法;优化中图分类号:TG664 文献标识码:A 文章编号:1001-3881(2006)11-054-5A H ybr id Approa ch for Selection of O pt i m a l Process Param eter s i nAbra sive W a ter J et C utti n gZHANG Fenglian,WANG Xiulun(The School ofMechanical Enginee ring of D alian J iaot ongU niversity,Dalian L iaoning 116028,China )Ab stra ct:A hybrid app r oach combini ng fuzzy l ogic p rinciples and a genetic app r oach for selecting op ti ma l para m ete rs in abra sive water jet cutti ng of anym ateria lwith predete r m ined t h i cknesswas p resented 1A fuzzymodel wa s built with the kno wledge ba s e for m ed by means of ex pe ri m ent a l data 1This parti cula rmode l predic ts the depth of cut achievable with any gi ven set of p rocess param eters 1A gene t 2i c alg orit hm employed in co m binati on with a fuzzy model aut oma tically dete r m ine s the be st co m bina ti on of p rocess pa ram eters in abra 2sive wa t e r jet cutting of any ma terial 1The effectiv eness of t he p ro posed approach is demonstrated by a ca se study dea ling with abra sive water je t cutting of black granite 1Keywor ds:Abra sive wa ter je t cutting;Fuzzy l ogic;Mode lli ng ;Genetic alg orith m;Opti m iza tion0　引言磨料水射流是一种非传统的加工方法,它是由高速水与磨料混合,可对多种材料进行加工。

磨料水射流切割是20世纪80年代迅速发展起来的新型水射流切割技术，是在高压水射流中加人磨料形成的。

目前国内磨料水射流水下结构物切割技术，多数处于研究阶段。

而国外一批海洋工程公司已经将该技术大量用于海洋石油等领域。

磨料水射流技术可以分为以下种类：1、前、后混合磨料射流根据加入磨料方式的不同，将磨料射流分为前混合磨料射流和后混合磨料射流。

1）前混合磨料射流前混合磨料射流的磨料与高压水在磨料罐中初步混合，处于拟流体状态，通过高压软管送到喷嘴。

前混合磨料射流改善了磨料与水介质的混合机理，工作压力较低。

2）后混合磨料射流后混合磨料射流切割系统，其磨料混合在喷嘴内部完成。

因为磨料是在射流形成之后加入的，所以磨料与高速水很难充分混合，为了获得高速度的冲击磨粒，需要提高系统工作压力。

前混合磨料射流的磨料是通过高压软管与水一起输送，长距离应用时存在严重的管路磨损和堵塞问题，通常用于浅水。

后混合磨料射流的磨料采用独立的软管进行输送，不存在高压水管堵塞问题，也不存在高压水管管路磨损严重的问题，适合钢结构水下切割尤其是深海切割的作业方式。

2、外切割和内切割按作业环境内有无固体壁面的限制来分，水射流可外切割和内切割。

1）外切割以管型结构的切割为例，外切割(从管型结构外部进行切割)是自由水射流。

2）内切割管型结构等构件内切割时，作业环境受到固体壁面限制，是非自由水射流，而且是具有代表性的管中射流。

一般，海洋石油平台桩基、导管、套管管串等管型结构优先采用内切割，因为内切割不需要潜水员下水作业，因而通常成为业主的优先选择方式。

但内切割常常因为土壤的作用而使得视觉监视困难，需要采用其它技术监测切割过程。

izaksjw 不锈钢电解抛光液。

水射流技术简述作者：谌礼健指导教师：邱兵西南大学工程技术学院2009级机械设计制造及其自动化国防班摘要：本文通过对高压水射流技术的简述及对其基本应用的简要介绍，阐述了这种新型技术的原理及在加工和生活中的用处，说明了新型技术正在改变着人们的生活生产，总结出由科学技术的发展人类的工业技术水平也随之迅猛发展，只有更好地学习和掌握新型科学技术，才能更好地为社会进步做出贡献。

关键词：高压水射流，切割，清洗1.前言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。

2.正文2.1水射流加工技术的概述2.1.1高压水射流的概念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。

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。

水射流知识点总结一、水射流的基本原理水射流是一种利用水作为驱动介质，高速出口的水流形成高压射流，通过增压泵将水加压，形成流速高于音速的射流，再通过喷嘴和加速管将高速射流喷射到工件表面进行加工的一种先进切削工艺。

1.水射流加速原理水射流系统由增压泵、高压软管、进口阀、加速管和喷嘴等组成。

增压泵将水加压至300-400MPa,使其成为流速高达1000-2000m/s的射流。

通过喷嘴和加速管将高速射流喷射到工件表面进行切割。

由于喷射出的流速非常高，因此水射流能够在短时间内将工件切割成所需要的形状。

2.水射流磨料混合原理水射流磨料切割技术是在水射流技术的基础上，通过添加磨料到高速射流中，利用磨料的抛射作用来增加水射流的切割能力。

添加磨料可以有效提高切割效率和精度，对于硬质和耐磨材料的切割效果尤为明显。

3.水射流清洗原理水射流清洗技术是利用高速水射流对工件表面进行清洗，通过高速水射流的冲刷作用，可以有效去除表面的污垢和氧化物，达到清洗和除锈的目的。

相比传统清洗方法，水射流清洗技术更加节能环保，清洗效果更好，适用于各种材料的清洗。

二、水射流的应用领域水射流技术因其高效、环保、精确、无污染等优点，在众多领域得到了广泛应用。

1.航空航天在航空航天领域，水射流技术可用于切割和清洗飞机零部件、发动机零部件等，能够实现高速、精确的切割，保证零部件的质量和精度。

2.汽车制造汽车制造领域，水射流技术可用于切割车身板、切割车轮、清洗发动机和底盘等，具有高效、精准的切割能力，可以有效提高汽车生产效率和产品质量。

3.船舶制造在船舶制造领域，水射流技术可以用于切割船体板、清洗船体表面、清理船体内部等，具有高效、环保的优点，可以有效避免对海洋环境的污染。

在矿山开采领域，水射流技术可用于切割硬岩石和煤矿等，具有高效、无污染、安全可靠等优点，可以有效提高矿山开采的效率和安全性。

5.建筑工程在建筑工程领域，水射流技术可用于切割混凝土、清洗建筑物表面、除污等，具有高效、环保、无污染等优点，可以提高施工效率和质量。