高压水射流切割技术分类及应用

高压水射流切割技术的分类

水射流切割按照有无磨料添加，可以分为纯水射流切割和磨料水射流切割。相比较于纯水射流，磨料水射流由于添加了一定硬度和数量的磨料颗粒，磨料颗粒的密度比水大2～6倍，且具有棱角，大大提高了射流的打击效果。根据磨料供给的方式不同，磨料水射流又分为后混合磨料水射流和前混合磨料水射流，其中前混合磨料水射流技术是在后混合磨料水射流技术基础上发展而来的。

后混合磨料水射流是高速水与低速磨料通过虹吸作用进行混合，从磨料喷嘴喷出。由两者间巨大的速度差，且磨料颗粒加速的过程较短，大量的磨料颗粒不能达到射流的中心，无法使磨料颗粒达到很高的速度，一般只能达到水的速度的25%。所以要达到切割硬物的目的时，后混合磨料水射流往往需要较高的工作压力，对系统的性能要求较高。

相比较于后混合磨料水射流，前混合磨料水射流其磨料是在射流形成之前与水在磨料罐中进行了充分的混合，在高压水的作用下形成了固液两相流，能够使磨料颗粒进入射流的中心，使磨料颗粒能够获得较大的动能，从而获得更好的切割效果。对两种磨料混合方式水射流进行性能对比如下表所列。

高压水射流切割技术应用领域

高压水切割设备与工艺是近年各国水射流行业的研究热点，从历次国际水射流会议来看，随着水切割设备与工艺的商品化，水射流技术从凤毛麟角发展为主导内容，已渗透到许多工业领域。二十世纪八十年代中期，英国流体力学研究协会(British Hydrody-namics Research Association)提出将磨料注入高压泵和初始加速喷嘴之间的水流中。

1、航空航天领域，如钛合金、碳纤维、特种夹层厚玻璃、有机玻璃、蜂窝板、陶瓷隔热层、特种橡胶、金属基及陶瓷基复合材料、火箭固体燃料的切割、仪表盘加工等。

2、军事领域，用于切割高强度钢板、装甲板、各种特殊装修材料，各种战车的装甲板、履带、炮塔、保险杠、火炮、枪xie、防弹玻璃、车体、弹药等。清理战争遗留的di雷和炸dan以及应对恐怖主义、分裂势力制造的爆炸wu处理，军用机场跑道附胶层及冰层的剥离、原子核反应堆及废料的切割、军港水下结构物及沉船的切割、军事工事及工程的破岩等。

3、采掘业领域，射流切割岩石时产生的粉尘和摩擦火花少，使其特别适合在密闭环境，如地下开采岩石。粉尘的减少改善了工作环境，摩擦火花的减少使得采煤时引发瓦斯爆炸的可能性大大减小。针对不同硬度煤层和不同类型钻孔扩孔的超高压水射流扩孔设备能够增加钻孔周围煤体的暴露面积，增大钻孔的卸压范围和影响半径，从而提高钻孔的抽排效果。

4、汽车制造业领域，用于切割仪表盘、内饰及外饰件、门板、车窗玻璃，不需要模具，可提高生产线的加工柔性。

5、建材工业和建筑装潢领域，具有其他切割技术缺少的技术优势，可用于切割大理石、花岗岩、玻璃纤维、陶瓷、石棉等材料，也可切割复杂形状的石材拼花，切割尺寸精确，无污染。可用水射流切割技术去除工件外部的氧化铝、铸件上的型砂及陶瓷涂层等，也可切割常规方法难以切割的灰铸铁件。

6、电子工业领域，用于印制电路板的轮廓切割，集成电路芯片制造中的晶圆切割和陶瓷拼花工艺中的切割工序等。

7、食品工业领域，用于切割松脆食品、菜、肉等，可减少细胞组织的损坏，增加存放期。切割食品时，“数控水刀”用数控装置可以控制其切割速度及路线，可以Zui大限度地保持被切割物的营养成分，不会造成细菌传播而且形状规整。

8、造纸工业领域，可用于牛皮纸、波纹箱板等的分卷切条，无粉尘污染。

9、纺织工业领域，用于切割多层布料，提高切割效率，减少边端损伤。水切割还广泛应用于服装裁剪、制鞋下料等，水射流切割和有效的排料在制鞋下料中能够节省多达18%的原材料。

10、水下切割领域，海底石油及固体矿藏的开采、船舶及舰艇的维修都不可避免的需要水下切割技术。超高压水射流切割可用于水下营救和水下修理、打捞作业、水下演示取样、石油钻井、海上平台拆卸、码头建设与维护、舰船的水下作业和海洋工程等各个场合。随着海洋的开发和利用，超高压磨料水射流水下切割技术必将得到快速发展。

11、有害有毒现场的在线切割，在地震抢险和灾后重建工作中，超高压水射流喷雾降尘和切割混凝土结构等。水射流切割技术，特别适合于易燃易爆环境下切割工件。

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