磨料水射流切割工艺参数的实验研究

数控超高压水射流切割技术研究

数控超高压水射流切割技术研究 发表时间：2018-10-18T14:53:57.947Z 来源：《电力设备》2018年第18期作者：杨艳超1 李东旭2 [导读] 摘要：水切割系统一般由供水系统、增压器、蓄能器、开关、磨料供给系统及喷头组成。 (1沈阳奥拓福科技股份有限公司辽宁省沈阳市 110000;2沈阳海德力诺机械有限公司辽宁省沈阳市 110000) 摘要：水切割系统一般由供水系统、增压器、蓄能器、开关、磨料供给系统及喷头组成。水经供水系统通过增压器形成具有一定压力的水流，在蓄能器的作用下，水压能够保持在一定范围内，将连续、稳定的水流输送至开关；控制系统控制增压器的压力大小及开关的打开、闭合，控制一定压力的连续水流至喷头；石英砂等磨料经过磨料供给系统加入到水流中（纯水切割无磨料供给系统）；形成混合射流 从喷头射出，完成对被加工材料的切割。水切割属于冷态作业，切割过程中不产生热影响区，切割精度高，效率高，应用范围广，同时在操作过程中不产生灰尘及有毒有害气体，作业环境安全清洁，能够为作业人员提供相对较为良好的劳动条件。 关键词：数控计算机；超高压水射流切割技术；发展 1水切割技术简介 数控超高压水射流技术是近三十年发展成熟且符合绿色环保概念的一种新型综合加工技术，包括纯水射流与磨料射流，具有诸多传统切割工艺难以比拟的优点。利用超高压水射流技术加工珍贵木材，具有切割品质优异、效率高、成本低、环保及系统操作简单等显著优势，可合理提高木材的利用率。木材具有各向异性与复杂性，考虑压力、靶距、进给速度等因素对木材切割品质的影响，比各向同性材料的切割工艺研究难度大。目前，国内在木材加工应用领域研究水平较低，国产水射流设备实现产业化、优化工艺参数方案分析等研究局限性大。2008年，何继龙等人以杉木为试件，采用动压力测试方法分别对杉木试件在自由状态下切割受力情况和对不同规格的杉木试件在自由状态与夹紧状态下的切割表面粗糙度进行了对比分析，并以此设计了与SQ-WJG40型高压水射流切割机床相配套的四气缸联动气压夹紧装置，以提高机床加工精确度。2016年，曹瑜等人采用正交试验法对中密度纤维板和意杨实木试件进行水射流切割试验。结果表明：意杨实木平均气干密度0.387g/cm3，压力300MPa，进给速度1000mm/s，靶距5mm，调砂速度20kg/h，加工表面粗糙度最小，加工质量最优。近年来，国外在超高压水射流加工应用方面也作了较多研究工作。2011年，?tefanBarcík等人研究了磨料水射流切割MDF过程，并研究技术参数、材料参数和切割角度对材料切割宽度的影响。试验表明：当合理采用喷射和技术参数，水射流切割可优先应用于复合材料加工，在纵向切割材料时，切口宽度更稳定。2014年，MonikaKVIETKOVá等人采用磨料射流切割MDF、OSB和胶合板，考虑不同参数技术对试验的影响。结果表明：磨料射流切割在材料纵向产生了变化，当进给速度为400mm/min，磨料流量为450g/min，切口宽度达到最小，切割效果最佳。已有研究多基于岩石、陶瓷等均匀性材料和木质复合材料等，实木水射流加工研究工作较为薄弱，为进一步实现大果紫檀工艺品的现代化生产，开展超高压水射流切割工艺优化设计工作尤为关键。 2.水切割机的操作 2.1操作步骤 调试工作及使用前准备。打开进水阀门，枪嘴有水流射出，无堵塞。打开排气阀门，排净空气，直至有水顺利喷出，关闭阀门。确保调压阀、磨料控制阀、泄压阀处于关闭状态。启动电动机后设备无异响或震动，系统无泄漏或渗漏，射流顺畅无堵塞，压力可调、稳定且可达额定压力。调试正常后可进行切割作业。 设备启动。完成调试工作，开启电源开关，右旋调压阀手柄，逐渐调节压力到工作压力（45MPa），将磨料控制阀左旋90°后加砂。当磨料射流基本形成时开始切割。切割时根据射流的反射情况判断切割状况：射流反射很高，说明工件未被切透；射流斜向下状态为最佳状态；如若射流竖直向下，则表示切割速度还可提高。 设备关闭。切割作业完成，首先关闭磨料控制阀（将控制阀手柄扳回原来的位置），设备运行1min左右，排净高压软管中的剩余磨料，左旋压力阀手柄，将压力降为零，关闭电源开关，左旋泄压阀手柄，释放系统中的压力，最后关闭进水阀门。 2.2操作安全注意事项 （1）设备操作人员须经过专业操作培训。 （2）不得将枪嘴朝向周围的人员或设备。 （3）使用设备时须严格按照操作步骤进行，且要佩戴组合护目镜、防护手套等防护用具。为确保安全，切割时配备2名操作人员，1名负责切割，另外1名负责观察主机运行情况。 （4）使用前认真检查设备性能，确保系统无渗漏，无异响。 （5）操作人员需远离高压磨料水射流喷出及反射的方向，以防受到伤害。 （6）高低压软管严禁弯曲过度（弯曲半径大于 0.5m）、相互绞缠。 （7）水切割机必须做好接地，接地电阻≤4Ω。 （8）在使用水刀切割时，根据不同材料选择不同的压力进行操作。 （9）在使用水刀的过程中，要注意查看水刀的增压器和高压管工作密封情况。 （10）水刀切割好后边缘都十分锋利，应避免划伤割伤。 （11）设备使用过程中，倾斜角度应小于5°，以保证泵运转的最佳润滑调节。 （12）设备运行时出现异常应立即停机，卸压后进行检修，严禁工作时拆卸检修设备，严禁带电检修设备。 3应用CAD软件绘制水切割工艺路线 3.1绘制切割图形 如图1所示，切割图形只能由直线、圆弧、多线段构成。圆由两个圆弧构成，椭圆由多个圆弧构成。如果一条线段由多条线段组成，则多条线段要求可以用编辑多线段命令合并起来。图形必须已经设置过补偿量，并且用分解命令分解。

高压水射流技术概述

高压水射流技术概述 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。 高压水射流足以水为工作介质，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，其中高压水射流足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。 一、高压水射流 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。 二、高压水射流主要优势： 成本低、质量好、速度快、无环境污染、无金属腐蚀、应用面广。 三、清洗范围： 各类例管式热交换器、双效吸收式溴化锂制冷机、立及卧式冷凝器、空气预热器、复水器、除尘器、蒸发器、反应釜、锅炉、罐体、容器、加热装置；各类上下水管道、工业用水管道、输油管道及两相流输送管道、排污管道、排渣管道、煤气管道、烟道、雨水管道、大型楼房、建筑物及设备内外表面的附着物等。 四、清洗内容： （一）各类规格的上下水管道、工业用水管道、工矿企业及居民区排污管道、排渣管、雨水管、煤气管道、烟道、输油管道及两相流输送管道的堵塞物；

水射流切割技术及其应用

目录 摘要 (2) 1. 前言 (2) 2. 水射流技术的发展 (2) 2.1 水射流切割的起源 (2) 2.2 我国的水射流切割技术发展状况 (3) 3. 水射流切割技术的原理 (4) 4. 水射流切割技术特点 (5) 4.1 水射流切割的优势 (5) 4.2 水射流切割的缺陷 (5) 5. 水射流技术在生产生活中的应用 (6) 5.1 切割方面 (6) 5.2 工业清洗 (6) 5.3 食品保鲜 (7) 6. 水射流切割技术的前景 (7) 参考文献 (7)

水射流切割技术及其应用 西南大学工程技术学院，重庆 400716 摘要 水射流切割用途广泛且易于操作，现已成为世界上发展最快的机床加工技术之一。通过使用超高压水进行切割能带来更高的效率和生产力，它只需要少数的辅助操作就可以完成切割，无需加热区域，没有热变形或者其他切削方法导致的机械变形，还能够加工狭窄的缺口。关键词：水射流切割；超高压水；应用 1.前言 水在人们的概念里往往是“柔”和“软”的代表，但是水的确又拥有无与伦比的力量，“水滴石穿”就体现了在我们眼中秉性柔弱的水本身潜在的威力。现代人依靠科技，将水刚毅的一面发掘出来，使它可以在采煤、钻井和切割等各种工作中发挥自身的威力，无论是坚硬的地下岩石还是合金，当水流达到一定压力和频率的时候，这些可以被切割、破碎。作为一项独立而完整的加工技术，水射流切割技术的产生是最近几十年的事。水射流技术诞生以来，应用日益广泛，目前已经在煤炭、石油、冶金、化工、机械、水利等部门应用，主要用来对物料进行切割、破碎和清洗。 2.水射流技术的发展 2.1水射流切割的起源 十九世纪七十年代左右，人们开始将高压水用于生产中，比如用于开采金矿、

水射流应用(水切割)

BJATL‐WATERJET
SYSTEM
北京奥特隆科技发展有限公司
BJATL-waterjet system

北京奥特隆科技发展有限公司
公司总经理王宝智机械设计专业,高级工程师,多年致力于高压水发生设 备的研究和开发工作，先后走访了欧美多个国家的专业设备制造商，在 国内设计开发了最大 5000bar 超高压水发生设备（VHP PUMPS）及水 切割成套设备和附件，独立设计和完成了国内数条机器人水切割工作 站，物流自动化传输线,立体仓库等,并在国内相关专业刊物发表专业技 术论文数篇和国际论文二篇，为提升国内工业技术装备做出了贡献.
Director - general Mr.Baozhi Wang study the project of mechanical design, high-degree engineer, for many years to study the high pressure waterjet and development this machine, visit many company in Europe and USA, develop Max.5000 bar waterjet cutting pumps and all the attachment of the spare parts, such as sapphire & diamond nozzles, complete with manufacture the Robotic waterjet cutting system and other automation line in China, several dissertation publish in the Internationalist journal.
北京奥特隆科技发展有限公司总部位于京东燕郊开发区 4A 级写 字楼富鼎中心， 以资深的技术和独特的设计， 专业提供高压水射流清 洗设备和超高压水切割设备，高压柱塞泵和超高压水发生设备(VHP PUMP)是本公司的核心产品，产品覆盖到皮革产品，汽车制造，冶金， 石化， 军工， 建筑， 机械制造等重行业的表面处理和非热源下料切割， 形成具有设计，生产加工，安装调试，售后服务为一体的新型高科技 企业。
Beijing Aotelong Tech-Develop Co., LTD （BJATL-waterjet system）which provide high pressure cleaning machine and VHP waterjet cutting machine depending on the professional technology and distinctive design. Offering high pressure plunger pumps and VHP PUMPS as main products to customer, as well as , high pressure cleaning system and cutting system. VHP waterjet cutting system can be used to cut kinds of materials as leather, silencer and inside decoration of automobile, metal, petrifaction , military and so on. Become a new -high –tech company to design, manufacture,sales and service.
电话( Tel)：+86 10 69599498 / +86 316 5993101 / 传真(Fax)：+86 316 5993101-804 网站(Web)：https://www.wendangku.net/doc/363192348.html, 邮箱(Email)： info@https://www.wendangku.net/doc/363192348.html, skype: waterjet2
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高压清洗机之国内外水射流技术现状

高压清洗机之国内外水射流技术现状 2008-11-25 09:42:01 (已经被浏览825次) 水射流技术是一种正在蓬勃发展、用途很广的高新技术。水射流技术的产业分类应属流体机械行业，但又有其独特的专业性。长沙司?一山研究院下属的高压水射流技术研究所，自1978开始高压水射流技术研究以来，在水射流切割技术与设备、水射流清洗技术与设备、水射流除鳞技术及设备冰射流执行机具及设备等方面作了大量的研究开发和推广应用工作，目前在努力拓展和开发水射流技术新的应用领域和范围。28年来取得了近20项科研成果，10多项专利，在国内外刊物上发表论文近白篇。我所现有水射流专业设计研究、生产、销售和服务人员近 国外一些工业发达国家的水射流技术很发达，形成了规模化的产业，特别是在美国、德国和日本专业化的水射流设备制造厂及配套和服务公司很多，在1960年代就不惜巨款投资进行研究和开发，并已在某些领域大力普及高压水技术，取得了满意的效果。这些国家水射流装备朝超高压、大流量、智能化、系列化发展，水射流切割、清洗、除鳞等已普及应用，破碎、制粉、浆体输送、注水、(旋喷)注浆、水刺和喷雾消防等不断得到推广，水射流技术和其核心设备往复柱塞泵及其附件的新应用还在继续开发和拓展，水射流技术和设备不断得到升级。 近10年来，我国的高压水射流技术取得了长足进步，一批研究机构、制造厂、配套和服务公司得到了一定的发展，…常规设备基本可替代进口，但与国外发达国家相比，规模和技术水平都还存在较大差距。目前，国内水射流清洗技术已在石油、石化、化工、轻工、冶炼厂和电厂等行业得到应用，改善了劳动条件，降低了能耗，提高了工作效率。水射流切割技术也因具有切缝窄、无热应力、无粉尘、易实现异形切割等优点在建材、航天航空、军工、文体用品、玻璃、皮革等行业用于材料的特种切割加工。水射流热轧除鳞工艺和设备在钢厂也得到了普及应用。目前由于各种原因，国内一些水射流技术的应用领域至今还是空白。因此，应大力开展水射流技术的开发和推广，研制出适合我国国情，并满足各部门工业需要 的水射流新工艺新设备。 2高压水射流的基本原理及应用范围 高压水射流的工作原理是，通过高压往复式柱塞泵把普通水增压到儿十、儿白甚至儿千个大气压后，从各种不同形状的喷嘴喷射出来，形成具有穿透能力很强的高速水射流，通过机、电、液汽或雷达等不同形式组合的机械、自动机构或智能化执行装置(机器人)用于各行各业的不同用途，此外通过高压水发生系统把浆体的压力升高到儿十甚至儿白个大气压后，可用于注水、注浆和管道输送。 本技术和设备可用于清洗、剥层、除垢、除锈、切割、钻孔、破碎、制粉、除鳞、铸件清砂、喷雾、浆体输送、注水、(旋喷)注浆、水刺和消防等各种用途，其应用领域非常广阔。目前它的应用范围已涉及到采矿、航空航天、有色冶炼、钢铁、电力、船舶、石油、化工机械及建材、建筑、轻工、食品等工业部门，还可以用于农业及医疗部门等等。如热轧钢材除鳞、管程换热器内外表面的清洗和维护，储罐、高压釜及容器的内部清洗，管束、管道及下水道的清洗，网格及板架除漆，钢表面的磨料水射流除鳞除漆除锈除垢，机场跑道除胶除漆，船舶和大型工业设备的维护，水力破碎钢筋混凝土，战场排雷、炮弹掏药，有利于环境的表面预处理以及水刺非织造布，医疗手术刀，油川用注水注浆、管道输送和喷雾消防等等。 随着人们对水射流技术的深入了解，各行各业不断研究开发出新的水射流应用方法和工艺，更先进和专用高效的水射流装备不断得到开发，应用范围还在迅速扩大。水射流技术及设备的应用有可能使某些工业部门中的一些主要生产环节发生重大的变革，采用先进的高压水射流技术取代传统的生产方式或工艺，可大幅度地提高生产率、降低生产成本、改善工作环境等。 3水射流切割技术与设备 高压水射流切割技术具有切缝窄、不产生热应力、无粉尘、易实现异形切割、儿乎可切割任何材料等优点。纯水射流可切割皮革、纸张、软木、塑料、效棉织品、石棉水泥制品等;磨料水射流具有更强的切割能力，可切割玻璃、陶瓷、不锈钢、钢筋混凝土、碳纤维复合材料及各种合金材料等。高压水射流切割技术与设

水射流研究的现状与发展

水射流研究的现状与发展 “水滴石穿”的实质是微小的冲量对时间的积分。高压水射流加工技术正是利用相 同的原理，把动量加大，缩短时间，达到断石、断铁、切割的目的。人们在很早的时间 就开始利用很高压力的水进行材料的加工和切割。1870年前后，美国在加利福尼亚的金 矿中用增压后的水流开采矿石，俄国人也曾用水采煤。在上世纪60年代，密苏里大学 林业系的诺曼·弗朗兹教授发明了高压水射流的切割实验装置。该装置的核心是一个单 缸增压器，压力可以达到344.7MPa(s000opsi)，用这样的高压水可以来切割木材。这 一装置引起包括著名的依格所尔公司在内的许多压力设备制造商和研究单位的兴趣。1971年第一台商用水切割试验机在杰克逊的阿尔顿纸品公司投入应用，用于切割层压纸管，其厚度达到12.7mln(0.sin)，并且可以在纸管上切出各种形状。高压水切割技术的 真正的商品化应用是上世纪80年代初洛克韦尔飞机公司用水切割机来切割BI轰炸机的 钦合金零件，可以节约成本50%。目前许多国外的公司用高压水切割各种材料，甚至用 于军舰制造。 高压水除用于切割之外，还可用于除锈、清洗，以及建筑与道路施工等方面，涉及 到造船、航空、汽车、机械制造、轻工、城建等许多行业。 1987年洛克希德航空系统公司开发了四轴水切割机器人，用于石墨增强树脂、钦合 金板材以及薄壁大口径管材的切割。依格所尔公司的水切割系统与ASES的机器人组合 成汽车工业机器人，在瑞典得到应用，切割汽车车头的衬里、门板和地毯。在军工上， 美国人应用高压水切割军舰用异型橡胶零件，以及潜艇外贴降噪橡胶层。 高压水射流技术在国内的应用开始于上世纪80年代，并随着国际上水射流理论的 成熟和成功的商业化，国内对这项技术的认识也不断地加深，很多的专家学者〔52]，对此开展了大量的研究和探讨，把国内的高压水射流切割技术不断推进。新型射流的应用和 研究得到很快的发展，在落煤、破岩、船舶除锈、喷射钻井、机场除胶和除漆等得到极 为迅速的推广。 2高压水射流切割工艺的特点及应用 高压水射流切割技术之所以能够迅速地在实践中得到应用和关注，是与其具备鲜明 的技术特点，能够满足日益增长社会生产的需求分不开的。 水射流加工是一种现代的有别于传统的加工方式。有两种类型:纯水射流(，厄terjet) 和磨料水射流(Abrasive研/aterjet)。水射流从切割纸板开始，到今天能广泛地应用于各种软硬材料，包括纸、食物、玻璃纤维、绝缘材料、塑料和复合材料。在WJ的切割过 程中，切割是超声速的冲蚀过程。WJ与AWJ的主要区别在于提高切割能力的一种磨料 介质。 在高科技日益发展的社会中，只有创新才会发展。高压水射流切割技术开拓了一个 大连理工大学硕卜学位论文 新的特种加工领域，可以轻松应对那些新奇的因为热影响和机械性能约束而不能切割的 材料。AWJ磨料水射流可以广泛地应用于材料的加工，如:钦金属、钢、铜、铝、石材、 玻璃和其他复合材料。AWJ还可以弥补其他加工方法的不足。使用AWJ预开孔可以提 高EDM(放电加工)的性能，其可以扩展EDM和激光加工对某些惰性和非传导材料的 加工能力。由于AWJ的反冲力较小，因此对易碎脆性材料的AWJ加工不必担心变形和 破碎。 高压水射流既不同于传统加工的铣、刨、磨、削，也有别于一般的剪切和冲裁。它 属于高能切割。高压水射流切割就是把高压水射流的动能作为切割能，对材料进行冲蚀

水射流技术原理

先进制造技术课程论文 论文题目：水射流切割的技术原理、设备、技术特点 及实际应用分析 系部： 专业： 班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： xxx年月日

绪论 高压下,由喷嘴发出的高速水射流,具有很大的能量,足以切割坚硬的材料(包括金属和非金属);如果向水射流中加入某种固体硬颗粒,则称为磨料水射流,它具有更大的能量,可以切割更硬更厚的材料,这就是水射流切割技术的简单描述。尽管早在古代,人们就已懂得“滴水穿石”的道理,然而直本世纪60年代,才真正把这个简单原理变成水射流切割工业技术;而磨料水射流技术的应用,还不到10年时间,所以这是一项新兴技术。然而,近年来发展很快,迄今全世界已有几十个国家,共拥有大约2000个水射流切割系统。尽管如此,当前这项技术仍处于初级发展阶段,技术尚不成熟,在理论与实践方面,都有许多空白,有待填补。这项技术起步较晚的原因在于,它涉及到超高压技术,因而对材料、制造工艺、设计方法、理论分析、控制手段、经济承受力等提出了严格要求。开发和应用这项技术,与一个国家的综合发展水平和国力强弱有密切关系。我国已在近年里,逐渐开展研究和应用,尤其在理论研究方面,已取得许多成果,但在制造技术方面,却有较大差距,有待解决。多年的实践证明,水射流切割技术,独具特点,是现代机械加工及技术发展中不可缺少的组成部分,具有很强的生命力,必须充分予以重视,有计划地研究、开发和应用。 现代的高压水射流切割作为一门高新特技术涉及的学科领域较多，如超高压理论、流体动力学、特种材料、材料力学、弹性力学、制造工艺学、高压密封技术、自动控制理论等现代科技内容，其自身是一种标准的机电液一体化产品，其卓越的应用效果更集中体现在高科技产品制造上。某种意义上讲，水射流技术的研究与应用也成为了一个国家综合科技水平和经济实力的标志。

磨料水射流技术分类

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。

便携式水切割系统

郑州中天建筑节能有限公司 便携式水切割系统 简介：zt-bx15kw-12型便携式水切割系统利用CT4型防爆电机或变频电机为驱动动力，采用防爆控制箱作为动力开启装置，消除了设备在开启与关闭时产生火花而造成的致爆危险。其通过低压水管、高压管分别与水源、附属设备枪头部分进行连接，提供高压水射流以实现其切割功能。适用领域：可应用于矿井作业、油罐拆除，易燃易爆品切割、危险环境切割拆除，汽车制造厂切割各种零配件等。 商品名称：无电源便携式水切割系统型号：zt—bx qy 300-001 简介：汽油驱动zt—bxqy300-001型冷切割危险物处理系统系结合野外作业需求而设计研发的新型实战设备，其针对警用排爆、石油化工等相关应用领域而设计研发，结构简单紧凑，体积小重量轻。同时该设备将各相关系统配件进行合理布局及组合，具有强大的功能及特点，且操作简单灵活，作业空间小，运输迅速可积极应对各类突发事件。切割过程中无热量、无火花、无材料的拉伸变形，可应用于各种无电源场所，可以良好的效果解决现实问题。 适用领域：主机汽油驱动系统配合各类附属设备进行合理配用，可广泛应用于无电源区域，警用排爆、石油管道切割、化工危险品、工程施工、机械加工、高压清洗等相关领域。该系统外接水源（自来水或存储水）供给运行过程中水量消耗，高压管件同附属设备相连接，实现对不同目标物体的切割作业。

超级无敌灭火系统是一种在封闭环境内发 生火灾时，不需要进入内部便可以实现灭火的 一种设备，它可以将墙体、各类的门、窗等快 速打通一小洞，让外部攻击进入到室内，将水 通过高压射进着火点内部。利用该设备可在火 场外围进行灭火工作，而无需进入着火建筑物。 同时喷射进内部的水为高压雾状水，比普通水 柱能够更快速的降低环境温度，具有灭火迅速 的特点。能够最大程度的保证灭火人员的安全。 此系统体积小重量轻，可由两人实施搬运，也 可配备于各种车辆或装备。 商品名称：便携式水切割系统型号：zt-bx11kw-8 简介：zt-bx11kw-8型便携式水切割系统采用三相异步电机作为驱动源，在极大的提高了设备工作压力的同时还保持了设备体积小、重量、可迅速转移的特点。不仅提高了设备切割效率及效果，还保证了切割过程中无热量、无火花、无材料的拉伸变形等特点，在石油管道切割，化工危险品切割、工程施工、机械加工以及高压清洗等领域的应用效果突出。 适用领域：主机系统配合各类附属设备进行合理配用，可广泛应用于警用排爆、石油管道切割、化工危险品、工程施工、机械加工、高压清洗等相关领域。该系统外接水源（自来

高压水射流切割技术

高压水射流切割技术 一、高压水射流加工简介 近二十年来，随着科学技术的不断发展，人们不断的发掘着自然界中有益的现象并加以改造为人类服务。 为了提高效率，【1】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(water 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【1】。与其他高能束流加工技术相比，水射流切割技术具有独特的优越性。高压水射流切割法是一种新型的切割方法，可以切割用其他切割方法无法加工的材料，应用范围涵盖各种金属及非金属材料。在切割过程中不会使被切割材料产生热影响区，切口边缘的材质不发生变化，这种切割方法的精度较高，适用于加工尺寸精度要求高的零部件。高压水射流切割因其独特的优点而在切割领域占有重要地位，在矿业、土木工程、建筑业以及航空航天业中的应用日益广泛，应用前景良好。 二、高压水射流切割原理 ①高压水射流切割示意图 1-水箱 2-过滤器 3-水泵 4-蓄能器 5-液压系统 6-增压器 7-控制器 8-阀门 9-喷嘴 10-工件 11-水槽

【2】高压水射流切割是利用水或水中加添加剂的液体，经水泵至增压器，再经贮液蓄能器使高压液体流动平稳，最后由人造蓝宝石喷嘴形成300-900m/s（约为音速的1-3倍）的高速液体束流，喷射到工件表面，从而达到去除材料的加工目的。高速液体束流的能量密度可达102W/mm2,流量为7.5L/min【2】。 储存在水箱中的水经过滤器处理后，由水泵抽出送至蓄能器中。液压系统驱动增压器，使水压增高。高压水经控制器、阀门和喷嘴喷射到工件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。 【3】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窄间，起吸屑、排屑作用【3】。高速高压水射流，对切割物进行冲击，使其表层产生破碎和微裂纹，水射流进入裂纹中，如楔子般将工件劈裂、剥离，同时高速水流的冲刷将切下的碎屑带走，形成切缝。 三、高压水射流切割的分类 高压水射流切割按所用的工作介质分为纯水高压水射流切割和在水中加入各种磨料的加磨料高压水射流切割两种基本类型。 （1）纯水型 纯水型高压水射流切割由于仅仅利用从喷嘴喷出的高速高压水射流进行切割，其切割能力相对较低，但设备简单，消耗物品少，操作成本低。 （2）加磨料型 加磨料型高压水射流切割由于在水中混入磨料，大大增强了水射流的冲击作用，所以其切割能力比纯水型切割大为提高，但设备复杂，操作成本高。 加磨料型按混入磨料的方式及水压又分为高压加磨料型水射流切割和低压加磨料型水射流切割两种，后者具有很多优点，是最有前途的切割方法。

高压水射流切割技术研究讲解学习

高压水射流切割技术 研究

高压水射流切割技术研究 刘玉坤 天津大学机械学院机械制造及其自动化专业2013级硕士生 摘要：水射流切割，又称水刀切割，是一种利用高压水流切割的机器。在电脑的控制下能任意雕琢工件， 而且受材料质地影响小。因为其成本低，易操作，良品率又高，水切割正成为工业切割技术方面的主流切 割方式。 关键词：水刀切割高压工艺参数 0前言 水刀是一种利用高压水射流进行切割材料的设备。利用超高压技术可以把普通的水加压到250~400MPa，然后再通过内径约0.15~0.25 mm的宝石喷嘴形成速度为800~1 000 m/s的高速射流，从而切割软基性材料。如果在水射流中加入适量的磨料，则几乎可以用来切割所有的软硬材料。除切割功能外，通过调整压力和流量，水射流还可以用于清洗各种物体，如除胶、除漆、除锈等。水刀切割不使用有毒气体或液体，不会产生有毒的物质或蒸气，表面不留任何机械变形，具有冷切割、清洁、精度高和材料损耗低等优点，在航空航天、汽车制造、金属加工、电子工程等领域中有着广泛的应用[1]。现在水刀被认为是世界上功能最多样、增长速度最快的一种加工技术，与其他技术如铣床、激光、EDM、等离子和刨床等相辅相成。 高压水射流切割的分类： 以加沙的情况来分：分为无沙切割和加沙切割。 以设备来分：分为大型水切割和小型水切割。 以压力来分：分为高压型和低压型，一般以100 MPa为界限。100 MPa以上为高压型，100 MPa以下为低压型。而200 MPa以上为超高压型。 以技术原理来分：分为前混式和后混式。 高压水射流切割的特点： 1）数控成型各种复杂图案； 2）属冷切割、不产生热变形； 3）无污染、不产生有毒气体及粉尘； 4）可加工高硬度或比较柔软的材料； 5）是一些复合材料，易碎瓷材料复杂加工的唯一手段； 6）切口光滑、无熔渣，无需二次加工； 7）可一次完成钻孔、切割、成型工作； 8）生产成本低； 9）自动化程度高； 10）24 小时连续工作。

高压水射流切割技术

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

水射流技术原理

河南机电高等专科学校 先进制造技术课程论文 论文题目：水射流切割的技术原理、设备、技术特点 及实际应用分析 系部： 专业： 班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： xxx年月日

绪论 高压下,由喷嘴发出的高速水射流,具有很大的能量,足以切割坚硬的材料(包括金属和非金属);如果向水射流中加入某种固体硬颗粒,则称为磨料水射流,它具有更大的能量,可以切割更硬更厚的材料,这就是水射流切割技术的简单描述。尽管早在古代,人们就已懂得“滴水穿石”的道理,然而直本世纪60年代,才真正把这个简单原理变成水射流切割工业技术;而磨料水射流技术的应用,还不到10年时间,所以这是一项新兴技术。然而,近年来发展很快,迄今全世界已有几十个国家,共拥有大约2000个水射流切割系统。尽管如此,当前这项技术仍处于初级发展阶段,技术尚不成熟,在理论与实践方面,都有许多空白,有待填补。这项技术起步较晚的原因在于,它涉及到超高压技术,因而对材料、制造工艺、设计方法、理论分析、控制手段、经济承受力等提出了严格要求。开发和应用这项技术,与一个国家的综合发展水平和国力强弱有密切关系。我国已在近年里,逐渐开展研究和应用,尤其在理论研究方面,已取得许多成果,但在制造技术方面,却有较大差距,有待解决。多年的实践证明,水射流切割技术,独具特点,是现代机械加工及技术发展中不可缺少的组成部分,具有很强的生命力,必须充分予以重视,有计划地研究、开发和应用。 现代的高压水射流切割作为一门高新特技术涉及的学科领域较多，如超高压理论、流体动力学、特种材料、材料力学、弹性力学、制造工艺学、高压密封技术、自动控制理论等现代科技内容，其自身是一种标准的机电液一体化产品，其卓越的应用效果更集中体现在高科技产品制造上。某种意义上讲，水射流技术的研究与应用也成为了一个国家综合科技水平和经济实力的标志。

水射流切割机机械结构设计

水射流切割机机械结构设计 摘要 水射流切割技术是近几十年来新兴的一种环保高效的冷加工技术。与目前的加工制造技术相比它所具有众多优点，如切割方向无限制、材料几乎没有热变形物化属性影响极小、切割精度高速度快并且成本低等优点。特别是在工业切割和清洗领域水射流切割技术应用广泛。本设计将水射流切割技术应用于切割岩芯实验材料，解决目前岩芯切割试验材料形状不符问题。针对目前岩芯属性测量试验中物料的形状、力学性能难以满足实验要求的问题，设计一种基于水射流切割技术的岩芯制备机。使用水切割的方法，对岩芯进行切割。和传统的切割方法相比，采用这种加工方法可极大的减少材料的热变形提高了加工精度，同时噪音相对较小，工人的工作环境得到改善。采用XYZ悬臂滑轨结构、机电一体化与超高压系统技术联合使用，实现对水射流切割岩芯制备机设计。与目前的岩芯制备技术相比，满足了岩芯属性测量试验对物料的要求。水射流切割技术必将是一个发展趋势。本文对水射流切割岩心制备机机械结构设计以及高压零部件的选型做了详细地说明。 关键字：水射流切割；岩芯切割；结构设计

Water jet cutting rock mechanical design of preparation machine ABSTRACT Water jet cutting technology is emerging in recent decades an environmentally friendly and efficient cold technology. Compared with current manufacturing techniques it has many advantages, such as cutting direction unrestricted, material properties almost no heat distortion materialized minimal impact, cut precision high-speed fast and low cost. In the field of industrial cutting and cleaning applications are relatively extensive. The design of water jet cutting technology to cut core experimental materials, solve the core problem does not match the shape of the cutting test material. For the shape of the core material property measurement tests present, the mechanical properties of the problem are difficult to meet the test requirements, the design of a water-jet cutting core preparation machine. Use water cutting method, the core cutting. Compared with traditional cutting methods, using this processing method can greatly reduce the thermal deformation of the material to improve the machining precision; while the noise is relatively small, the workers' working environment has been improved. XYZ cantilever structure using rail, mechatronic systems and ultra-high pressure technology in combination, to achieve the water jet cutting core preparation machine design. Comparing with the current core preparation technology, the result can meet the property measurementtest requirements. Water jet cutting technology will be a trend. This paperis prepared for water jet cutting machine mechanical design and selection of high-pressure core components made described in detail. Keyword:Water-jet Cutting；Cutting core；Structure Design

水射流加工--论文

水射流加工 （大连交通大学机械工程学院辽宁大连116028） 摘要 本文介绍了水射流加工的发展、原理、系统组成及在各个方面的应用前景。 关键词：水射流加工；切割；磨料；喷嘴。 1.，高压、超高压水射流的发展 水射流技术始于19世纪中叶，最初用于冲蚀土壤和开采金矿。早在1830年俄罗斯人就采用了大直径水射流冲开未固结的砂砾石金矿、冲洗淘金，1852-1884年这种技术在美 国加利福尼亚金矿得到了应用和发展。当时压力很低，仅几至十几个大气压。20世纪初，水射流技术开始用于开采其他金矿和用于水力采煤。 50年代，人们从水力采煤和高速飞机的雨蚀现象中认识到，提高射流压力和速度能 够冲蚀较坚硬物料，并显著提高落煤效果，从而开始了较高压设备的研制和较高压射流的试验。60年代，随着较高压力柱塞泵和增压器的问世，开始研究射流动力学特征和喷嘴 结构。60年代末，美国国家科学基金资助了一项庞大的研究计划，诣在寻求一种高效 的切割破岩方法，研究人员提出并实验了25种新方法，如电火花、电子束、激光、火焰、等离子体、高压水射流等，最后专家一致公认最可行有效的是高压水射流破岩方法，后 来也只有这种方法得到了实际应用。进入70年代，各国开始大力研究高压水射流技术， 使该技术进入了迅速发展的新阶段。这期间，研究的重点是水射流破岩机理、脉冲射 流特性及水射流在切割、破岩、清洗上的应用，开始出现了水力辅助机械破岩、空化射流、磨料射流、间断射流等新型射流技术。进入80年代以来，随着激光测速、高速摄影、流 体显形、数值模拟等先进测试和研究手段的进步，高压水射流技术研究和应用得到更立为垂发展。磨料射流、空化射流、脉冲射流水力辅助机械破岩技术和基础理论、切割机理、 影响因素研究和分析进一步深入，并出现了气水射流、液态金属射流、液态气体(空气、 氮气、二氧化碳)射流、冰粒射流、超高压射流等特种射流，其应用范围也由当初的采矿、破岩、钻孔、清洗、除垢发展到金属和超硬材料切割、表面处理、研磨等，应用领域涉及煤炭、石油、冶金、化工、船舶、航空、建筑、电力、纺织、交通、市政医学等几十个工业部门及核废料、海洋等危险恶劣工作环境，自动化程度和切割精度有了显著提高。 二、水射流切割基本原理 水射流切割原理．可简单概括为：通过转能装置（泵或增压器），将发动机〔电机或内燃机）的机械能转变成水的压力能；再通过喷嘴小孔，喷出高速射流，将压力势能转换成动能；当高速水射流冲击被切材料时，动能又重新变成作用于材料表面的压力能。如果压力超过材料的破坏强度（门限压力），即可切断材料。 使水获得高压的装置．主要有两种形式：压力小于7OMPa ，可直接用多级离心泵或柱塞泵；70MPa 以上．多用增压器或动压式水炮 为了不致功率过高，流量较小常为认0.5~25L／min ；喷嘴直径常为0.1 一0 . 6mm ，目前多用人造宝石、碳化钨、陶瓷等耐磨材料制作；射流速度可达500 --l000m / s 的超音速。 由于工作介质（水）与周围介质（空气）之间，在射流发生时，进行剧烈的动量交换和紊动扩散，使得常用的非淹没连续自由射流，变成气液两相混合介质射流，机理复杂。除涉及经典流体力学外，更多地涉及到高速气液两相流、激波、水介质雾化、气液混合介质声速、