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导读
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// 01 水刀是什么?
水刀,又称水切割,本名高压水射流切割技术。该技术源于美国,上世纪80年代开始,水切割被用于工业生产。它的最大特点是可以对任何材料进行任意曲线的一次性切割。水切割有独特应用领域,如野外弹药破拆、化工设备的切割作业、紧急消防救生等。之所以能有如此特殊的应用,与其工作原理有关。
厚20厘米钢板,轻松切开
// 02 工作原理
水刀利用超高压技术,把水流加压,再通过内孔直径0.2毫米左右的喷嘴,喷射形成速度约为2倍音速的高速射流,用来进行切割作业。
上文所说的水流,包括纯水、纯水与磨料的混合液体两类。磨料通常选用石榴砂、金刚砂等颗粒尖利、硬度较高的矿物质,能给水流增加硬度,使之得以切割钢板等更为坚硬的材料。
激光切割更适合黑色、有色金属。水切割与火花切割、激光切割的区别之一是,它属于冷态切割。
水刀在切割过程中产生的热量能被水流迅速带走,因此,水刀可以切割玻璃、陶瓷等不耐高温的材质;另外,水刀中的低压切割可应用于特种行业,如:危化、石油、煤矿等。
本视频深入浅出地讲解了水刀的原理:
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总结一下水刀的优缺点。
优点:热影响小,适用范围广。
@小春 水刀的优点在于,它对零件的热影响最小。其它的加工方式没有这优点。另外水刀切割零件变形及内应力产生比以上介绍的其它加工方式小。水刀切割过程中不产生明火。不会有易燃易爆的事件发生。水刀工艺性的优点。
缺点:使用成本高。
@牛牛人 水刀的使用成本不低,磨料石榴石、刚玉一般重复使用5次以上就报废了,因为棱角基本被磨掉,切割能力大大下降。
目前的石榴砂主要在连云港、日照、内蒙有较大的矿区,品质较好。
曾经就某碳钢薄壁管材切割,是买激光机还是水刀的经济型的市场调研,最终选定光纤激光机。
// 03 如何分类?
(1)低压切割与高压切割:水压100MPa以下称为低压切割。如果水压超过一定阈值,即使纯水也会引爆某些化学品,而加入磨料的水刀可能引起特殊化学品的不稳定性。200MPa以上的水刀主要用于工业切割。
(2)加砂式与无砂式:前者加入磨料,后者的水流中为纯水。
(3)后混式与前混式:磨料的加入有两种方式:部分大型水切割设备通常在水流出口处,通过虹吸作用加入磨料,以提高水切割的能力;另一种方式是预先将磨料与纯水混合。预先混合的好处在于,它可以避免为产生虹吸作用的能量消耗。
// 04 水刀能切什么?
看看下面八个动图,你就能了解“没有什么是我水刀切不开的!”(以下GIF均做了两倍速处理)
↓↓轻松切牛排↓↓
↓↓菜刀遇到了克星↓↓
↓↓劳力士!被切成两半↓↓
↓↓切环状钢材↓↓
↓↓切金属板材↓↓
↓↓切金属板材↓↓
↓↓3D式切割↓↓
↓↓很厚的钢环,它也能切↓↓
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☞金属加工原创 ☞参考资料:我爱发明、金粉@牛牛人、金粉@小春
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