工件水切割中发生开裂的主要原因
被切割的工件一般都都是经过淬火等热处理的,因此其内部势必会含有残余应力,并且工件的厚度决定了应力的大小。由此可见,应力的存在才是造成水切割的主要原因,当厚度较小时,沿裂纹顶端的应力处于平面应力状态,这时候容易产生塑性流动。但是随着厚度的增加,韧性会逐渐减小,最终会因塑性流动困难而产生理断裂。
鉴于这一点,较厚工件在切割的时候要慎选切割方式,稍有不符的话工件的质量都会受到影响。而工件开裂与水切割工艺本身的性能是没有关系的,千万不要怀疑它的能力。
经过大量实验人们发现,当水压超过一定阈值时,即使纯水也会把某些敏感性化学品引爆,而含沙水切割由于水中含有磨料沙,沙子的势能和冲击力和物体碰撞,产生的能量也会引起特殊化学品的不稳定性,经过大量实验和论证,最后得出其阈值在237.6MPa左右。故在水切割行业,人们对200MPa以上的水切割主要应用在机械加工行业。水刀以安全切割来分:分为安全切割类和非安全切割类,区别主要在水压上面,100MPa以下低压型水切割可应用于特种行业如:危化、石油、煤矿、危险物处理等方面。
高压水产生
这基本原理是既简单又复杂。水射流是从加压泵开始,通过高压管,然后从切割喷头射出来。非常简单的解释。然而,它是经过了十分复杂的设计,才能产生60000PSI的压力。在设计过程中,有处小小的渗漏都会对部件持久地侵蚀导致损坏。所以生产商和工程师们会小心地处理高压材料的加工工艺,利用特殊的科技组合这种机器。使用者只需要知道基本的操作知识。
切割机在1982年应用在工业上,最早的在1970年就已出现,在工业上主要是应用在汽车,航空,玻璃行业,从这些切割中不断的提高准确度。磨料切割机的压力可达到55,000PSI,这种高压水通过一个细小的喷嘴以762m/s 的速度射出,这种速度是音速的2.5倍。
把石榴沙混入这种高速度的水射流中,通过在混合管中混合,然后以305M/秒的速度直接从沙管中射出到被加工的材料,这种切割过程其实是一种磨碾切割的过程,这种力量和动作都是由水产生的。