Waterjet (tăiere cu jet de apă) - tăierea formei la care materialul subțire este procesat apă ultrarapide. În tăiere pentru a crește forța distructivă a jeturilor de apă în ea particule mari de material dur sunt adăugate waterjet - abrazive.
notație standard,
GAR - de tăiere cu jet de apă
WJC - Water Jet Cutting - apă de tăiere (sau apă și abraziv) jet
AWJC - abrazivă cu jet de apă Tăiere - tăiere cu jet de apă abrazivă
Esența procesului
Dacă presiunea stoarce apa obișnuită de aproximativ 4,000 atmosfere, și apoi a trecut prin gaura cu diametrul mai mic de 1 mm, se va curge cu o viteză mai mare de viteză de sunet de 3-4 ori. Fiind scopul de piesa de prelucrat, acest jet de apă devine instrumentul de tăiere. Prin adăugarea de particule abrazive mărește capacitatea sa de tăiere la o sută de ori, și poate fi tăiat aproape orice material.
Tehnologia de tăiere cu jet de apă se bazează pe principiul eroziune (abraziune) și expunerea la jet de apă abraziv. De mare viteză particulele lor fază solidă servi drept purtători de energie, precum și lovirea particulelor de produs, lacrimă și se îndepărtează ultimele cavității tăiate. Rata de eroziune depinde de energia cinetică a particulelor cu impact, greutatea, duritatea, forma și unghiul de impact, precum și asupra proprietăților mecanice ale materialului prelucrat.
tehnologia de tăiere
Apa este pompat la presiune foarte mare a ordinului 1000-6000 atm este furnizat capul de tăiere. Spargerea printr-o duză îngustă (vârful fluid) este de obicei un diametru 0,08-0,5 mm okolozukovoy sau viteze supersonice (pana la 900-1200 m / c sau mai mare), cu jet de apa intră în camera de amestecare, unde începe să se amestece cu particulele de abraziv - nisip granat , granule corindon, carbură de siliciu sau alt material dur ridicat. jet amestecat iese din amestecul (amestecarea) a tubului cu un diametru interior de 0,5-1,5 mm și taie materialul. În unele modele, capul de tăiere abraziv este introdus în tubul de amestecare. Pentru a se umezi energia reziduală a jetului este utilizat grosimea stratului de apă, în mod tipic 70-100 cm.
Figura. Conducerea de tăiere cu jet de apă
Figura. Schema de amestec de particule abrazive
In waterjet (fara abraziv) schema simplificată: apa sub presiune iese prin duză și este îndreptată către produsul din interior.
Tabel. Aplicațiile tipice ale tehnologiei de tăiere a apei
Termică și DuropLAS T
In taiere cu jet de apă capacitate distructivă jet creează un grad mult mai mare datorită materialului abraziv, iar apa este în mod avantajos efectuează funcția de transport. Dimensiunea particulelor abrazive este selectat egal cu 10-30% din diametrul jetului de tăiere pentru a asigura impactul eficient și stabil de expirare. În general, dimensiunea granulelor de 0,15-0,25 mm (150-250 microni), iar în unele cazuri - de ordinul 0,075-0,1 mm (75-100 microni), dacă este necesar, pentru obținerea unei suprafețe de tăiere cu o rugozitate redusă. Se crede că dimensiunea optimă a materialului abraziv trebuie să fie mai mică (ds.t. - dv.s.) / 2, unde ds.t. - diametrul interior al tuburilor de amestecare, dv.s. - diametrul interior al duzei de apă.
Ca un abraziv folosit diverse materiale cu duritate Mohs de 6,5. Alegerea lor depinde de tipul și duritatea piesei, precum și țineți cont de faptul că mai greu materialului abraziv uzura componentelor mai rapide ale capului de tăiere.
Tabel. Aplicațiile tipice ale unor tăiere abrazive
aplicaţiile tipice
Garnet Sand (compus din corindon Al2 O3. Nisip quartz SiO2. Fe2 O3 de oxid de fier și alte componente)
Răspândită pentru tăierea diferitelor materiale, în special oțeluri înalt aliate și a aliajelor de titan
boabe corindon (compuse în principal din corindon 2O 3. și impurități) sau variantele sale
Materiale artificiale cu o duritate foarte mare Mohs. Folosit pentru taierea otelurilor, aluminiu, titan, beton armat, granit, și altele. Materiale
Boabe de carbură de siliciu (SiC) - verde sau negru
Nisip quartz (SiO2)
Particulele de zgură de silicat
Decupare plastic armat fibre de sticlă sau carbon
Tubul de amestec se face din superaliaje. Durata de viață - de obicei, până la 150-200 ore.
parametrilor tehnologici
Principalii parametri de proces sunt proces de tăiere cu jet de apă:
- viteza de tăiere;
- tip, proprietăți și grosime de tăiere a produsului;
- diametrele interioare ale duzei de apă și tubul de amestec;
- tipul, mărimea, viteza și concentrarea amestecului în tăierea particulelor abrazive de curgere;
- presiune.
Viteza de tăiere (viteza de deplasare a capului de tăiere de-a lungul suprafeței piesei de prelucrat) afectează în mod semnificativ calitatea de tăiere. Viteză mare, o deviere de apă (mol) și liniaritate cu jet abraziv, și de asemenea manifestat sensibil ca material de tăiere cu jet de leșin. Ca o consecință, a crescut tăiat conice și rugozitatea lui.
Figura. Forma tipică a tăiat în funcție de condițiile de tăiere
Figura. jet de patinare, când tăierea la o viteză mai mare decât cea optimă
taiere Separând poate fi efectuată la o viteză egală cu 80-100% din valoarea maximă. calitate de tăiere corespunde în general intervalul de viteză de 33-65%, taiere fina - în 25-33% tăiat cu precizie - în 10-12.5% din viteza maximă.
Foto. Un fel de suprafața tăiată, în funcție de viteza de tăiere abrazivă cu apă
În unele modele de capete de tăiere utilizate automat conica tehnologie de compensare, de exemplu, Dynamic Waterjet Company Flow. compensare conică se realizează ca urmare a înclinării dinamice controlata prin software a capului de tăiere la un anumit grad. Acest lucru face posibilă creșterea vitezei de tăiere menținând în același timp calitatea de tăiat și, în consecință, să reducă costurile de producție.
Odată cu scăderea diametrului interior al tubului de amestec (ceteris paribus) crește performanța și precizia de tăiere este redusă lățime de tăiere (este de aproximativ 10% mai mare decât diametrul interior al tubului). În același timp, a redus și durata de viață a tubului. La operarea tubului de amestecare sale interioare crește diametrul cu circa 0,01-0,02 mm pentru fiecare opt ore de funcționare.
Tabel. Dimensiunile exemplara a materialului abraziv la diferite moduri de tăiere
Dimensiunea particulelor nisipului granat (granat)
Ext. Diametrul duzei de apă
*. presiune - 4100 bar; marca abrazive - Kerfjet # 80; debit abraziv - 250-450 g / min; un diametru interior duză - 0,25 mm, 0,35 mm; diametrul interior al tubului de amestec - 0,76 mm, 1,01 mm / date de „TehnoAlyansGrupp“, București, Amenajarea BarsJet GAR
Tabel. Dependența de divizare liniară a vitezei (degroșare) tăierea grosimii materialului sub o pompă de presiune P = 6000 bari (circa 5922 bar)
Viteza de taiere (m / h) la o grosime *
*. Presiune - 6.000 bar; marca abrazive - Kerfjet # 80; debit abraziv - 250-450 g / min; un diametru interior duză - 0,25 mm; diametrul interior al tubului de amestec - 0,76 mm, 1,01 mm / date de „TehnoAlyansGrupp“, București, Amenajarea BarsJet GAR
Foto. Detalii obținute cu jet de apa: otel inoxidabil de 15 mm grosime; aliaj de aluminiu de 6 mm grosime; aluminiu de 30 mm grosime; din plastic armat cu fibre, de 20 mm grosime; realizat din oțel de scule 60 mm grosime
Avantaje, dezavantaje, și caracteristici comparative
Folosirea apei sau abraziv tăiere cu jet de apă poate fi practic orice material. Ea nu apare nici o deformare mecanică a piesei (ca forța de impact a jetului este numai H 1-100) și nici o deformare termică, deoarece temperatura din zona de tăiere este de aproximativ 60-90 ° C, Astfel, în comparație cu tehnologiile de tratament termic de tăiere cu jet de apă are următoarele avantaje distinctive (oxigen, plasma, cu laser, etc.):
- o calitate mai bună a tăiat din cauza efectului termic minim asupra martor (fără a se topi, ardere sau topire marginile);
- posibilitate de tăiere materiale termosensibile (număr de incendiu și explozie, laminat, compozit, etc.);
- puritatea ecologică a procesului, absența totală a evacuărilor de gaze nocive;
- explozie și procesul de siguranță împotriva incendiilor.
Cu jet de apă Material de tăiere abraziv capabil la 300 mm și mai mult. Waterjet tăierea cu precizie ridicată (până 0,025-0,1 mm) poate fi realizată pe conturul complex, inclusiv procesarea produselor vrac. Puteți să-l utilizați pentru a face teșituri. Este eficient în ceea ce privește aliajele de aluminiu, cupru si alama, datorită conductivității termice ridicate care în cadrul proceselor de tăiere termică necesită surse mai puternice de încălzire. În plus, aceste metale sunt greu de tăiat cu laser, din cauza capacității lor de a absorbi radiațiile scăzut cu laser.
Dezavantajele de tăiere abrazive-apă includ:
- semnificativ mai mic de tăiere din oțel viteza de grosime mică, în comparație cu plasma și tăiere cu laser;
- costurile echipamentelor și costuri de exploatare ridicate (tipic pentru tăierea cu laser), din cauza consumului de material abraziv, electricitate, apă, substituiri de amestec tuburi, jeturi de apă și garniturile de etanșare, care pot rezista la presiuni ridicate, precum și costurile de eliminare a deșeurilor;
- a crescut de zgomot din cauza expirării jetului la viteză supersonică (tipic pentru tăiere cu plasmă).
Tabel. Comparație de tăiere cu jet de apă cu oxigen, plasma si decupare cu laser
Caracteristicile de tăiere abrazivă cu apă în raport