高速水流为什么可以切割金属
⑴ 高速水流为什么能切割坚硬物体,为什么加入砂制磨料后,在流速相同的情况下切割能力
(1)高速水流具有动能,一定质量的水速度越大,动能就越大,对外做功的本专领就越大,从而能切割坚硬的属物体。(2)加入砂质磨料后,水流的质量增大,高速水流具有的动能就更大,在流速相同的情况下对外做功的本领就更大,从而切割能力大大提高。
⑵ 高压水流切割器
在势来能不变的情况下自,速度越快物体具有的动能就越大,水在高压下就获得了巨大的动能,由于水流很细,所以再接触物体时动能转化成的弹力的作用点十分集中,转化而来的弹力十分巨大,足以断石分金.
加入砂质磨料后,先在水刀作用下使得物体接触水刀的部位发生形变,一部分淹没剂就会与物体发生摩擦,进而加速切割物体的能力和速度.
⑶ 高速水流可以切割钢板的原因是其具有较大的什么在水流中放入细砂的目的是什么
水流有较大的动能,所以能切割
放入细砂能使细砂在高速下冲击钢板,使钢板更容易被切割.
⑷ 高速水流为什么能切割316不锈钢
激光切割机切割厚度为10mm。
激光切割机切割10mm厚板时,主要是因为钢板厚度的增加容易导致切口氧气纯度的下降,从而影响切口的温度,氧流的纯度对切割过程有强烈影响。
当氧流纯度下 降0. 9%,铁氧燃烧率将下降10%;纯度下降5%时,燃烧率将下降37%。
燃烧率下降将大大减少了燃烧过程输入到切缝中的能量,降低了切割速度,同时切割面液 态层中铁的含量增加,从而增大到熔渣的粘性,导致熔渣排出困难,这样在切口下部就会出现严重的挂渣,使切口质量变得难以接受。
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常用的切割工艺对比:
1、激光切割
激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件,使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点,同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质,从而实现将工件割开。现在一般使用CO2脉冲激光器,激光切割属于热切割方法之一。
2、水切割
水切割,又称水刀,即高压水射流切割技术,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。水切割分为无砂切割和加砂切割两种方式。
3、等离子切割
等离子弧切割是利用高温等离子电弧的热量使工件切口处的金属局部熔化(和蒸发),并借高速等离子的动量排除熔融金属以形成切口的一种加工方法。
4、线切割
线切割可以分为快走丝线切割,中走丝线切割,慢走丝线切割。快走丝电火花线切割的走丝速度为6~12 m/s,电极丝作高速往返运动,切割精度较差。
中走丝电火花线切割是在快走丝线切割的基础上实现变频多次切割功能,是近几年发展的新工艺。慢走丝电火花线切割的走丝速度为0.2m/s,电极丝做低速单向运动,切割精度很高
⑸ 水切割能否将固体金属切成粉末
你是想切割还来是想要粉末自啊
水切割原理就是高速水流的冲击切断金属
金属断裂的时候多多少少会有些碎屑产生
但是不会到粉末这么小的程度的
而且水切割时会形成局部高热
水中有氧气
普常见的金属(铁
铝)基本都会被氧化
结果得到的掉落碎屑外面一层会是氧化层
水切割基本收集不到粉末的
你想要粉末
直接买就好了
自己做太麻烦
⑹ 高速水流可以切割金属吗
加工材料的先进方法之一是用高压液体射流切割。美国在1961年已获得专利。但是,在俄罗斯第一次发表这题目是在40年代中期。而在80年代末才由莫斯科金属切削机床实验科学研究所开始深入研究。1997年的汉诺威和1999年的巴黎EMO展览会上证明,该方法有了很大发展,且在该领域中的技术进步十分显著。仅在巴黎就展出3台大型的工作装置,它们是Flow公司(德国)、Bystronic公司(瑞士)和Digital Control公司(法国)的。专门从事机械冲床和激光打孔机的Trumpf公司(德国)亦开始在研制水射流切割装置。
水射流切割法的工艺特点
水射流切割是水射流或磨料水混合物在压力达400MPa下,以速度达100m/s从直径0.1mm~0.2mm的喷嘴中射出进行的切割。在磨料水切割时,射流从喷嘴通过小直径(约1mm)硬质合金喷管喷出,并借助于在喷管入口喷射,从专用料斗中吸入磨料粉。水射流的动能将传给磨料颗粒,从而从被切割毛坯上去除微屑。这时,实际上在毛坯上完全没有热和力的作用,故切口表面不变形,且无毛刺及材料的组织畸变。
当切割功率达30kW以上时,工作头可用手或机器人的夹持装置自由握住。机器人的微处理器数控装置可在空间任意角度下实现切割。
水射流装置可切割板料、精确直角、打小孔、开窄槽和完成位于很近的型面(其中包括非导热材料)。
切口可从制件表面的任意点开始。切口宽度较小(在水切割时为0.1mm~0.3mm,在磨料水切割时为1mm~1.5mm),从而可保证节约材料,降低能耗。工艺过程具有柔性的生态洁净的特点,通常可用于完成要求快速重调设备的单件订货。
主要工艺参数是生产率或切割速度V。对大多数水射流装置:V=0.001m/min~12m/min,切割精度±0.1mm。表2列举出了Flow公司关于磨料水切割各种材料的速度与毛坯厚度有关的数据。表3中列出了Ingersoll-Rand公司(德国)关于水射流切割速度的数据。
布局方案
水射流设备的布局目前有各种方案,其中包括机器人配套的形式、带回转工作台的形式等,但应用最广的是移动龙门架或固定龙门架的布局。
在一系列移动龙门架的装置内[例如Bystronic、Waterjet公司(意大利)]预先考虑有辅助角坐标。当工作头沿Z轴移动具有足够快速动作的恰服装置时可加工管坯,其中包括非圆型面。
消除射流的余能是在工作台下面的敞开槽内进行的,从而使生态环境变坏。槽内泥渣必须借助刮板传送带、螺旋输送机、水力涡旋机等进行定期清理。
毛坯定位用的工作台可用耐蚀板、金属丝网、磨尖的销钉做成格子形状来制成;工作台表面可用散粒材料等形成。类似工作台十分昂贵,且因射流作用而磨损,故寿命较低。
在Watejet公司装置上采用的工作台,其优点是由正方形(120mm×1200mm)网络形成的坚固的框架,深淀箱由耐蚀钢做成,传动装置配置在框架的外廓尺寸内,设有控制零点的终点开关,维护区安排在框架的长度一侧,装载区可完全敞开,网络元悠扬可更换,框架具有很高的承载能力。
带移动龙门架的设备最好用于加工在切割过程中不好移动的笨重制件。典型代表是Flow公司的Tll-200型装置,其工作台尺寸为2m×4m。
固定龙门架的布局示例是Ingersoll-Rand公司的装置,其工作台尺寸为2m×3m。
当收集器内的射流余能被消除后,形成的泥渣将沿专用软管排入沉淀槽。因在工作头出口孔附近区遮盖有专用罩,且罩与吸尘器相连,而收集器安排在距离毛坯几毫米处,故切割过程可达到最大的生态洁净。不设置废水槽,可显著减轻装置的重量。
上述布局在结构上较移动龙门架的布局复杂,且在收集器内有快速磨损的零件。此外,为了避免射流在毛坯出口上过于弯曲和对收集器的偏离,切割速度存在某些限制。
工作台的典型尺寸(以Flow公司的装置为例):2m×1.5m;2m×3m;2m×4m;2m×6m;3m×2m;3m×4m和3m×6m(第一位数为沿X轴的尺寸)。为使工作头沿所有轴移动,大多采用带滚珠丝杠传动的机电伺服传动装置。沿Z轴的移动一般不超过180mm~200mm。
在建立装置时特别注意选择材料和传动装置的保护使水和尘埃不落入。在Waterjet公司的装置上,具有耐蚀钢小车和有预紧力的滚珠支承的铝滑块,滑块沿经抛光的耐蚀钢导轨移动。传动是由无刷交流电动机借助外摆线齿轮和拉伸强度足够的齿形带实现。沿Y坐标的传动关系借助铝轴实现。传动装置预先考虑有用橡胶带和波纹遮帘双保护。
水射流装置主要参数
水射流装置的主要部件之一是高压装置。它由液压装置箱、带传动电动机的变量泵、一个或若干个增压器、蓄能器、液压件、油液调节系统(过滤和冷却)、供工艺水用辅助泵、精滤水器和电器控制箱所组成。
在双作用增压器内,油液从1个泵经换向准备供入低压(一般12MPa~16PMa)液压缸内,迫使其活塞与高压液压缸的活塞一起运动。由于低压和高压液压缸活塞的工作面积之比为(20~30):1,故可保证相应提高水的压力。因此,在0.8MPa~1MPa压力下的工艺水可通过另一单向阀充满高压液压缸进入蓄能器和工作头。
蓄能器可缓冲液压缸的活塞反向时的压力波动。在工作头入口处的压力波动不应超过5%。因此,在选择蓄能器的容量时必须考虑到当压力400MPa时在高压液压缸内水的压缩接近20%。因蓄能器是金属用量大的高压容器,故在现代化装置中尽可能不用它。为减小压力波动,在油泵的增压油路上一般安装容量约2.5L的蓄能器。
水射流切割过程的效率在很大程度上与工作压力P的大小有关,因此装置设计人员力图保证其最大,但超过400MPa极限的至今尚未应用成功。一般,P=350MPa~380MPa。问题在于当P=300MPa时高压液压缸内表面上的应力已达到大多数结构钢的屈服极限(甚至在无局部应力集中因素时)。这就要求采用高强度耐蚀钢。此外,弹性体密封的寿命目前尚未超过500h。为减小作用在液压缸紧固件上的轴向负荷,密封的径向尺寸应最小。
水射流装置的主要参数(工艺水流量Q和传动装置功率P)是根据喷嘴的直径D和考虑到液压系统的效率确定的(图1),D一般不超过0.65mm。为了提高水的流量是通过安装辅助(第二)标准增压器达到的实际上在所有增压器的设计中,均采用双作用增压器,并配有可控液压换向阀。高压液压缸有贯穿的平滑内孔(无应力集中源)和带内置式单向阀的盖。
Flow公司出产30多种型号的增压器,其压力为380MPa,Q=1.93L/min~12L/min。
在Bystronic公司装置上采用的高压装置有下列主要优点:有两个双作用增压器,可保持参数P和Q恒定,且不利用蓄能器;无级调节打孔压力和工作压力;有三级精滤水器;可观察高压密封状况并可快速更换密封;足以供给若干工作头用的功率
⑺ 超高压水切割又称“水刀”,它是将普通水经过多级增压后,通过一个极细的喷嘴喷出一道高速水流,对切割表
(1)从能量的角度分析,高速水流能切割坚硬物体是因为高速水流具有较大的动能;
(2)每回分钟从答喷嘴中喷出水的体积:
V=2.7×103m3,
由ρ=
m |
V |
m=ρV=1×103kg/m3×2.7×103m3=2.7×106kg,
每分钟用掉的水重:
G=mg=2.7×106kg×10N/kg=2.7×107N;
(3)由p=
F |
S |
F=pS=3×108Pa×5×10-8m2=15N;
答:(1)高速水流形成的“水刀”能切割坚硬物体是因为高速水流具有较大的动能;
(2)每分钟用掉的水重是2.7×107N;
(3)高压水流对切割而的压力为15N.
⑻ 水的流速达到多少可以用来切割东西
高压水流切割器又称水刀,它是将普通的水经过多级增压后所产生的高能量(380MPa)水流,再通内过一个极细的红宝容石喷嘴(直径0.1—0.35mm),以每秒近千米的速度喷射切割,对切割表面产生108—109Pa的压强。广泛地应用于石材、金属、玻璃、陶瓷、塑料、布料、木材、橡胶等材料的加工。高压水切割有两种形式,一是纯水切割,其割缝约为0.1—1.1mm;其二是加磨料切割,其割缝约为0.8—1.8mm,水切割所用的磨料为石英砂、石榴石、河砂、金刚砂等。
高压水流切割时所产生的热由水带走,金属温度仅为50~60℃。这样可以防止高温变形,提高切割精度。高压水切割的“发现”起源于苏格兰,经过100年的试验研究,才出现了工业高压水切割系统。
我国研制的高压水流切割器的技术已达到国际先进水平,这种很细的高速水流一次可顺利切割26层牛皮,或2.3mm厚的钢板……如果在水中加入某种砂质磨料,在水的流速相同的情况下,可切割300mm的花岗石,或130mm厚的钢板……
⑼ 水为什么能切割钢板
因为当水达到极限速度时,它的能量很大,可以像腐蚀一样,一点一点的把金属掰下来。
不过一般的水刀里还有磨料,可以增大威力。
⑽ “水刀”有纯水切割和加磨料切割两种。高速水流为什么能切割坚硬物体加入磨料后切割能力大大提高,为什
"由冲量定理,抄FT=MV1-MV2,水流的初速度V1极大,而袭末速度V2可看作为零,而且水柱与被切割物体碰撞的时间T极短,因而物体对水柱的作用力极大,再由牛顿第三定律,水柱对被切割物体的作用力也是一个极大的值。最后根据压强的定义P=F/S,由于水柱比较集中,与物体的接触面积较小,故产生的压强非常大,足以切割一些极坚硬的物体。补充:(1)高速水流具有动能,一定质量的水速度越大,动能就越大,对外做功的本领就越大,从而能切割坚硬的物体。
(2)加入砂质磨料后,水流的质量增大,高速水流具有的动能就更大,在流速相同的情况下对外做功的本领就更大,从而切割能力大大提高"