水枪切割就是水射流切割,俗称水刀。随着科技的发展,这种冷切割方法将得到更多领域的应用,在这里简要介绍水切割是怎么一回事。

一，切割原理

水射流切割属于一种新型冷加工工艺,它能在条件恶劣且严禁烟火的现场使用,得到了广泛的重视,水射流切割是集机械、电子、计算机、自动控制技术为一体的高新科技成果,是近几年来才发展起来的一种崭新的材料加工方法。

水射流切割的原理是利用一定高压的纯水或带有切割磨料的液浆,经切割喷管射出具有高密度冲击的液柱,直冲被加工物体进行切割。按水压高低的不同,可分为低压和高压水射流切割两种。

二，切割特点

水射流切割技术有下列特点:

(1)切割的水射流压力大水射流压力为几十到几百兆帕,以2～3倍声速产生巨大射流能量密度来切割物体。被切割工件的切口温升很低,一般温度不超过100℃，这是与其他热切割工艺相比最为突出的优点。这样,它就排除了被切割工件产生变形、切口部分的热影响区和组织变化的可能性。它在严禁烟火的场合,如海洋石油钻井平台、炼油厂、大型油罐、油气输送管路等处,能安全可靠地使用。

(2)水射流切割的切口质量十分优异，切口表面平滑,不存在任何毛刺和氧化残迹，切口的间隙很窄,用纯水切割,一般可控制在0.1mm以内;添加一定切割磨料则在1.2-2.0mm之间,切口不需要进行二次加工,简化了加工程序。

（3)切割屏度范围比较宽水射流的切割厚度范国较宽,最大切厚度可大于100mm。对于厚为2.0mm的特殊钢板,切割速度可达100cm/min,尽管水射流切割速度略逊于激光切割,但它在切割过程中不会产生大量的切割热,所以在实际应用上,水射流切割更具有优越性。

(4)切割对象广泛这种切割方法不仅适用于金属和非金属的切割,也适用于复合材料、热敏感材料的加工。

(5)优良的操作环境水射流切割过程中无辐射线、无飞溅粒子,避免了灰尘飞扬现象,环境不受污染。即使是磨料水射流切割,磨料的粉尘和切割屑也能直接被水流冲走,进入收集器内,确保了操作者的身体健康,可称得上是一种绿色环保的加工方法。由于水射流切割有上述优点,在航空航天、原子能、石油、化工、水下工程及建筑等行业均有广泛应用的前景。

三、切割工艺

（1）.切制方法

目前的水射流切割方法有低压和高压水射流两种

低压水射流切割是将高压水(14-69MPa)和切割磨料首先在一加压储罐内进行预混合,然后将混合好的磨料液浆经过一软管直接送到割枪内进行切割，被切割工件可以在远离切割电源500m处或者水下进行切割。

高压水射流切割是将高压水(大于240MPa)和干燥磨料分别通过各自软管输送，然后在割枪的混合腔内进行混合,并完成物件的切割加工,被切割加

料则工工件一般在切割电源附近进行。

低压和高压水射流切割在相同条件下进行切割加工时,前者水和切割磨料的消耗为后者的1/8～1/3;从割枪的结构上看,低压水射流切割的割枪相对简单些;从能量消耗来看,低压水射流切割所耗能量较小。所以目前低压水射流切割为最有效的切割方法。

（2）.切割磨料

水射流切割所用的磨料,主要有金刚砂、橄榄石、石榴石、炼铜炉渣和氧化物。其中炼铜炉渣较为理想,一是它的价格低,只有精钢砂的1/8～1/10;更主要的是它的切割速度比金刚砂快30%。这是由于炼铜炉渣的颗粒比较尖锐,在切割过程中,当它们

与切割工件相撞后被破碎,从而形成较多的切割刀。另外,用金刚砂进行水射流切割时,切割磨料容易嵌入母材,从而对切割处的某些性能,如焊接接头力学性能,会产生不良影响,而用炼铜炉渣作为切割磨料就能克服这一瑕疵。

般要求切割磨料的粒度为0.2～1.5mm,这主要取决于切割喷枪的喷嘴直径。切割磨料可收回,反复使用2~3次,然后经过筛选,将过分细碎磨料去掉。

（3）.切割喷嘴所用材质

对于切割喷嘴除了有足够韧性和硬度外,更主要是有良好的耐磨性,才能有效地减少切割喷嘴的磨损,从而提高其使用寿命。由于喷嘴内径的磨损,将使切口的缝隙变宽,导致切口断面的垂直度降低。通常选用钨、硅或者硬质合金作为切割喷管的材料，但使用寿命均不够理想,目前认为选用蓝宝石作为喷管的材料较为适合。

（4）.切割工艺

水射流切割常用的切割材料及其切割工艺参数见图1。

朱建荣

鉴于水射流切割已发展为一种精密加工工艺,它对设备提出了高精度的要求,水射流切割机将是一台精密加工机床。这种设备的技术特性完全相当于精密的激光切割机。它由高压水射流发生器(增压装置)、水刀切割头、数控切割平台、CNC控制器系统以及计算机、控砂辅助装置等组成，使用这种工艺目前正日益增多。