水雾切割的工作原理

CNC 水雾切割简介

CNC（计算机数控）水雾切割机现在非常受欢迎，可用于对平板进行 2D 切割，甚至用于厚板应用，如钢铁服务中心、设备制造商和制造商。水雾切割的一些主要优势包括，切割的直线度、没有热影响区。为了理解它为何会提供这些优势，我们来简单了解一下水雾切割的工作原理。

水射流是一种非热工艺

与热切割工艺（如等离子、氧燃料或激光）不同，水射流工艺是一种机械锯工艺。您几乎可以将它想象成带锯，这是一种带有锋利齿的薄金属条，可以刺穿您要切割的材料。同样，水雾切割工艺使用细水流和锋利的岩石块，帮助刺穿材料。

岩石块或磨料通常由碎石榴石制成。在一些应用中使用其他材料，但到目前为止，石榴石最常用于金属板切割。石榴石也常用在砂纸上，是一种相对坚硬的岩石。每一粒穿过的磨料都会磨损一点材料。

速度帮助实现切割

但是，仅仅向金属板上喷射研磨水并不能实现切割目的。实现切割目的的是磨料撞击板材的速度。物体的动量等于它的质量乘以速度。一粒磨料的质量很小，因此，要对钢板产生任何影响，它必须具有很高的速度，使磨料达到足够快的速度时才能切割坚硬的材料，将水加压到“超高压”，然后通过一个小孔释放出来。比如，使用花园用软管时，您知道，将喷嘴的开口缩小时，喷出的水量就会减少，但速度却极快。这就是水雾切割头的作用所在。

典型的水雾切割压力介于 50,000 和 60,000 PSI（每平方英寸）之间。许多较新的系统压力高达 90,000 PSI。然后，在这种压力下，水通过以钻石或蓝宝石制成的小孔（通常直径在千分之 5 到千分之 15 英寸之间）释放出来。由此产生的水流速度可达到超音速级别，这意味着它的速度比声速快。但幸运的是，它的体积很小，每分钟只有约 1/2 加仑。

添加磨料

通过宝石孔形成水流和混合磨料流都发生在水雾切割头，如 KMT Autoline™ II。为了使磨料进入水中，磨料流需经过一个漏斗状的腔室，在那里，磨料被水流带走并加速。水流现在携带磨料颗粒，然后通过一个聚焦管或喷嘴，使所有磨料完全混入水流中，并向同一个方向移动。

一旦它离开聚焦管，水流速将达到超音速级别，且磨料会迅速磨透任何材料，包括铝、钢、不锈钢、装甲板、花岗岩、瓷砖、层压材料，甚至是玻璃（尽管钢化玻璃太脆）。

无热影响区的金属切割

由于每个磨料颗粒仅通过侵蚀磨掉少量材料，因此，产生的热量很少。此外，产生的任何热量在它有时间加热周围材料之前，会快速被水流淬灭。因此，金属切割不会产生任何热影响区。这使得水雾切割成为一种冷切割工艺。

极直精准切割

这些快速移动的磨料颗粒不仅切割时没有任何热影响区，而且水流的动量使其在离开聚焦管后保持在一条直线上移动很长时间，从而在各种材料上形成极其笔直、精确的切割边缘。