大家好,今天小編關注到一個比較有意思的話題,就是關于光用水做金屬材料的問題,于是小編就整理了1個相關介紹光用水做金屬材料的解答,讓我們一起看看吧。
水那么軟,為什么能切割鋼鐵等材料?
我們家里水龍頭流出來的自來水,由于水壓很小,故我們感覺水是“軟”的,但是我們將自來水加壓后,讓其從高壓水槍中高速噴出,此時水流打在身上,我們便會感覺到疼痛,水流噴在地面上,可以清除地面上的污物。工業上用于切割鋼鐵等材料的水是經過加壓到數十MPa以上,然后從細小的噴嘴高速噴出水流來切割的,我們稱這種切割為“水刀”切割。
水刀切割需要通過高壓發生器即高壓泵(一般是用液壓馬達驅動增壓器)將普通的自來水增壓到數十~上百MPa以上,讓水流從零點幾毫米的噴嘴高速噴出,由于這種水流的速度很快,每秒可達上千米,此時噴出的水流具有很高的動能,可以用來代替金屬刀片作較精密的切割,其不僅可以用來切割橡膠、木材、布料、皮革,就連切割鋼板也是削鐵如泥。
這種水刀切割與金屬刀片切割相比,水刀切割的切縫很小,可以低至0.2毫米,并且切割時噪聲小,粉塵也很少,切割出來的材料邊緣較光滑、平整,用水刀切割出來的零件一般不需要打磨即可使用。此外,水刀切割屬于冷切割,切割鋼鐵等金屬材料時,產生的熱量會被高速水流帶走,故切割金屬材料時發熱量亦很小。對于玻璃、陶瓷等易碎材料,用普通的金屬刀片無法切割,但用水刀卻可以很好的切割。
▲ 高壓水流清洗地面的油污。
由于水刀具有很高的動能,除了用于切割之外,還可以用于金屬材料的除銹、除垢及清洗。像各種表面凹凸不平的金屬板材、金屬管件等都可以用水刀來清除其表面的污物。
水滴石穿,這個成語大家很熟悉,柔軟的水,只要有足夠的沖擊力,就能把石頭擊穿。好比爆炸,氣體急速膨脹,也能把房子甚至鋼罐炸毀。
水切割的原理就是高壓下水流產生速度,形成超高速的所謂的“水刀”。
現在切割鋼板用的水切割叫水刀,高壓水切割的“發現”起源于蘇格蘭,經過100年的試驗研究,才出現了現在常見的工業高壓水切割系統。這種“水刀”不僅能切割鋼板,而且連切割質量的精度還超過了金屬刀具。
超高壓水切割是一種能產生高壓的發生器,給水施加幾百甚至幾千個大氣壓,再讓水從一個直徑僅十分之幾毫米的紅寶石噴嘴中噴出,形成的水柱就是力量很大的高壓水流。這種高壓水的速度每秒高達近千米,能代替金屬刀具做精密的切割。
水切割屬于冷切割,不會改變材料的物理化學性質,而且水切割可以對任何材料進行任意曲線的一次性切割加工,切割時產生的熱量會立即被高速流動的水射流帶走,并且不產生有害物質,材料無熱效應,應用十分廣泛。
因此,水能切割剛板,主要就是其超強的壓力作用,這種壓力堪比大炮。而作用在很細的噴嘴上,那就是鋒利的切割刀片了。
水,雖是至柔,也能至剛。
物盡其用在水這種物質上表現得淋漓盡致
水那么軟,為什么能切割鋼鐵?我國水刀的最大壓強420MPa!水被人類譽為生命之源,地球表面大約72%的部分都被其覆蓋,更是我們時刻呼吸的空氣中的重要組成部分。從飲用水到農業灌溉,水可以說是我們日常生活中最為常見的一種物質。但并沒有多少人對水有足夠深入的了解,尤其是它在現代科學技術的利用下所發揮的重大作用。
古人云:“繩鋸木斷,水滴石穿?!?,意喻即便是再細微的力量,只要堅持不懈便能成就難能的功勞。而當代人則研究出了以水為刀的高壓水射流切割技術,也就是最理想的冷切割機具水刀?;蛟S,對于很多不曾從事相關工作的人而言,可能會覺得水如此柔軟的物質,怎么可能將堅硬無比的鋼鐵等材料切割開!
水切割-最理想得切割機具
事實上,切割的方法有很多種,除了冷切割之外,還有摩擦切割發、切削法、化學法和電燒蝕切割法。而我們今天需要了解的是冷切割這種特殊的切割方法,在此類切割方法實施的過程中,可以在保持原來材料特性的基礎上不產生高溫(一般在40攝氏度以下)。
雖然,有不少的切割工具都能達到冷切割作業的基本目的,比如:液壓水冷切割鋸、線切割、水切割、水冷切割鋸、水冷鋸片切割機等。但是,當切割環境周圍存在易燃易爆物品的時候,則會將冷切割的作業要求進一步提高。在切割機具的選擇上,有不少人都存在安全切割作業上的誤區,倘若將燃油機切割鋸和液壓鋸當作安全的冷切割機具,便是非常危險的一件事。
在所有切割機具中,水切割才是最理想的切割機具,它包含了低壓水切割和超高壓水切割兩種主要類別。這是兩種完全不同的水切割,而真正意義上安全的冷切割機具,則非低壓水切割具莫屬。因為另一種高壓水切割,很可能會導致射流和高壓沖擊高速摩擦,而該過程中產生的靜電則會為作業帶來危險。
在實施安全切割作業的時候,我們是無法徹底消除環境中的靜電的,能做的只有將其控制在不會導致易燃易爆物品被引爆的范圍之內。而整個切割過程,也需要盡量保持切割沖擊力較小,從而使得靜電和溫度都在這個切割的過程中被摩擦吸收。
以水為刀-高壓水射流切割技術
在2011年之前,水刀都是一種不太被人重視的機械產品。究其原因,則主要因為這是一種新技術帶來的機械產品,不同于一般電子產品濃厚的科技感和技術神秘感。直到水刀有了更小、更安全的類型,并不再局限于非危險領域使用的尷尬境地時才得以被更多人所熟知。而以水為刀的水刀,其原名實為高壓水射流切割技術。
水刀被青睞的根本原因,就在于這種冷切割方式不會導致材料的物理化學性質發生改變。很多切割方法的應用都會因為材料品種而受到限制,但任何材料都能夠通過水刀,實現任意曲線上的一次性切割加工。不管是在玻璃勛和陶瓷行業,還是金屬和石材等行業,水刀都已經被人們廣泛應用。
而我國水刀的最大壓強,更是達到了420MPa,就連5軸水刀也日趨成熟。在水刀進行作業過程中所產生的熱量,并不會對生產過程帶來危險,而是被高速流動的水射流一并帶走。整個過程更不會有其他有害物質的產生,冷態切割可以讓材料不產生熱效應。
并且,被切割好的材料也不需要、也更容易進行二次加工。簡而言之,水切割是一種適用性特別強大的切割方式,而高效率、快速度,以及環保和安全,都是它最大的優勢和基本特性。當然,水刀也會根據不用的劃分依據被分為不同的種類。比如,從壓力屬性這個角度來說,水刀可以分為200MPa以上的超高壓型、100MPa以上的高壓型,以及100MPa以下的低壓型。
而小型水切割和大型水切割(設備的大?。?、非安全切割類和安全切割類(安全切割)、后混式和前混式(技術原理)、加沙切割和無沙切割(加沙情況),以及龍門式和懸臂式(機械結構),其實都是從不同的角度對水刀進行了分類。
切割比較-不同于其他方式的水切割
首先,我們可以將水切割和等離子切割進行比較。屬于冷態切割的水切割不僅沒有過多的熱量、不會導致變形,而且良好的切割面質量避免了不必要的二次加工;而切割精度較低、切割過程中有明顯的熱效應,以及被切割的表面不利于二次加工,這些都是等離子切割最大的特點。
線切割和水切割是兩種不同的方式,當我們對比它們對金屬進行加工的時候會發現,線切割雖然擁有更高的精度,但緩慢的切割速度,同時還會導致切割尺寸受到很大的限制;而水切割的加工尺寸余地則大了很多,不管是對什么材料進行切割或打孔,都具有特別快的速度。
相信很多人對激光切割都不陌生,在對薄鋼板和部分非金屬材料的切割的時候,它可以擁有較快的速度和較高的精度。然而,卻無法做到不在切縫處引起熱效應和弧痕,更不能實現對鋁和銅等有色金屬、合金和較厚金屬板材的切割。
雖然人類一直試圖通過大功率激光發生的研究,從而解決激光切割的局限性,但這卻需要耗費大量的投入。水切割就不同了,它不僅僅只需要較低的運行成本,更可以覆蓋更廣泛的材料切割范圍,就連它的操作效率和維修都特別方便。水切割材料的成品率高,還可以高精度標準實現任意曲線的切割加工。
不管是水射流的流量還是壓力,我們都可以很方便的進行調節,不僅沒有特殊的清潔處理要求,更不會造成二次污染。所以,不管是從切割材料的覆蓋范圍、切割精度的把控、切割要求的實現,還是出于對地球環境的重視,水切割都無疑是生產過程中最理想的切割機具類型。
到此,以上就是小編對于光用水做金屬材料的問題就介紹到這了,希望介紹關于光用水做金屬材料的1點解答對大家有用。