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摘要：高压水射流切割是一种较为常见的技术，这种冷切割技术较之传统切割方式而言，具有十分突出的优势特点，被广泛应用在生产加工领域中。由此，本文主要就高压水射流切割加工技术及其应用展开分析，结合实际情况，客观阐述该技术在工业、医学和航天等众多领域的应用成效，并根据该技术内部的各项切割参数展开分析，探讨对加工质量产生的影响，从而有针对性提出合理改善措施，以求更好的发挥高压水射流切割加工技术优势，为后续工艺优化提供参考。
关键词：高压；水射流切割；加工技术；应用
高压水射流切割加工技术主要是利用液体增压的原理，通过特定装置将水压转化为动能，形成高速射流。这种高压水射流技术是近些年才逐渐兴起的一种新式技术，较之传统技术而言具有十分突出的优势特点，被广泛应用在煤炭、航空、医学、交通、建材、机械以及冶炼等众多领域，主要是对材料切割加工处理。高压水射流作为一种新型的切割工具，较之传统的切割技术而言是唯一的一种冷切割方法，优越性十分突出。由此看来，加强高压水射流切割加工技术和应用研究是十分有必要的，对于后续理论研究和实践工作开展具有一定参考价值。
一、高压水射流切割加工技术优势和缺陷
高压水射流切割加工技术作为一种新式切割技术，以其独特的优势被广泛应用在众多行业，之所以获得人们如此的青睐，也正是由于高压水射流切割加工技术有着其他技术无法媲美的优势，具体表现在以下几个方面：（1）加工成本低，对周边环境不会产生污染。主要是由于高压水射流切割加工技术工作介质是水，所以成本较低，而且在切割过程中，高压水射流切割加工技术所使用的装置喷嘴直径小，所以不会浪费过多的水资源，一般情况下是不会对周围环境产生污染的。（2）加工能力强，并且适应范围较广。该技术能够适应于不同材料的切割加工处理，通过高压软管连接切割头和辅助设备，这样能够促使设备使用更加灵活，满足更多种情况的切割加工需求。该技术在国外发展较为成熟，已经逐渐出现了机器人除锈和清洗的设备，应用范围更加广阔[1]。此外，高压水射流可以根据切割材料自身的硬度和强度来调整切割压力，在医学领域上应用能够更好的将血管和病变组织分离开。（3）高压水射流切割物体时，会在周边行程较高的局部传热率，这样能够有效降低被切割物体温度，并且在切割过程中温度不会过快升高，所以说高压水射流切割过程中不会产生热变形，影响被切割材料自身原有性能。（4）不会产生附加应力变形。高压水射流切割加工技术是无接触切割，切割过程中反作用力小，能够有效规避零件变形，确保切割质量。（5）切口整齐，提高材料利用效率。高压水射流切割物体时，不会产生过大切口，并且能够结合实际要求精准控制，充分利用材料，提升材料利用效率。（6）切割设备不会出现磨损。高压水射流切割属于非接触切割技术，所以在切割过程中不会同材料接触，造成切割设备的磨损问题出现[2]。但是该技术同样也存在缺陷，消耗较高，部分设备零件质量不高。
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二、高压水射流切割加工技术的应用
（一）应用范围
高压水射流切割由于自身特性，具有高速射流特点，以其独特的优势被广泛应用在强度和硬度较高的材料切割中，包括一些切割很容易破碎的材料，诸如陶瓷、合金、白口铸铁以及模具钢等众多材料。除了最基本的切割以外，还可以适当的降低压力，这样还能够应用在一些清洗和强化处理方面。在国外，高压水射流切割技术在很多领域上均有所应用，涉及层次较广是我国远远不及的，包括医学、军工、电子、国防、建筑、兵器和航天等等[3]。
（二）在公路行业中的应用
我国由于水泥资源较为丰富，所以多数公路均是水泥砼路面，这种材料的路面具有强度高、荷载能力强的优势特点，使用寿命更长，被广泛应用在高级和次高级路面中。水泥砼路面由于自身强度较大，所以产生的缺陷问题通过沥青砼存在明显的差异，如何能够更加有效的处理水泥砼路面病害问题，成为当前首要的工作方向之一[4]。水泥砼路面如果在局部出现损坏后，后续的修理工序需要尽可能的降低对周边未损坏公路的前提下，对破损路面进行及时有效的修补。一般情况下，水泥砼路面采用机械修理方式，利用重锤砸板和锯片切割等方式，利用这种方法需要高强度的劳动，并且工作环境十分恶劣，很容易造成原本已经修复的路面再次出现裂缝问题，加剧里面的损坏程度，并且会加剧设备维修成本。而通过高压水射流切割技术则能够有效避免设备磨损加剧成本，还能够在保证切割作业的同时，不会对周边路面产生影响，切割效率更加可观。
（三）在工业中的应用
在工业中应用高压水射流切割技术较为广泛，能够满足多种操作需求。伴随着工业的快速发展，相应涌现出了大量的新式材料，这些材料对于加工技术提出了更高的要求，诸如，航空领域中的新式碳纤维复合材料、钛合金和塑料玻璃等，这些材料在不同程度上存在着切割质量问题。对于一些高强度的材料，在切割中如果采用激光切割，会造成切口处形成热影响区，对材料原本的结构性质产生影响，所以必须要要消除这种影响才能保证切割质量和效率。在碳纤维复合材料切割中，如果采用传统高速切割方法，那么这种碳纤维复合材料很容易缠绕在刀具上，影响设备的正常使用[5]。
高压水射流切割则拥有十分突出的优势特点，作为唯一一种冷切割方法，在切割过程中不仅不会形成热感应区影响材料性质，还能够保证切口处的平整、光滑，加之高压水射流切割所用的材料是水，所以成本低廉，不会对生态环境产生污染。尤为重要的是，这种方法同机械手结合起来，能够满足更难切割的需求。当前在工业领域中使用的高压水射流切割主要包括磨料水射流和纯水射流，磨料水射流技术可以说是纯水射流技术的升级版。通过纯水射流可以发挥清洁和去除毛刺的作用，适当的调节水压强度，保持在100MPa以上，可以对软材料进行切割加工处理。对于一些硬度较高的材料而言，喷嘴射出的水压还不够，所以直到上个世纪八十年代，为了改善这一弊端，将磨料注入高压泵和加速喷嘴之间水流中，这样水射流就具有锯条的特性，切割强度得到显著提升，能够更好的满足合金、陶瓷以及碳化金属材料的切割需求。
在工业中应用磨料水射流切割技术主要包括前混合式磨料切割和后混合式磨料切割，这两种方法本质上并无十分显著的区别，不过在于磨料加入税种方式不同，相应的磨料切割效果也存在一定差异。
结论
综上所述，尽管较之国外我国的高压水射流切割加工技术还不够完善，但是经过大量实践和应用，逐渐积累了丰富的经验，同时从国外引进了一系列高档次的高压水射流切割装备系统，应用在强度高、难度大的材料切割上，能够有效解决以往切割精度不够、加工效率低的问题，具有十分深远的意义。
参考文献：
[1]李明毓，杨立新，何志勇等.高压水射流切割加工技术及其应用[J].公路与汽运，2012，11（1）：128-130.
[2]明星，杨佩.浅析高压水射流加工技术及应用[J].装备制造技术，2013，12（12）：241-242.
[3]孙旭东.高压水射流切割系统关键技术研究[D].华中科技大学，2013.
[4]王正，孙友富，姜阳春等.数控超高压水射流切割技术在木材加工中的应用[C].//2007全国木材加工技术与装备发展研讨会论文集.2013：25-32.
[5]朱海南，刘松，于冰等.高压水射流技术在航空发动机上的应用[C].//2010航空航天数控加工技术交流会论文集.2012：82-84.
论文作者:张鹏
论文发表刊物:《基层建设》2016年10期
论文发表时间:2016/8/2
标签：高压论文; 水射流论文; 技术论文; 加工论文; 材料论文; 路面论文; 磨料论文; 《基层建设》2016年10期论文;