加砂水刀和純水水刀有幾處不同的地方,但大體相似。在純水水切割機(jī)在切割的過程中,由超音速水流侵蝕材料。而在加砂的情況下中,它的特別之處是由水射流加速砂料顆粒,然后由這些顆粒(而非水)侵蝕材料。加砂水刀的能力比純水水刀強(qiáng)大成百上千倍。純水水刀和加砂水刀都有其用武之地。純水水刀可切割軟質(zhì)材料,而加砂水刀則切割硬質(zhì)材料,如鋼材、石材、復(fù)合材料和陶瓷。使用標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)的加砂水刀能夠切割硬度等于(甚至稍稍超過)氧化鋁陶瓷(常常稱作礬土,AD 99.9)的材料。我們將在下面介紹加砂水刀的特點(diǎn),以及加砂水刀切割刀頭的工作方式。
加砂水刀的特點(diǎn)有以下幾點(diǎn):
1.它是一種極為通用的技術(shù)
2.無HAZ
3.無機(jī)械應(yīng)力
4.方便于編程
5.噴射出的水流細(xì)(直徑 0.020 到 0.050 英寸)
6.可切割非常復(fù)雜的幾何形狀
7. 可以進(jìn)行薄材料切割
8.10 英寸厚度切割
9.可以進(jìn)行堆積切割
10.材料切割損失非常少
11.夾具簡單
12.它的切割力小(切割時(shí)低于 1 磅)
13.實(shí)際上對(duì)幾乎所有加砂水刀作業(yè)都只需設(shè)置一次
14.它還可方便地從單切割刀頭切換到多切割刀頭
15.可快捷地從純水水刀切換為加砂水刀
16.能做到減少了輔助操作
當(dāng)然每臺(tái)加砂水刀都包括純水水刀。在生成純水射流之后操作人員再去進(jìn)行加入砂料。實(shí)際上砂料顆粒沿刀管被加速,就像子彈那樣。
值得我們注意的是加砂水刀切割所用的砂料是經(jīng)專門篩選、大小一致的硬砂。最常用的砂料是石榴石。實(shí)際上石榴石質(zhì)硬、強(qiáng)度高并且便宜。像五金店中的粉紅色砂紙一樣,不同的大小用于不同的工作,分為以下三點(diǎn):
1.120 Mesh-產(chǎn)生平滑的表面
2.80 Mesh-最常用,一般性用途
3.50 Mesh-切割速度比 80 Mesh快一點(diǎn),但表面稍稍粗糙一些
值得我們注意的是刀管就像步槍槍管那樣加速砂料顆粒。實(shí)際上類似噴嘴,刀管有許多不同的尺寸和使用壽命。刀管大約長 3 英寸, 直徑 1/4 英寸;還有就是內(nèi)徑范圍從 0.020 到 0.060 英寸,最常用的是 0.040 英寸。
盡管加砂的水射流設(shè)備經(jīng)常的被視為操作簡單的可靠設(shè)備,但是刀管需要得到操作員的關(guān)注。水刀技術(shù)的主要進(jìn)展就是發(fā)明了壽命很長的刀管。在此我們應(yīng)該知道的時(shí)候長壽命刀管比過去那種碳化鎢管脆弱得多。如果切割刀頭碰到了夾具、重物或目標(biāo)材料,刀管有可能破裂。實(shí)際上破裂的管子無法修復(fù)。目前,最先進(jìn)的系統(tǒng)配有防碰撞探測(cè)裝置,以保護(hù)刀管。
刀管與目標(biāo)材料的間距通常為 0.010 到 0.200 英寸。間距較大時(shí)(大于 0.080 英寸)會(huì)導(dǎo)致零件切割邊緣出現(xiàn)霧化。很多水刀系統(tǒng)利用水下切割或其它技術(shù)來降低或消除這種霧化。
加砂水刀切割的過程中它的耗材包括了:純水、砂料、噴嘴(通常是紅寶石)以及刀管。