水刀是怎么把钢板切开的

机极级技 · 发表于 2022-12-29 13:40:24

什么是水刀

水刀也叫水切割，或者高压水射流切割技术，通过对水加压后以水为刀，切割物体的技术，最早用于航天航空工业，由于有其不改变被切割物品的物理化学性能，速度快，效率高，成本低等优点，现在广泛被应用于纤维，金属，陶瓷，玻璃，复合材料等行业中产品的切割。

水不仅有柔的一面，也有刚的一面，所以在中国古代就有滴水穿石的说法，认为世界上最锋利的物质就是水，再坚固的东西在水滴长年累月的拍打下都会被改变，也许是从这里得到了灵感，人们就开始用水来切割那些坚硬的物体。

这项技术最早被应用于采煤，采矿中，将水增压后形成高压水流，但这个水的压力相对还是比较小，像现在经常看到环卫工人使用水流清理路面上的小广告一样，相对来说水流压力并没有多大。

水刀的发展

上世纪40年代，美国人将水增压后从设计的细小喷嘴高速流出，并且能用于工业加工，也证明了水刀有较大的切割能量，这也是真正意义的水刀。

后来苏联人将水切割的压力增加到200MPa，能切割的物体就更多了。

到60年代末，开始在高压水流中增加金刚砂，石英砂等磨料，这样水刀的威力就更加巨大了，几乎可以切割任何坚硬的物体。

进入新世纪后，水刀的发展和应用更加迅猛，已经改变了整个切割加工行业，更是在向智能化发展，现在已经出现了三轴，四轴，五轴甚至机器人水切割。

水刀利用超高压技术可以将普通的自来水加压到300MPa ~ 500MPa压力，然后再通过内孔直径约0.05毫米的喷嘴喷射出来，形成速度约为800 ~ 1000米/秒的高速射流，该射流具有很高的能量，可用来切割软性材料，如果再在射流中加入适量的磨料，则几乎可以用来切割所有的软硬材料，因此，毫无疑问，水刀是目前世界上最锋利的“刀”。

水刀切割时产生的热量会立即被高速流动的水射流带走，并且不会产生有害物质，材料无热效应，还可实现任意曲线的切割加工。

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水刀能够切割什么主要是由水压决定的，将水加压到30MPa以上就是低压水刀，可以进行一些简单的切割工作，加到100MPa就成了高压水刀，能满足大多数的切割工作，水压超过200MPa就是超高压水刀，甚至可以切开金刚石，并且切割的宽度只有几毫米，目前最高的切割压力可达到600MPa，国内的商业水切割设备一般运行压力在200MPa ~ 400MPa左右，最高达到了420MPa。

水刀工作原理

水要达到切割的压力，就需要增压泵给水加压，以达到想要的压力，从油泵出来的低压油，推动柱塞式液压缸往复运动将水增压。

另一方面，供水系统将水经过净化处理，然后由水泵打出低压水，进入增压器的低压水被增压后，压力升高，由于高压水是经过增压泵不断往复压缩后产生的，而增压泵的活塞又是往复运动的，就会造成喷嘴发出的水射流压力不稳定，为了满足稳定的高压水射流，就需要将产生的高压水存入一个蓄能器中，再由蓄能器向喷嘴供应稳定的水射流。