高压水射流技术的发展大致可分为4个阶段:60年代处于以低压水射流矿为主的初朝阶段,同时以静压试验和化工流程为主要目的的高压泵、增压器和高压管件(统称高压设备)的研制取得了许多商品化成果(它们的介质主要不是水),这为高压水射流技术的到来奠定了基础;70年代主要针对采煤机、清洗机开展了水射流工业试验,这时期的主攻方向是提高以水为介质的高压动设备的压力和可靠性,同时开发多种形式的射流,尤其自1972年开始两年一届的英国流体机械研究集团(BHRG)主办的国际承射流技术会议(lnrernationalConference on J etting Techno"logy)、自1981年开始两年一届的美国水射流技术协会(WJTA)主办的美国水射流技术会议(American WaterJetConfcr-ence)和自1990年开始两年一届的国际水射流协会(ISWJT)和日本水射流协会(JSWJT)主办的亚太国际水射流技术会议(PacificRim Iri-ternational Conference on Waler JetTechnology)等,极大推动了国际水射流界的交流与发展。
什么是水切割
纯高压水束的能量足够把一些软质材料,如硅酸钙板、塑料、木材、橡胶、泡沫制品切断。这就是所谓“纯水切割”。
为了切割硬质或复合材料,需要在水束里加进磨料(即石榴石),即在高压水从喷嘴喷射出来之后,利用真空把磨料(水切割选用60?80目的石榴石砂)吸进来,水和砂混合后在砂管内聚焦,射向工件。用“带磨料切割”几乎可以切割所有100mm以下的材料。
射流一旦离开喷嘴,它的凝聚段不会太长。对此,射流的速度尤为重要。水经过泵送获得了压力,压力首先驱动水自泵至喷嘴,又使其以给定的速度通过喷嘴。在此期间,水流与管壁的摩擦形成了主要的压力损失,同时水流也因经过不同形状的流道以其湍流形成压力损失。当射流到达靶件时,射流以其速度形成的能量转变成冲击压力作用在欲工作的表面上。业已发现,打击在靶件上的射流流量和流速对这种转变效应非常重要,它们决定了到达靶件的射流功率和射流的作业效率,而泵控制着射流的流量,喷嘴出口截面面积控制着射流流速。当然,自喷嘴至靶件的距离,也就是靶距,以及喷嘴与靶件的相对位移速度,也是影响射流作业的重要参数。