Mesin Pemotong Air Bertekanan Tinggi: Gambaran Umum

I. Gambaran Umum

1. Prinsip Pemotongan Air Bertekanan Tinggi

Prinsip pemotongan air bertekanan tinggi adalah menekan air ke tekanan ultra-tinggi 100 ~ 400MPa, dan kemudian mengalirkannya ke benda kerja yang akan dipotong melalui lubang throttle (Φ0,15 ~ Φ0,4mm) pada 2 ~ 3 kali kecepatan suara, mengubah energi potensial air menjadi energi kinetik jet air, dengan kecepatan aliran hingga 900 m / s atau lebih. Dengan memanfaatkan dampak dari semburan air padat berkecepatan tinggi dan berenergi tinggi, seperti pisau tajam, alat ini melakukan pemotongan.

Kisaran bahan yang dapat dipotong dengan teknologi pemotongan air bertekanan tinggi sangat luas, mampu memotong banyak bahan yang tidak dapat atau sulit dipotong dengan metode pemotongan konvensional, seperti berbagai logam dan paduannya (baja tahan karat, titanium, aluminium, tembaga, dll.), bahan keramik, kaca, batu, kayu, kayu lunak, plastik, karet, bahan komposit berlapis-lapis, bahan sarang lebah, dan beton, dll.

2. Klasifikasi Pemotongan Air Bertekanan Tinggi

(1) Jenis air murni.

Terutama digunakan untuk memotong bahan non-logam, dengan peralatan sederhana dan biaya rendah, tetapi juga kemampuan pemotongan yang lebih rendah.

(2) Tipe abrasif bertekanan tinggi.

Partikel abrasif ditambahkan ke dalam semburan air, dan setelah pencampuran, membentuk semburan air abrasif. Semburan air berfungsi sebagai pembawa untuk mempercepat partikel abrasif. Karena massa yang besar dan kekerasan yang tinggi dari bahan abrasif, energi kinetik jet air abrasif sangat meningkat, menjadikannya metode utama untuk memotong logam.

Air bertekanan tinggi dan bahan abrasif dikirim ke cutting gun melalui pipa, dicampur di ruang pencampuran cutting gun, dan kemudian disemprotkan keluar dari nozzle, dengan tekanan air biasanya antara 100 ~ 400MPa.

(3) Tipe abrasif bertekanan rendah.

Air dan bahan abrasif dicampur terlebih dahulu di dalam tangki penyimpanan bertekanan, kemudian bubur abrasif campuran dikirim ke nosel pistol pemotong untuk disemprotkan, dengan tekanan air yang relatif rendah, biasanya antara 20 ~ 100MPa.

3. Karakteristik pemotongan air bertekanan tinggi

(1) Kenaikan suhu di area pemotongan sangat kecil, suhu pada potongan di bawah 100 ° C, tidak ada deformasi termal atau zona yang terpengaruh panas pada benda kerja, sehingga bahan dan sifat bahan yang dipotong tidak berubah.

(2) Kualitas potongan yang tinggi, tanpa gerinda, terak yang menggantung, permukaan pemotongan vertikal, rata, dan memiliki tingkat kehalusan yang tinggi.

(3) Lebar potongan relatif kecil. Selama pemotongan air murni, diameter semburan air antara 0,1 ~ 0,5 mm; bukaan nosel untuk tipe abrasif sekitar 1,2 ~ 2,5 mm.

(4) Pemotongan dapat dimulai atau dihentikan pada titik mana pun pada benda kerja.

(5) Tidak menghasilkan gas atau debu yang berbahaya bagi kesehatan manusia.

(6) Dapat digunakan di tempat yang melarang keras adanya nyala api terbuka.

Masalah utamanya adalah kebisingan yang terlalu keras, mencapai 98~106dB, dengan frekuensi puncak kebisingan pada 2~3kHz, yang cukup keras, oleh karena itu operator harus mengenakan penutup telinga.

II. Komposisi Pemotong Jet Air Bertekanan Tinggi

Pemotong jet air bertekanan tinggi umumnya terdiri dari generator air bertekanan tinggi, pistol pemotong dan nosel, perangkat penggerak, perangkat pengolahan air, dan tangki penampung air, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.

1 - Hopper Kasar
2 - Kasar atau Bubur
3 - Saluran Masuk Kasar
4 - Benda kerja
5 - Tangki Pasokan Bubur Kasar
6 - Tangki Penampung Air
7 - Nosel Kasar
8 - Nosel Air
9 - Pistol Pemotong
10 - Air Bertekanan Tinggi
11 - Pompa Tekanan Sangat Tinggi
12 - Saluran Masuk Air

1. Perangkat Penghasil Air Bertekanan Tinggi

Umumnya, booster digunakan untuk meningkatkan air bertekanan tinggi yang dipasok oleh pompa dari 20 ~ 32MPa ke tekanan ultra tinggi 100 ~ 400MPa.

2. Pistol Pemotong dan Nozzle

Diagram skematik struktural dari pistol pemotong dan komponen nosel ditunjukkan pada Gambar 2. Nosel jenis air murni sebagian besar terbuat dari berlian atau safir, dengan struktur sederhana, dan lubang nosel berbentuk silinder lurus, dengan diameter 0,1 ～ 0,5 mm.

a) Jenis air murni
b) Tekanan tinggi dengan tipe abrasif
c) Tekanan rendah dengan tipe abrasif
1-Air bertekanan tinggi
2-Penyegelan paking
3-Nosel air
4-Abrasif
5-Ruang pencampuran
6-Nosel abrasif
7-Air bertekanan tinggi yang dicampur dengan bahan abrasif
8 Semua badan pistol pemotong
9 Nosel

Struktur tipe abrasif (tekanan tinggi) relatif rumit, di mana bahan dan bukaan nosel air sama dengan tipe air murni, sedangkan nosel abrasif umumnya terbuat dari paduan keras seperti tungsten karbida. Saluran nosel terdiri dari dua bagian, bagian atas berupa kerucut dengan lancip yang berubah secara perlahan, dan bagian bawah berupa silinder lurus yang sangat panjang, dengan bukaan 1 ~ 2mm. Nosel yang digunakan dalam bentuk abrasif pra-campuran bertekanan rendah (lihat gambar 2c) juga terbuat dari tungsten karbida, tetapi bagian kerucutnya lebih pendek.

3. Perangkat penggerak

Biasanya mengadopsi meja kerja yang bergerak di sepanjang sumbu X dan pistol pemotong yang bergerak di sepanjang sumbu Y. Kecepatan mengemudi maksimum sekitar 50m / menit. Akurasi pemosisian dapat mencapai ± 0,1 mm, dan akurasi pengulangan ± 0,03 mm. Selama proses pemotongan, untuk menjaga jarak yang relatif stabil antara nosel dan benda kerja, perangkat penyesuaian otomatis ketinggian kapasitif umumnya dilengkapi saat memotong logam.

4. Perangkat pengolahan air

Termasuk penyaringan dan pengolahan kimia. Setelah menyaring partikel tersuspensi di dalam air yang lebih besar dari 0,45μm, pertukaran ion atau reverse osmosis digunakan untuk pengolahan kimiawi guna menghilangkan senyawa lain yang tidak diinginkan di dalam air.

5. Tangki penampung air

Digunakan untuk memulihkan air dan bahan abrasif yang dikeluarkan. Karena semburan air yang dikeluarkan dan bahan abrasif masih memiliki sisa energi kinetik dan kebisingan, maka bola logam biasanya ditempatkan di tangki penampung air untuk menyangga.

6. Kekerasan dari beberapa bahan abrasif

(lihat tabel1)

Tabel 1 Kekerasan Berbagai Jenis Abrasif

III. Parameter Proses Pemotongan Air Bertekanan Tinggi

Tabel 2 Parameter Proses untuk Pemotongan Air Bertekanan Tinggi yang Kasar pada Material Logam

Catatan: Nilai aperture nozzle adalah diameter nozzle tipe air murni/diameter nozzle tipe abrasif.