고압 물 절단기: 개요

I. 개요

1. 고압 물 절단 원리

고압 워터 커팅의 원리는 물을 100~400MPa의 초고압으로 가압한 후 스로틀 오리피스(Φ0.15~Φ0.4mm)를 통해 절단 대상물에 음속의 2~3배 속도로 분사하여 물의 위치 에너지를 워터 제트의 운동 에너지로 변환시켜 최대 900m/s 이상의 유속으로 분사하는 방식입니다. 날카로운 칼날처럼 고속, 고에너지의 고밀도 워터젯의 충격을 이용해 절단을 수행합니다.

고압수 절단 기술로 절단할 수 있는 재료의 범위는 매우 넓어 다양한 금속 및 그 합금(스테인리스 스틸, 티타늄, 알루미늄, 구리 등), 세라믹 재료, 유리, 석재, 목재, 연목, 플라스틱, 고무, 다층 복합 재료, 벌집 재료, 콘크리트 등 기존 절단 방법으로는 절단할 수 없거나 절단하기 어려운 많은 재료를 절단할 수 있습니다.

2. 고압 물 절단 분류

(1) 순수한 물 타입.

주로 비금속 재료 절단에 사용되며, 장비가 간단하고 비용이 저렴하지만 절단 능력도 낮습니다.

(2) 고압 연마 유형.

연마 입자가 워터젯에 추가되고 혼합 후 연마 워터젯을 형성합니다. 워터 제트는 연마 입자를 가속하는 운반체 역할을 합니다. 연마재의 질량이 크고 경도가 높기 때문에 연마 워터 제트의 운동 에너지가 크게 증가하여 절단을위한 주요 방법이됩니다. 금속.

고압의 물과 연마재는 파이프를 통해 커팅 건으로 전달되어 커팅 건의 혼합 챔버에서 혼합된 후 노즐에서 분사되며, 수압은 보통 100~400MPa입니다.

(3) 저압 연마 유형.

물과 연마재는 가압 저장 탱크에서 미리 혼합된 다음, 혼합된 연마재 슬러리가 커팅건의 노즐로 보내져 보통 20~100MPa의 비교적 낮은 수압으로 분사됩니다.

3. 고압 물 절단의 특성

(1) 절단 영역의 온도 상승이 매우 적고 절단 온도가 100°C 미만이며 공작물에 열 변형이나 열 영향 영역이 없으므로 절단되는 재료의 재료 및 특성이 변경되지 않습니다.

(2) 버, 슬래그가 매달려 있지 않고 절단 표면이 수직이고 평평하며 높은 수준의 부드러움을 가진 고품질 절단.

(3) 절단 폭이 비교적 작습니다. 순수한 물 절단시 워터 제트의 직경은 0.1 ~ 0.5mm 사이이며 연마 형의 노즐 구경은 약 1.2 ~ 2.5mm입니다.

(4) 공작물의 어느 지점에서나 절단을 시작하거나 중지할 수 있습니다.

(5) 인체에 유해한 가스나 먼지를 발생시키지 않습니다.

(6) 화기가 엄격히 금지된 장소에서 사용할 수 있습니다.

가장 큰 문제는 소음이 너무 커서 98~106dB에 이르며, 최대 소음 주파수가 2~3kHz로 매우 거칠기 때문에 작업자는 귀마개를 착용해야 한다는 것입니다.

II. 고압 워터젯 커터의 구성

고압 워터젯 커터는 일반적으로 그림 1과 같이 고압 워터 제너레이터, 커팅 건 및 노즐, 구동 장치, 수처리 장치, 집수 탱크로 구성됩니다.

1 - 연마재 호퍼
2 - 연마제 또는 슬러리
3 - 연마재 입구
4 - 공작물
5 - 연마제 슬러리 공급 탱크
6 - 물 수집 탱크
7 - 연마 노즐
8 - 물 노즐
9 - 커팅 건
10 - 고압수
11 - 초고압 펌프
12 - 물 주입구

1. 고압 물 생성 장치

일반적으로 부스터는 펌프가 공급하는 고압의 물을 20~32MPa에서 100~400MPa의 초고압으로 높이기 위해 사용됩니다.

2. 커팅 건 및 노즐

커팅 건과 노즐 구성품의 구조 모식도는 그림 2에 나와 있습니다. 순수형 노즐은 대부분 다이아몬드 또는 사파이어로 만들어지며 구조가 단순하고 노즐 구멍은 직경 0.1 ~ 0.5mm의 직선 원통형입니다.

a) 순수한 물 유형
b) 연마제 타입의 고압
c) 연마제 타입의 저압
1-고압 물
2-실링 개스킷
3-워터 노즐
4-마모성
5-믹싱 챔버
6-연마 노즐
7-연마제와 혼합된 고압 물
8 모든 커팅건 본체
9 노즐

연마형(고압)의 구조는 비교적 복잡하여 물 노즐의 재질과 구경이 순수형과 동일한 반면, 연마 노즐은 일반적으로 텅스텐 카바이드와 같은 경질 합금으로 만들어집니다. 노즐 채널은 두 부분으로 구성되며, 상부는 천천히 테이퍼가 변하는 원뿔이고 하부는 매우 긴 직선 실린더이며 조리개는 1~2mm입니다. 저압 사전 혼합 연마재 형태로 사용되는 노즐(그림 2c 참조)도 텅스텐 카바이드로 만들어졌지만 원뿔 부분이 더 짧습니다.

3. 드라이브 장치

일반적으로 X축을 따라 움직이는 작업대와 Y축을 따라 움직이는 커팅 건을 채택합니다. 최대 구동 속도는 약 50m / 분입니다. 위치 정확도는 ± 0.1mm에 도달 할 수 있으며 반복 정확도는 ± 0.03mm입니다. 절단 과정에서 노즐과 공작물 사이의 비교적 안정적인 거리를 유지하기 위해 일반적으로 금속 절단시 용량 성 높이 자동 조정 장치가 장착됩니다.

4. 수처리 장치

여과 및 화학 처리를 포함합니다. 0.45μm보다 큰 물 속의 부유 입자를 걸러낸 후, 이온 교환 또는 역삼투압을 통해 화학 처리를 하여 물 속의 다른 바람직하지 않은 화합물을 제거합니다.

5. 집수 탱크

배출된 물과 연마재를 회수하는 데 사용됩니다. 분사된 워터젯과 연마재에는 여전히 운동 에너지와 소음이 남아 있기 때문에 일반적으로 집수 탱크에 금속 볼을 배치하여 완충합니다.

6. 여러 연마재의 경도

(표1 참조)

표 1 다양한 연마재의 경도

III. 고압수 절단 공정 파라미터

표 2 금속 재료의 연마성 고압 물 절삭을 위한 공정 파라미터

참고: 노즐 구경의 값은 순수한 물 타입 노즐의 직경/연마제 타입 노즐의 직경입니다.