Резка металла водой под давлением какое давление

Содержание

Принцип действия установки для гидроабразивной резки

Во время процесса резки принципиально придерживаться определенных характеристик и соблюдать правила использования станком. Тут принципиально, какое давление воды употребляется, какой расход, скорость струи, количество подаваемого абразивного материала.

  • 1 – подача воды;
  • 2 – сопло;
  • 3 – абразивный материал;
  • 4 – смесительное устройство;
  • 5 – кожух;
  • 6 – струя воды и абразива;
  • 7 – обрабатываемый материал.

Процесс гидроабразивной резки металла содержит в себе 4 шага:

  • Заготовка помещается в ванну с водой и закрепляется. На неавтоматизированном устройстве это необходимо делать своими руками, на станке с ЧПУ – при помощи программки.
  • В ванну помещается инструментальная головка, в которую подаются вода и абразив. При всем этом инсталлируются нужные рабочие характеристики (давление воды, расход и т. д.).
  • Инструментальная головка направляется на обрабатываемый материал.
  • Струя воды и абразива разрезает заготовку.
  • Абразивный материал после резки фильтруется и сушится.

Перечисленные этапы при работе устройства повсевременно повторяются. Металл разрезается из-за удара частиц абразива. Вода, при всем этом выступает в качестве носителя режущих частиц (другими словами, абразива). В качестве абразива употребляются:

  • кварцевый песок;
  • карбид кремния;
  • гранатовый абразив;
  • электрокорунд;
  • оливин.

Интенсивно данный вид резки применяется для обработки заготовок из легированной стали. Это обосновано тем, что струя воды и абразива не нарушает состав таковой стали. Не считая металлов, можно обрабатывать стекло, камень (природный и искусственный), бетон и железобетон. Но, для каждого материала есть свои пределы по толщине:

  • Цветные металлы, сплавы и нержавеющая сталь – максимум 150 мм.
  • Композитные материалы, углепластики – максимум 200 мм.
  • Природный и искусственный камень – максимум 300 мм.

В чем заключается принцип действия и технология резки металла водой?

Давайте разглядим технологию резки металла водой и принцип ее деяния. Во время разных работ (как в индустрии, так и в быту) нередко приходится разрезать металлические конструкции. Для этой цели применяется механическая, лазерная, кислородная, плазменная резки. Другими словами, для разрезания металлов употребляется в главном механическое воздействие либо высочайшая температура.

Любой из этих методов имеет свои достоинства и недочеты. К примеру, при механической резке происходит деформация металла, а при газокислородной либо плазменной – к его окислению.

Технология

Режущим инвентарем при гидроабразивной резке является струя воды вместе с абразивным материалом. Струя воды подается на высочайшей скорости под огромным давлением – от 2000 до 5000 атмосфер. В неких устройствах давление может достигать 6000 атмосфер.

Вода проходит через сопло, толщина которого составляет 0,1 мм. Скорость воды при всем этом возрастает, и может достигать значения 1200 м/с и даже выше. Поток воды фокусируется, он может разрезать практически все металлы. Расход воды составляет до 4 л/мин.

После сопла вода попадает в смеситель. Сюда же подаются частички абразивного материала. В этом месте происходит смешивание воды и абразивного материала. Абразив подается тангенциально. На заготовку попадает смесь воды и абразива. Под воздействием сфокусированного высокоскоростного потока происходит отрыв частиц обрабатываемого материала из реза.

Оборудование

Станок для гидроабразивной резки состоит из:

  • насоса высочайшего давления;
  • инструментальной головки;
  • десктопа;
  • системы перемещения, снаряженную ременным приводом либо устройства управления с ЧПУ;
  • рабочей ванны (из нержавеющей стали);
  • емкости для подаваемой воды;
  • бака для абразивного материала;
  • компрессора для подачи абразивного материала;
  • датчика, созданного для контроля абразива;
  • смесительной камеры;
  • выносного пульта с маховиком, созданного для упрощения процедуры управления;
  • устройства, созданного для удаления останков обрабатываемого материала;
  • устройства, созданного для подачи обрабатываемых деталей.

Преимущества и недостатки гидроабразивной резки

В современной индустрии интенсивно употребляется новый вид резки металла при помощи воды. Такая резка именуется водно-абразивной либо гидроабразивной. В первый раз этот способ был применен в авиастроительной индустрии.

READ  Переделка аккумулятора шуруповерта на Li-ion 18650

У данной технологии отсутствуют недочеты, которые присущи разрезанию металла механическим воздействием либо высочайшей температурой. В первый раз такая разработка была использована в 70-х годах прошедшего века. В индустрии ее интенсивно стали использовать в конце XX века.

Разрезание металла средством воздействия воды и абразива имеет ряд преимуществ.

  • Обрабатываемое изделие не греется и не деформируется.
  • Качественный рез, потому нет необходимости в следующей обработке изделия.
  • Утраты металла – малы.
  • Обрабатывать детали можно хоть какого размера и в любом режиме – ручном либо автоматическом (без роли человека).

Применяя водно-абразивную резку, можно получить детали различной формы – необходимо только задать определенные характеристики при помощи числового программного управления. Этот фактор позволяет интенсивно использовать данный способ для получения разных предметов, созданных для декорации интерьера, построек и т. п.

Есть у водно-абразивной резки и недочеты. Во-1-х, для металлов, подверженных коррозии, могут быть нехорошие последствия. И, во-2-х, этот вид резки просит огромных денежных издержек. Весь механизм необходимо повсевременно осматривать. Оборудование нередко выходит из строя и требуют ремонта либо замены.

Техника безопасности

Процесс гидроабразивной резки не представляет особенной угрозы. Расстояние от трубки, из которой выходит струя, до обрабатываемой поверхности – всего 2,5 мм. Это исключает воздействие струи на руку. При превышении давления воды выше допустимого раскрывается сбросной клапан, который понижает давление до рабочего. Все же при работе на станках следует соблюдать определенные меры безопасности.

  • Ни при каких обстоятельствах не допускайте воздействия струи на тело. Такая струя способна разрезать металл шириной 150 мм, что уж гласить про руку. Во время работы руки держите на очень вероятном расстоянии от зоны резки. Перед включением станка удостоверьтесь в отсутствии сторонних предметов на пути резки.
  • Защищайте глаза и органы слуха. Непременно используйте защитные очки и беруши (либо наушники).
  • Не кладите руки на десктоп.

Вода против металла: на что способна мойка высокого давления? Минтранc.

Фаворитами в производстве аппаратов для гидроабразивной резки являются южноамериканские компании Jet Edge, Flow, OMAX, итальянские WaterJet Corp Inc. и Caretta Technology, голландская Resato, чешская PTV, шведская Waterjet Sweden, финская ALICO, швейцарская Bystronic.

Недостатки гидроабразивной установки

Есть и некие трудности, связанные со станком:

  • нужно нередко пополнять уровень абразива, а это довольно недешево;
  • при резке водяной струей тонколистового металла скорость остается низкой;
  • при аква и кислородном воздействии заготовка автоматом приобретает склонность к коррозии, другими словами если не нанести слой защитного покрытия, то может скоро показаться ржавчина.

Принцип работы гидроабразивной резки металла

Во время раскроя металлопроката происходят последующие процессы:

  • Движок приводит в движение насос, который делает водяную струю – она подается в смеситель из резервуара.
  • С другой стороны, сразу с этим подается абразив подходящего количества и поперечника частиц.
  • Два элемента смешиваются до относительно однородной воды.
  • Смесь с высочайшим напором направляется на сопло, которое управляет наклоном и скоростью.
  • Материал соприкасается с поверхностью заготовки, разрезая ее.

Управление

Для действенной работы станка нужен труд нескольких инженеров и операционистов. Проектировщик должен сделать проект в специальной компьютерной среде. Потом файл помещается в память устройства. Машина сама распределяет функции на другие узлы. Сотрудник отвечает за достаточное количество расходных материалов, за пуск программки, контроль за выполнением и своевременное оповещение о поломке. Спец по оборудованию должен проводить техническое обследование (профилактическое), также устранять проблемы.

Возможности водной резки металла

Многие методы используются только для прямой распиловки, в то время как гидрорезка позволяет:

  • делать фигурный разрез;
  • не обрабатывать края;
  • обрабатывать листы (металлозаготовки) шириной до 120 – 200 мм, зависимо от типа стали;
  • подключить к автоматическому пульту управления тяжелый проект и практически не участвовать в процессе, только держать под контролем;
  • разрезать окружности, трубы.

На данный момент интенсивно пользуются технологией в разных сферах:

  • автопромышленность и машиностроение в целом;
  • изготовка заготовок, деталей, которые не поддаются штамповке;
  • резка водой железа, теплоизоляторов, стекловолокна, изоляторов, мрамора;
  • художественная обработка.

Как режут металл водой вручную

Наименее пользующиеся популярностью на производстве, зато на теоретическом уровне вероятны для производства в домашних условиях. Задача оператора – выбор угла резки, давления, напора и ширины струи. Работать с ним труднее, но, однажды научившись, специалист сможет делать очень продуктивно простые формы. Точность остается высокой, но при этом набор функций относительно небольшой. Еще одно достоинство – цена значительно ниже, чем у оборудования с ЧПУ.

READ  Фрезы для культиватора своими руками

Резка водой металла (гидроабразивная резка) под давлением: технология и принципы работы

Гидроабразивная резка – это технология обработки металла, которая проводится с использованием воды и смеси абразива в роли рабочего инструмента. Причем жидкость подается под огромным давлением и с большой скоростью.

Расходные материалы

Основное сырье – это чистая, прошедшая многоступенчатую фильтрацию, чтобы там не находилось примесей, которые могут вступить в реакцию с заготовкой, вода и абразивные частицы. Расход достаточно большой, при этом чем толще сплав, тем больше расходников используется в секунду. Самое недорогой абразив – мелкий песок. Песчинки размером около 650 микрон эффективно справляются даже с тугоплавкими, высокопрочными сплавами. При этом имеют доступную стоимость. Также регулярно требуется проводить замену запчастей – трубок и шлангов, уплотнителей. Реже – мотора, резервуаров, сопел.

Особенности устройства основных узлов

Уникальность установки заключается во многих отличиях начиная с рабочего стола. Вместо привычной плоскости здесь представлена ванна с неглубокими бортами. Она оснащена ребрами для захвата и фиксации заготовки, они быстро снимаются и накладываются. Также емкость быстро набирается жидкостью, а затем сливается. Постоянное нахождение металла в водной среде позволяет избавить производство от шума и пыли. Емкость, которая содержит абразивные частицы, легко вынимается, имеет функцию пополнения даже в ходе работы, а также оснащена датчиками, контролирующими количество смеси.

Очень важна система перемещения инструмента. Она поставлена на ремни, которые двигают резак по линейным плоскостям. Используются именно ремешки, а не цепи, так как они более невосприимчивы к влаге, а также к нечаянному попаданию абразива. Дополнительное преимущество – их легко менять при износе. Подробнее об устройства посмотрим на

Преимущества гидроабразивной струи

Гидроабразивная резка была разработана для изготовления деталей для авиации. Впоследствии этот метод был назван лучшим в обработке тугоплавких материалов и сталей. Теперь он используется на производствах, где работает оборудование с ЧПУ. Не меньшее значение резка водой имеет для автомастерских и изготовления предметов быта своими руками, где применяется оборудование без крепежей.

Низкий температурный режим работы даёт преимущества в обработке стали. Резка металла плазмой или газом приводит к сильному нагреву металла, что вызывает окисление и прочие побочные эффекты (в зависимости от индивидуальных характеристик металла). Воздействие на металл абразивных частиц, подаваемых под большим давлением с водой, тоже приводило бы к нагреву листа и его оплавлению, но резка происходит настолько быстро, что сравнить её по чистоте реза можно только с лазером, а по скорости с плазмотроном. Прогрев обрабатываемой поверхности при работе соответствующий – он настолько незначителен, что даже окалин нет. Как нет зависимости от размера оборудования и способа работы — без участия человека или проведение реза оборудованием на ручном управлении.

Приятным моментом при проведении работ своими руками состоит в том, что никаких сильных запахов, дыма и пыли оборудование не производит. Держать под рукой запасные режущие инструменты так же нет необходимости, это оборудование работает без твёрдых резцов – только очень мелкий песок с водой. Скальпелем, отделяющим толстенные куски металла с хирургической точностью, выступает вода, поступающая в сопло под давлением, на выходе из сопла она насыщается абразивными микрочастицами, при мгновенном смешивании получается мощная режущая смесь.

Весь цикл резки как на заводском оборудование с ЧПУ, так и своими руками на обычном станке проводится в один этап. Тонкие и толстые, тугоплавкие и тягучие материалы режутся на одной и той же скорости, без каких-либо ограничений. Станки с возможностью обрабатывать насколько деталей одновременно – это возможность в кратчайшие сроки провести необходимую обработку металла и стекла, пластика и резины, благодаря тому, что нет необходимости перенастраивать оборудование. Детали из материалов разной твёрдости при необходимости будут обработаны за один рабочий цикл.

Строение сопла ГАР для резки чистой водой Строение сопла ГАР для резки водой с абразивом

При обработке материалов своими руками, обрабатывать их поочерёдно выгоднее в плане экономии времени, которое ушло бы на закреплении материалов на рабочей поверхности, а комбинированная деталь, состоящая из нескольких совершенно разных материалов, легко и точно будет разрезана при помощи гидроабразивной смеси подаваемой под высоким давлением.

Гидроабразивные станки с ЧПУ

Станки гидроабразивной резки, на которых устанавливается ЧПУ, позволяют проводить точные технологические процессы с высокой скоростью. С их помощью можно выполнять разные операции. Рабочий процесс делится на следующие этапы:

  • Проверка работоспособности подвижных элементов.
  • Создание алгоритма, по которому будет перемещаться рабочая головка над поверхностью заготовки.
  • Закрепление заготовки в ванной, запуск станка.
READ  Приспособа для болгарки для резки плитки

Рабочему остается контролировать процесс, доставать готовые изделия, закреплять новые. Если возникают ошибки, он должен их исправить, чтобы продолжить резку.

Какое давление нужно для резки металла водой под давлением

Минимальный напор – 1500 атмосфер, максимальный – 6000. Показатель настраивается в зависимости от плотности стали, от необходимой скорости работы. Делать это можно вручную или довериться умному блоку управления.

Резка металла водой на гидроабразивных станках

Известная поговорка о том, что вода камень точит, умалчивает о том факте, что она ещё и металл режет, да не за сотни лет, а моментально. Много сказано о резке металла своими руками при помощи плазматронов – водой, превращающейся под воздействием электричества в дугу плазмы. Но существует ещё один способ, дающий более чистый срез, не нуждающийся в финишной обработке – это гидроабразивная резка металла. Разделение детали водой без специальной подготовки жидкости, даст менее гладкие края заготовок, тогда придётся их обрабатывать дополнительно своими руками при помощи инструментов с применением силы. При условии, что водно-песчаная смесь, подаваемая под давлением, применяется для резки металла толщиной до 20 см, лучше чтобы края заготовок обрабатывать дополнительно не приходилось. А всего-то подготовительный процесс заключается в фильтрации воды.

Гидроабразивная резка металла

Оборудование для гидроабразивной резки

Оборудование для гидроабразивной резки разделяется по способу управления. От этого изменяется точность проведения работ, качество резов, скорость, эффективность агрегатов. Независимо от типа управления, станок состоит из нескольких основных деталей:

ЭТО НЕВЕРОЯТНО, ВОДА РЕЖЕТ КАМЕНЬ! ВЫ ДОЛЖНЫ ЭТО УВИДЕТЬ!

  • емкости, которая заполняется жидкостью;
  • зажимов, направляющих;
  • рабочей части с соплом;
  • системы подачи жидкости;
  • системы очистки отработанной воды;
  • фильтра, емкости с жидкостью.

Если на агрегате установлено ЧПУ, конструкция дополняется шаговыми двигателями, датчиками, монитором, панелью для задания алгоритмов.

Область применения

Распространенность метода объясняется большими возможностями аппарата. Его можно использовать фактически для любых природных и синтетических материалов. Не распространяется это только на алмаз и каленое стекло. Особенность (а вместе с тем и востребованность) – можно проводить обработку таких вещества, которые нельзя нагревать – они теряют, меняют свои физико-химические свойств или подвержены легкому воспламенению. А резка струёй воды происходит без изменения температурного режима. Таким образом, значительно расширяется спектр возможных работ. Чаще всего металлообработке подвергают:

  • нержавейку;
  • инструментальную сталь;

Также разрезают указанным методом гранит, мрамор и прочие натуральные и искусственные камни. Применение станка возможно только в условиях цеха, налаженного производства. Видео покажет, где его применяют:

Расходные материалы для гидроабразивного оборудования

Все, что необходимо для восстановления работы гидроабразивных станков — это периодически делать обновление изношенных элементов и расходных материалов. Расход абразива, даже на устройствах с ЧПУ, часто превышает отметку более чем в 350 гр. в 1 минуту, поскольку при работе с материалом, который имеет максимальную толщину, эти данные увеличиваются.

В роли абразива используют микрочастицы песка, который обеспечивает резку тугоплавких и тягучих материалов. Размер микропесчинки может быть до 650 микрон. Кроме абразива, данная техника резки не обходится без воды, она подготавливается, проходя через фильтры.

Если применять воду без подготовки, то качество резки существенно снизится. Из деталей оборудования, как правило, подлежат замене: направляющие трубки и сопло, система подачи абразивной смеси. А также уплотнительные части гидравлической станции, без которых не будет требуемого напора в системе.

Принцип работы гидроабразивной резки металла

Во время раскроя металлопроката происходят следующие процессы:

  • Двигатель приводит в движение насос, который создает водяную струю – она подается в смеситель из резервуара.
  • С другой стороны, одновременно с этим происходит подача абразива нужного количество и диаметра частиц.
  • Два элемента смешиваются до относительно однородной жидкости.
  • Смесь с высоким напором направляется на сопло, которое управляет наклоном и скоростью процесса.
  • Материал соприкасается с поверхностью заготовки, разрезая ее.

При этом происходит охлаждение металла.