不锈钢基础知识汇总（三）

如何进行水处理？

衡美水处理为您介绍一项环境保护的专业知识——不锈钢基础知识汇总。

十、不锈钢切割类型

1、等离子切割

（1）等离子切割原理

以压缩空气为工作气体, 以高温高速的等离子弧为热源、将被切割的金属局部熔化、并同时用高速气流将已熔化的金属吹走、形成狭窄切缝。该设备可用于不锈钢、铝、铜、铸铁、碳钢等各种金属材料切割, 不仅切割速度快、切缝狭窄、切口平整、热影响区小,工件变形度低、操作简单, 而且具有显著的节能效果。该设备适用于各种机械、金属结构的制造、安装和维修，作中、薄板材的切断、开孔、挖补、开坡口等切割加工。

（2）等离子切割机操作规程

A、为降低能耗、提高喷嘴及电极的寿命，当切割较薄工件时，应尽量采用“低档”切割。

B、当“切厚选择”开关置于“高档”时应采用非接触式切割式切割（特别情况除外）并优先选择水割割炬。

C、当必须调换“切厚选择”开关档位时，一定要先关闭主机电源开关，以防损坏机件。

D、当装拆或移动主机时，一定要先关闭供电电源方可进行，以防发生危险。

E、关闭主机电源开关后，方可装拆主机上附件、部件（如割炬、切割地线、电极、喷嘴、分配器、压帽、保护套等）。避免反复快速地开启割炬开关，以免损坏引弧系统或相关元件。

F、当需要从工件中间开始引弧切割时，切割不锈钢≤20mm厚，可以直接穿孔切割，方法如下：

把割炬置于切缝起始点上，并使割炬喷嘴轴线与工件平面呈约75°夹角，然后开启割炬开关，引弧穿孔；同时，缓慢地调整喷嘴轴线与工件面夹角，至切割穿工件时止应调整至90°。

切穿工件后沿切缝方向正常切割即可。但如果超过上述厚度时须穿孔切割，就必须在切割起始点上钻一小孔（直径不限），从小孔中引弧切割。否则，容易损坏割炬喷嘴。

2、激光切割

（1）金属激光切割机原理

金属激光切割机是采用以氙灯作为激励源的金属激光器输出高能量密度的激光束，并聚焦在工件表面上，使工件上被光斑照射的区域局部瞬间熔化和气化，通过电脑控制数控机械系统移动光斑照射位置而实现自动切割。它是集激光技术、数控技术、精密机械技术于一体的高新技术设备。

（2）金属激光切割机特点

A、切缝质量好、变形小、外观平整、美观。

B、切割速度快、效率高、成本低、操作安全、性能稳定。

C、采用进口伺服电机和导向传动机构，切割精度高。

D、采用专业软件可随意设计各种图形或文字即时加工，加工灵活，操作简单、方便。

E、激光束易实现时间或空间分光，可进行多光束同时加工或多工位顺序加工。

（3）应用领域

A、激光切割机俗称镭射切割机，可对金属、多种非金属板料、管材进行切割。特别适用于不锈钢板、铁板、铝材、陶瓷片、硅片、金刚石等材料的切割。

B、广泛应用于钣金、五金制品、钢结构、精密机械、汽车配件、眼镜、首饰、铭牌、广告、工艺品、电子、玩具、包装等行业。

3、水切割

水刀在全球范围内广泛用于高产量应用。

它与其它技术（铣床、雷射、EDM、等离子和刨床）相辅相成。水刀切割不使用有毒气体或液体，不会产生有毒的物质或蒸汽。水刀切割表面不留任何HAZ或机械变形。它是一种真正的多功能、高效率冷切割技术。水刀已经证明自己可以完成其它技术无法处理的工作。从在石材、玻璃和金属上切割极薄的细节，在钛合金上快速钻孔，切割食品、直至对饮料和溶液进行杀菌消毒，水刀已经证明了它独一无二的价值。

4、水刀介绍

从本质上讲有两类水刀：纯水水刀和加砂水刀。

设备设计为只能使用纯水水刀、只能使用加砂水刀、或二者均可。无论何种形式，必须首先对水加压。两种类型的水刀：两种水刀是指纯水水刀和加砂水刀，二者均有经验证的独特性能。

（1）纯水水刀

纯水水刀是最早的水切割方法。第一次商业应用始于二十世纪七十年代中期，用于切割瓦楞纸板。纯水水刀最大的应用是切割抛弃式尿布、棉纸和汽车内饰件。对于棉纸和抛弃式尿布，与其它技术相比，水刀技术在材料上留下的水分最少。在某些尿布或棉纸工厂中，意外停机时间对其他切割技术而言非常普遍，代价超过每小时20000美元。而水刀则为这种应用提供全年不断的连续运行－维护操作可被纳入生产过程中。

A、纯水水刀的特点

a、非常细的水流（常见直径范围：0.004至0.010英寸）；

b、非常详细的几何形状；

c、非常少的材料切割损失；

d、切割时不产生热量；

e、切割厚度可以很大；

f、也可切得很薄；

g、切割速度快；

h、能够切割软、轻质材料（例如厚达24"的纤维玻璃绝缘材料）；

i、极小的切削力；

j、夹具简单；

k、每天24 小时连续运行。

B、三马赫水射流的温度有多高？

当把水加速到高速时，水的温度会上升。随着水流出喷嘴，摩擦力和其它因素会加热水流。以进水水温为起始点。每增加1000 psi，水温升高2 到3 度。因此三马赫的水流的温度大约是170 至180 华氏度。

C、纯水水刀切割刀头

如前文所述，基本水刀流程包括水从帮浦流出、通过管道并从切割刀头输出。

在水刀切割中，材料去除过程可称为超音速侵蚀技术。除下材料微粒的不是压力，而是水流的速度。压力和速度是两种截然不同的能量形式。

但帮浦的水压是如何转换成另外一种能量形式（即水速）的呢？答案是一块小巧的宝石。

在管子的末端装有一块宝石。宝石中有一个很小的孔。高压水穿过这个细小的开口流出，从而把压力转化为速度。在大约40000 psi 时，流出喷嘴的水流以2 马赫的速度运动。在60000 psi 下，其速度超过3 马赫。

对于普通切割，纯水水刀喷嘴的直径范围为0.004 到0.010英寸。用牵引车来回移动喷嘴以冲刷混凝土时，常用的是单个大号喷嘴，最大直径1/10 英寸。

三种常用的喷嘴材料（蓝宝石、红宝石、钻石）各有其独特属性。蓝宝石是现在最常用的喷嘴材料。它是人造单晶宝石。它的水流品质相当好，在好的水质条件下大约有50到100小时的切割寿命。在加砂水刀应用中，蓝宝石的寿命是纯水水刀应用的 1/2。通常情况下，蓝宝石的价格在 15 到 30 美元/块之间。

红宝石也可用于加砂水刀应用。其水流特性非常适合加砂水刀，但并不太适合纯水水刀切割。其成本与蓝宝石大致相同。

钻石的使用寿命长得多 （800 到 2000 小时），但价格却要高10到20倍。钻石在需要每天 24 小时连续运行的情况下非常有用。与其它类型的喷嘴不同，有时可以对钻石进行超声波清洗，并重复使用。

（2）加砂水刀

加砂水刀与纯水水刀只有几点不同。在纯水水刀中，由超音速水流侵蚀材料。在加砂水刀中，由水射流加速砂料颗粒，然后由这些颗粒（而非水）侵蚀材料。加砂水刀的能力比纯水水刀强大成百上千倍。纯水水刀和加砂水刀都有其用武之地。纯水水刀可切割软质材料，而加砂水刀则切割硬质材料，如钢材、石材、复合材料和陶瓷。使用标准参数的加砂水刀能够切割硬度等于（甚至稍稍超过）氧化铝陶瓷（常常称作矾土，AD 99.9）的材料。我们将在下面介绍加砂水刀的特点，以及加砂水刀切割刀头的工作方式。

A、加砂水刀的特点

a、极为通用的技术；

b、无HAZ；

c、无机械应力；

d、易于编程；

e、水流细（直径 0.020 到 0.050 英寸）；

f、可切割非常复杂的几何形状；

g、薄材料切割；

h、10 英寸厚度切割；

i、堆积切割；

j、材料切割损失非常少；

k、夹具简单；

l、切割力小（切割时低于 1 磅）；

m、对几乎所有加砂水刀作业都只需设置一次；

n、可方便地从单切割刀头切换到多切割刀头；

o、可快捷地从纯水水刀切换为加砂水刀；

p、减少了辅助操作；

q、毛刺很少或无毛刺。

B、加砂水刀切割刀头

每台加砂水刀都包括纯水水刀。生成纯水射流后加入砂料。然后砂料颗粒沿刀管被加速，就像步枪子弹那样。

加砂水刀切割所用的砂料是经专门筛选、大小一致的硬砂。最常用的砂料是石榴石。石榴石质硬、强度高并且便宜。像五金店中的粉红色砂纸一样，不同的大小用于不同的工作：

120 Mesh－产生平滑的表面

80 Mesh－最常用，一般性用途

50 Mesh－切割速度比 80 Mesh快一点，但表面稍稍粗糙一些

B、刀管保养方法

刀管就像步枪枪管那样加速砂料颗粒。类似喷嘴，刀管有许多不同的尺寸和使用寿命。刀管大约长 3 英寸, 直径 1/4 英寸；内径范围从 0.020 到 0.060 英寸，最常用的是 0.040 英寸。

尽管加砂水刀设备常常被视为操作简单的可靠设备，刀管需要得到操作员的关注。水刀技术的主要进展就是发明了寿命很长的刀管。不幸的是，长寿命刀管比以前的碳化钨管脆弱得多。如果切割刀头碰到了夹具、重物或目标材料，刀管有可能破裂。破裂的管子无法修复。目前，最先进的系统配有防碰撞探测装置，以保护刀管。

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