超高压水刀切割是20世纪70年代发展起来的一门高新技术，它是利用高压、高速的细径液流作为工作介质，对工件表面进行喷射，依靠液流的产生冲击作用去除材料，值得注意的是实现对工件的切割。稍微降低水压或增大靶距和流量，还可以进行高压的清洗、破碎、表面毛化、去毛刺及强化的处理。超高压水射流与激光、离子束、电子束一样，同属于高能束加工的技术范畴。

     世界上第一台纯水高压水切割设备诞生于1974年，第一台高压水切割设备诞生于1979年。自20世纪80年代末以来，我国着依靠自己的力量，通过实践表明自主开发成功了各类的超高压水射流切割设备，并实际上开展了大量的工艺试验研究，值得注意的是该项技术在国内外得到了广泛的应用，在机械、建材建筑、国防领域、轻工和纺织等领域正发挥着日益重要的作用。

一、超高压水射流切割的原理

  中国自古有“滴水穿石”之说，如今利用超高压水射流技术切割石材和其他的材料已成为现实。将过滤后的工业用水加压至100-400MPa，再通过实践表明经过直径Φ0.08 -0.5mm的喷嘴孔口后，形成500-900m/s的超音速细径水柱，功率密度高达10六次方/mm²，可以切割塑料、石棉、碳纤维等软质材料。值得注意的是在超高压水射流中混入的磨料，磨料的颗粒便被加速，形成磨料高压水射流，有别于离子注入可以切割石材、金属等硬质材料。

    超高压水射流本身具有较高的刚性，值得注意的是在与工件发生碰撞时，实际上会产生极高的冲击动压和涡流。从微观上看，相对于射流平均速度存在着超高速区和低速区（有时可能为负值），因而通过实践表明超高压水射流表面上虽为圆柱模型，而内部实际上存在刚性高和刚性低的部分。刚性高的部分产生的冲击动压使传播时间减少，实际上增大了冲击强度，宏观上看起快速楔劈作用；而低刚度部分相对于高刚度部分形成了柔性空间，起吸屑、排屑作用。值得注意的是两者的结合，正好像使其在切割材料时犹如一把轴向“锯刀”加工一样。

     超高压水射流破坏材料的过程是一个动态断裂过程。对于脆性材料（如石材），主要是以裂纹破坏及扩散为主；而对于塑性材料（如钢板），实际上遵循最大的拉应力瞬时断裂准则，即一旦材料中某点的法向拉直力达到或超过某一临界值时，该点即发生断裂。根据弹塑性力学，动态断裂强度与静态断裂强度相比，要高出个数量级左右。主要原因是动态应力作用时间短，材料中裂纹来不及发展，值得注意的是动态断裂不仅与麻力水平有关，实际上还与拉应力作用的时间长短相关。

     以上是关于超高压水刀射流切割的原理。