1. 压力、速度、喷嘴直径
射流基本参数决定了射流对材料的破坏能力,而射流压力和喷嘴直径又决定了其他射流基本参数。因而,研究射流基本参数对射流性能的影响主要是研究射流压力和喷嘴直径与射流性能参数的关系,在不同射流压力下对不同物体特性的材料进行切割试验,切割速度随着射流压力的增加呈抛物线增加。另外,在喷嘴直径不变的条件下,改变射流压力,可以发现切割深度也随着射流压力的增加而增加。
切割速度和切割深度随射流压力的增加而增加,是由于随着射流压力的增加,射流流速变大,射流作用与材料的冲击力增加,因而材料的破坏失效速度(切割速度)和破坏程度(切割深度和面积)增加。试验还发现,压力的增加明显地提高了切缝端面的质量。在同等压力条件下,对比直径0.1mm和0.4mm喷嘴加工的材料切缝质量还发现,随着喷嘴直径的增加,切缝变宽,切屑粒径变大,切缝质量也明显变差。
虽然射流压力和喷嘴直径的增加均使射流功率增加,但其带来的作用效果确迥然不同。前者使切割速度和切割深度增加,后者只是使材料破碎量增加,而切割速度和切割深度却下降,因此当射流用于切割作业是,提供射流压力是提高作业效率的有效途径。但就射流清洗、除锈、剥层类作业而言,由于几乎不考虑切割深度因素,更重要的射流作用面积因素,因而在射流压力达到清洗要求的情况下,增加喷嘴直径对提高作业速度则更为有效。
2.靶距
研究靶距对射流切割速度的影响表明,每增加一点靶距,切割速度“起初保持不变,然后则按照近线性关系减少。在切割速度不变的情况下,靶距取决于射流压力和喷嘴直径。对于比较大的喷嘴直径,获得最大切割速度的靶距范围较大,而随着射流压力的增加,对应最大切割速度的靶距范围变小。
对于切割速度u和靶距l的关系研究还发现,切缝宽度、形状和切缝质量受靶距影响很大,实验得出了靶距对上述参数的影响结果。切割宽度随靶距的增加而增加,这种现象,较低压力射流比较高压力射流出现的要快,在高压射流作业中,射流结构形成了切缝形状和宽度变化。在喷嘴邻近区射流没有发散,射流与材料相互作用,从轴向和径向破坏材料,结果长产生了底边为长边的梯形切缝,并在地面出现剥层,随着八局的增加,切缝端面锥度较小,直到保持不会,结果形成光滑边缘的矩形切缝,由于射流的扩展没随着靶距的进一步增加,射流对材料作用于地面面积怎增加,是我有随着靶距的进一步增加,
3.材料性能
被加工材料的力学性能既是影响射流作业速度的主要因素,也是 确定作业射流压力及功率参数的决定因素。虽然在射流作用过程中,材料的抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、冲击韧度、弹性模量及硬度等参数指标均对切割速度有影响,但通过对试验结果及材料破坏过程分析,受射流作用的材料从表面裂纹的初生、扩展直至使微观粒子从大块材 料上分离的先期裂缝的扩展,均出现在拉伸应力作用时。也就是说,材 料的抗拉强度对切割工艺影响很大。因此,当采用高压射流作为加工工具时, 般推荐以抗拉强度作为材料可加工性的主要判据。对抗拉强度自 55MPa 至 540MPa 的不同材料进行切割试验。厚度增加而减小。
4.磨料及其粒径与流量
磨料材料及其粒径 d. 对糜料射流切割效率有很大影响。 图 15 12所示为采用石榴石和碳化硅磨料切割结构钢板材的最大深度,试验工况为 p= 240MPa 、 u = 33mm/s 、 dn =O. 63mm。增加磨料流量会增加在靶件上的冲击次数,因而增加切割深度或 切割速度。 但同时随着磨料流量增大,拥挤的磨料颗粒将导致磨粒之间产生干涉,而使得冲击的有效次数下降。 通常存在一个最佳承载量, 磨料流量较低时,切割深度与磨料流量呈线形关系,随着磨料流掀的升高,切割深度反而下降