水为什么能切割东西
1. 水那么软,为什么能切割钢铁等材料
高速水流,能够削铁如泥,首先靠的是速度,另一个靠的是数量。比如一张纸如果速度足够快,就可以穿过坚硬的物体,这是速度。再比如滴水穿石,是要有足够的时间,代表足够的撞击数量,就可以砸穿石头。人们发明了水刀,正是因为水刀具备了足够的速度和数量两个撞击物体的重要特性,所以在很短的时间里能够实现“切割”金属,看似有些不好理解,柔软的水怎么能穿过金属表面,其实水刀切割过程就是数量足够大的水流撞击金属表面的快放画面。
水流能够切割金属还有一个重要原因是被切割材料的硬度,这就好比一个人从100米高空跳下,摔在水泥地面和摔在充气垫上的结果不一样,物体动量在衰减过程中,时间的长短代表着动能破坏力的大小,俗称“缓冲”。坚硬材料的表面无疑没有多少缓冲的余地,于是就会以超过材料抗屈服极限后的溃缩来表现。举个例子,如果用水刀去切割橡胶快,恐怕就没有效果了,这是因为橡胶材料的柔软和高的伸缩性,会减缓高速水流的动量的损耗,也就降低了水刀的“锋利程度”。
水刀的优势有一下几点,第一,水刀切割是冷态切割,切割过程中,水流会带走摩擦过程中的大量的热,不会导致金属材料被切割时产生的高温,这是非常有利的。
第二,水刀的水流速度的可调整,可以非常方便的切割各种厚度以及不规则的金属玻璃等材料,成本低,效率高,切割出的材料表面光滑平整不需要再次打磨,这是水刀切割的天然优势。
第三,水刀的可以实现锋利切割,其间隙非常小,只有不到1mm,可以实现各种精确的切割任务。
目前,水刀切割已经在金属和玻璃瓷砖等材料加工中广泛应用,如果材料太厚或太硬,还可以在水流中增加高硬度石榴沙来切割超过200mm的材料。
我们家里水龙头流出来的自来水,由于水压很小,故我们感觉水是“软”的,但是我们将自来水加压后,让其从高压水枪中高速喷出,此时水流打在身上,我们便会感觉到疼痛,水流喷在地面上,可以清除地面上的污物。工业上用于切割钢铁等材料的水是经过加压到数十MPa以上,然后从细小的喷嘴高速喷出水流来切割的,我们称这种切割为“水刀”切割。 水刀切割。
水刀切割需要通过高压发生器即高压泵(一般是用液压马达驱动增压器)将普通的自来水增压到数十~上百MPa以上,让水流从零点几毫米的喷嘴高速喷出,由于这种水流的速度很快,每秒可达上千米,此时喷出的水流具有很高的动能,可以用来代替金属刀片作较精密的切割,其不仅可以用来切割橡胶、木材、布料、皮革,就连切割钢板也是削铁如泥。 水刀切割机。
这种水刀切割与金属刀片切割相比,水刀切割的切缝很小,可以低至0.2毫米,并且切割时噪声小,粉尘也很少,切割出来的材料边缘较光滑、平整,用水刀切割出来的零件一般不需要打磨即可使用。此外,水刀切割属于冷切割,切割钢铁等金属材料时,产生的热量会被高速水流带走,故切割金属材料时发热量亦很小。对于玻璃、陶瓷等易碎材料,用普通的金属刀片无法切割,但用水刀却可以很好的切割。
高压水流清洗地面的油污。
由于水刀具有很高的动能,除了用于切割之外,还可以用于金属材料的除锈、除垢及清洗。像各种表面凹凸不平的金属板材、金属管件等都可以用水刀来清除其表面的污物。
水滴石穿,这个成语大家很熟悉,柔软的水,只要有足够的冲击力,就能把石头击穿。好比爆炸,气体急速膨胀,也能把房子甚至钢罐炸毁。
水切割的原理就是高压下水流产生速度,形成超高速的所谓的“水刀”。
现在切割钢板用的水切割叫水刀,高压水切割的“发现”起源于苏格兰,经过100年的试验研究,才出现了现在常见的工业高压水切割系统。这种“水刀”不仅能切割钢板,而且连切割质量的精度还超过了金属刀具。
超高压水切割是一种能产生高压的发生器,给水施加几百甚至几千个大气压,再让水从一个直径仅十分之几毫米的红宝石喷嘴中喷出,形成的水柱就是力量很大的高压水流。这种高压水的速度每秒高达近千米,能代替金属刀具做精密的切割。
水切割属于冷切割,不会改变材料的物理化学性质,而且水切割可以对任何材料进行任意曲线的一次性切割加工,切割时产生的热量会立即被高速流动的水射流带走,并且不产生有害物质,材料无热效应,应用十分广泛。
因此,水能切割刚板,主要就是其超强的压力作用,这种压力堪比大炮。而作用在很细的喷嘴上,那就是锋利的切割刀片了。
水,虽是至柔,也能至刚。
2. 水为什么可以将坚硬的物体切开
水是我们日常接触的物质,提到水,我们首先联想到的是轻柔细腻、柔情似水等字句,那么水能切开质地坚硬的航空材料吗?
水切割又分为无沙切割和加沙切割两种方式。在航空制造中,多以加石榴砂方式进行切割。石榴砂硬度大,而且尖角锋利,在切割的时候可以有很好的切削力,可以切割几乎任何材质。如果没有石榴砂,那么无论是切割的精度还是深度都会大打折扣,根据实验,如果不放砂子大概也就切割3mm的钛板,而且切出来是锯齿状的。加上砂子精度提高不说,30mm也不在话下。
3. 水为什么能切割钢板
水压切割机。首先那并不是纯水,水里面混杂了沙子增加威力。水能切割钢板,主要是利用了压力。水压切割机的原理是,给水施以强大的力,再让水从很小的孔中冲出,这样就会对冲击点产生巨大的压强,钢板承受不了,于是就被冲断了。压强的计算公式是力除以受力面积,增大力量,减少受力面积,都会增大压强,使看似柔弱的水携带着足以毁灭钢板的力量。
4. 水那么软,到底为什么能切割钢铁等材料呢
水是我们生活中不可或缺一部分,它无处不在。虽然地球水的储量有很大,但毕竟是有限的。如果我们不加节制的使用,那么它终究有用完的一天。
高压水刀的缺点也是显而易见的,由于水压的增强,使用它切割的危险程度要大大高于低压水刀,并且还极易产生静电,静电的危害想必大家都知道,所以有了静电的产生无疑也增加了切割难度。经过了小编上述分析,水切割的优势已经很明显了,水切割也是较为理想的切割技术。
5. 水那么软,为什么能切割钢铁等材料
水那么软,能切割钢铁等材料,是因为以水为刀具的高压水射流切割技术。古人说:“绳锯断了,水滴穿了石头。”这意味着即使是最小的力量,如果它坚持,也能完成一些困难的事情。然而,当代人发展了一种以水为刀的高压水射流切割技术,这也是最理想的水刀冷切割机。也许,对于许多没有从事相关工作的人来说,他们可能认为水是如此的软,它怎么能切割坚硬的钢铁和其他材料!
无论水射流的流速或压力如何,我们都可以很容易地调节它,不仅没有特殊的清洗要求,而且不会造成二次污染。因此,无论从切割材料的覆盖面、切割精度的控制、切割要求的实现,还是对地球环境的关注,水切割无疑是生产过程中最理想的切割机类型。
6. 水那么软,为什么能切割钢铁等材料
流水可以切割坚硬的钢铁,可以说是柔软的典范。另外,水刀切割是以“牺牲”大量水分为基础的,可以说是多欺少的例子。水刀的切割效果完全取决于连续操作产生的冲击力。下面,我们从力学原理的深度来讨论。
1.为什么材料会损坏?——强度理论简介
4.水刀与——钢相互作用机理的深层力学分析
水刀的切削机理与磨床相似,但与刀具完全不同。水刀切割实际上是研磨的结果。
当水从喷口流出时,它与钢的边缘接触。在初始时刻,钢的边缘受到水刀,的集中力,表面应力超过极限值,并被破坏形成凹坑,如下图所示。水在坑内高速流动,由于巨大的冲击力,钢材在冲击点附近不断被摩擦,这和摩擦损失是一样的。就这样,水“慢慢”啃噬着钢材,最后把钢材完全切开。
采用流固耦合的方法,设置材料的断裂参数,可以完全模拟这一过程。这样,可以为水刀的设计提供理论依据。
5.摘要
虽然水刀是水,但它比不上钢铁。然而,由于水刀,速度很快,冲击力很大。当钢铁承受不了这种冲击力时,就会被破坏。这种损伤不同于普通刀具,属于磨损损伤。但是,这个过程需要消耗大量的水。虽然我们可以用柔软克服困难,但我们可以用更多来克服困难。
7. 水并不是很坚韧,为何能把钢板切开
水并不是很坚韧的东西,可以说在世界上属于是一种至刚至柔的东西,它可以变得很柔软,因为水几乎是没有什么阻挡能力的,但是它也可以变得很坚硬,在一些特殊的情况下,他所拥有的力量不是人类所能抗衡的。
不过我们要清楚的是,并不是水本身蕴含这个巨大能量,水本身蕴含能量非常有限,而是因为人们人工的给它施加了一个能量,小说中的那些飞花摘叶皆可伤人的情况也是因为。这个叶子的主人人工的给它施加了一个外在的动量,让它变成了一个载体,就算是一粒沙子,它要是以接近光速的速度击中地球,它也可以毁掉整个地球,因为它本身所蕴含的能量太大了,它需要释放出来。这是能量的一种转化,不是这个物质本身的原因。
8. 水切割的原理是什么
水切割的原理就是高压下水流产生速度,形成超高速的所谓的“水刀”,是用高压泵把密封的水加压,通过高级硬质合金、蓝宝石、金刚石等做成的喷嘴极细的喷口喷出,切割材料。
要做到这点,对水、管道、喷口都有比较高的需求。如管道,水刀是用高压工具把水加压后射出来的,必须拥有极高的压力才能把坚硬的切割材料切开,所以管道必须能承受极高的压力,这个压力远远大于700兆帕,因为薄钢板(被切割材料)本身就能承受700兆帕的压力。 其次,水刀用的水完全没有杂质是不对的。因为水压远远大于700兆帕,那么对于管道等密封设备而言,无论密封性能多么好,纯水总会使它们磨损而渗漏。为了解决这个问题,水刀用水就要加入5%的可溶性乳化油,提高密封效果。对于高压泵,也要加入一些油液提高其密封性能。 上面说过了,水刀的喷嘴是用硬质合金、蓝宝石等材料做成的,喷口直径仅0.05毫米,而且孔内壁光滑平整,能承受1700兆帕的压力,所以喷出来的高压水能像刀一样切割材料。有些水还加入了一些长链聚合物,如聚乙烯氧化物,增加水的“黏度”,使喷出的水犹如一条“细线”。