JPS62193799A

JPS62193799A - ウオ−タジエツト切断方法

Info

Publication number: JPS62193799A
Application number: JP61036072A
Authority: JP
Inventors: 清重　正典; 武堀川; 岡田　友信
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 1986-02-20
Filing date: 1986-02-20
Publication date: 1987-08-25
Also published as: JPH032640B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明はアブレッシブウオータジェット切断方法に関
するものである。

（従来の技術）第８図に基づいて、従来のアブレッシブウォータジェッ
ト切断方法について説明する。従来アブレッシブウオー
タジェットによる切断は、図に示すように、超高圧水ポ
ンプ５１からジェットノズル（アブレッシブノズル）５
２に超高圧水５３を供給する一方、研摩材タンク５４か
ら上記ジェットノズル５２に乾式研摩材５５を供給し、
上記ジェットノズル５２内の混合室５６にて上記超高圧
水５３に上記乾式研摩材５５を混合して、この乾式研摩
材を含有した超高圧水５３を被切断材に噴射することに
よって成されていた。そして上記乾式研摩材５５には、
例えば平均粒径０．２〜０．８ｆｉ程度の珪砂、鋳鉄グ
リッド、ガーネット、アルミナ等が用いられていた。

（発明が解決しようとする問題点）ところで上記従来のアブレッシブウオータジェット切断
方法においては、次のような欠点が挙げられる。まず第
一には、乾式研摩材５５を使用することから、アブレソ
シブノズルチップ５７が早期に摩耗し、寿命が非常に短
かくなるという欠点である。また第二には、乾式研摩材
５５はその粒径が大きいことから、切断幅（カーフ幅）
がアブレッシブノズルチップ径よりも広くなると共に、
被切断材の裏面にかえり（パリ）が形成される等、精密
な切断を行うことができないという欠点である。

この発明は上記した従来の問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は、アブレッシブノズルチ
ソプの寿命を延ばすことができると共に、切断幅をアブ
レソシブノズルチソプ径と同緯かそれ以下にできること
により、精密な切断ができるウォータジェット切断方法
を提供することにある。

（問題点を解決するための手段）そこでこの発明のウォータジェット切断方法においては
、平均粒径１００μｍ以下の微粒研摩材を含有する懸濁
液を、切断用超高圧水噴流に供給するようにしである。

（作用）上記のように、微粒研摩材を含有する懸濁液を、切断用
超高圧水噴流に供給すると、乾式研摩材を供給するのと
異なり、アブレソシブノズルチップの摩耗が大幅に減り
、その寿命が大きく延びることとなる。また切断幅を狭
くでき、かつ研摩材による切断のみならず、切断面の研
摩も同時に行えることから被切断材の裏面にかえりが形
成されない精密な切断が行えることとなる。なお微粒研
摩材に平均粒径１００μｍ以下のものを用いるのは、こ
れより粒径が大きいと、沈澱速度が速く、通常の攪拌手
段では懸濁液とするのが困難となるからである。

（実施例）次にこの発明方法の具体的な実施例について、図面を参
照しつつ詳細に説明する。

第１図はこの実施例において使用する装置の概要を示す
。図において、１は被切断材２を切断するためのジェッ
トノズル（アブレッシブノズル）であって、このジェッ
トノズル１の基端部には超高圧水ポンプから導かれた高
圧水供給ホース３が接続されており、また側部には攪拌
槽４から導かれた懸濁液供給ホース５が接続されている
。６は被切断材２の切断部周辺を囲うカバー、７は上記
ジェットノズル１から被切断材２に向けて噴射された超
高圧水噴流を受けるためのキャッチャであって、このキ
ャッチャ７に受けられた懸濁液を含む超高圧水は、回収
管９を介して濃度制御槽１０に循環供給される構成とさ
れている。上記回収管９には回収圧送ポンプ８が介設さ
れており、この回収圧送ポンプ８によって濃度制御槽１
０に圧送された使用後の研摩材１１は濃度制御され、再
生利用されることになる。上記濃度制御槽１ｏは、微粒
研摩材１１の供給ホッパ２２を有するもので、上記攪拌
槽４に接続管２３を介して接続されている。なお上記濃
度制御槽１０においては、上部から排水が行なわれる構
造とされている。攪拌槽４は攪拌機２４を備えており、
その底部に上記懸濁液供給ホース５の基端が接続されて
いる。この場合、懸濁液供給ホース５の接続部にはフィ
ルタ２５が装着されている。そして上記懸濁液供給ホー
ス５には絞り機能を有する制御バルブ２６が介設されて
おり、懸濁液の供給量が自在に制御できるようなされて
いる。以上のように上記装置においては、研摩材１１を
閉回路中を循環させることにより再生利用し、従来に比
較して研摩材１１の廃棄量を減少し得るようになってい
るのである。

第２図ないし第４図に上記ジェットノズル１の詳細な構
成を示す。図からも明らかなように、上記ジェットノズ
ル１は、内部にミキサー室１２を有するミキサー外筒１
３と、このミキサー外筒１３の先端部側にホルダ１４を
介して取着されたノズルチップ１５と、上記ミキサー外
筒１３内に配置され、負圧作用を利用して高圧水に懸濁
液を混入させるミキサー内筒１６と、このミキサー内筒
１６の基端部と上記高圧水供給ホース３の取付金具側と
の間に介設された純水ノズル（ダイヤモンド、サファイ
ア等）１７等から成り、上記ミキサー内筒１６の基部が
小径に構成されて、その外周部に上記円筒状のミキサー
室１２が形成されている。そしてこの円筒状のミキサー
室１２に、接線方向に交わるようにして、上記ミキサー
外筒１３の側部に懸濁液導入路１８が形成されている。

上記ミキサー内筒１６は軸心部に高圧水道路１９を有す
ると共に、その周囲には上記ミキサー室１２と上記高圧
水道路１９とを連通ずる複数本の懸濁液通路２０を有し
ており、この場合、各懸濁液通路２０は上記高圧水道路
１９に対して所定の角度で交わるように形成されている
。なおミキサー内筒１６の懸濁液通路２０は１本であっ
て、かつ高圧水道路１９に対して９０°で交わる構成で
あってもよい。

次に上記装置を用いて被切断材２をアブレソシプウオー
タジェソトにより切断する方法について述べる。まず、
上記濃度制御槽１０及び攪拌槽４にて、平均粒径１００
μｍ以下の微粒研摩材（例えばアルミナ系微粒粉、炭化
ケイ素系微粒粉等）と水とを混合、攪拌し、濃度２０〜
７０％の懸濁液を作る。研摩材の粒径を１００μｍ以下
とするのは、これより大きいと沈澱速度が速いため、通
常の攪拌手段では懸濁液を作るのが困難となるからであ
る。

また濃度が２０％より低いと良好な切断効果が得られず
、７０％より高いと固体に近くなってジェットノズル３
へ、負圧を利用して供給することが困難となるためであ
る。次に懸濁液ができれば、超高圧水ポンプから超高圧
水を高圧水供給ホース５を介してジェットノズル３に供
給する。そうすると超高圧水噴流がジェットノズル３内
の高圧水道路１９を高速で通過し、これによる負圧作用
により、ミキサー室１２内の懸濁液が各懸濁液通路２０
を通して上記超高圧水噴流に混入（供給）されることに
なる。そしてこの際、上述のように懸濁液導入路１８が
ミキサー室１２に対して接線方向に交わっていることか
ら、懸濁液はミキサー完工２内において旋回し、十分攪
拌された状態で、超高圧水噴流に混入されることになる
。一方、上記懸濁液の供給量は制御バルブ２６の絞り径
を変えることにより制御するのであるが、この場合、懸
濁液の濃度が例えば５０％（アブレソシプノズル径２ｍ
の場合）であれば、全供給量が５ｋｇ／ｍｉｎ以下にな
るように制御する。５ｋｇ／ｎ＋ｉｎを超えると、ジェ
ットノズル３の拡散が大きくなり、切断効率が悪くなる
からである。もっともアブレソシブノズル径が大きい場
合には５ｋｇ／ｍｉｎ以上であってもちよい。

第５図は、ジェットノズル３の噴射時間とノズル直径変
化量との関係を示している。図からも明らかなように、
乾式研摩材を用いる従来方法においては、ジェットノズ
ル３が早期に摩耗するのに対し、この発明の実施例方法
においては、摩耗の進み具合が緩やかとなり、ジェット
ノズル３の寿命が従来方法に比較して通常の使用範囲で
は約７倍も延びていることがわかる。

第６図Ｔａｌ　（ｂ）は、上記実施例方法と従来方法と
により切断した供試材（被切断材）の切断面状況を示し
ている。この場合、（ｂｌの従来法には、乾式珪砂を用
いており、また何れも厚さ５．３　ｔｍのステンレス鋼
を供試材として用いている。これによれば、従来方法に
比べ、この実施例方法の方が同一の直径のジェットノズ
ルを用いても、かなり狭い切断幅（ノズル直径と同程度
かそれ以下）で切断できることがわかる。また断面を顕
ｍ鏡写真でみた場合、供試材の裏面には、従来方法の切
断溝の縁にはかえりが形成されており、これに対し、上
記実施例方法の切断溝の縁にはかえりが形成されていな
いことが確認できた。このようなことから、この実施例
方法によれば、精密な切断を行えることが明らかである
。

なお上記実施例方法によれば、使用した研摩材は、粒径
、形状等においてほとんど変化することはないので、再
生利用について何ら問題はなく、この再利用により従来
のような後処理を不要とすることができる。また懸濁液
は、その供給量の調整及び制御が容易であることから、
研摩材を安定に供給し得ることになる。

第７図は、それぞれ上記従来方法と実施例方法とにおけ
る研摩材供給量と切断限界速度との関係を示しており、
従来方法には乾式珪砂（粒径５００〜８００μｍ）を、
この実施例方法にはアルミナ懸濁液（粒径１０〜７０μ
ｍ、濃度５０％）を、それぞれ使用した場合を示してい
る。図から明らかなように、従来一般には、ウォータジ
ェットの切断能力は金属のようなダクタイルな材料に対
しては、研摩材の粒径が大きい程高くなると考えられて
いたのであるが、この実施例方法のように、平均粒径１
００μｍ以下の微粒研摩材を含有する懸濁液を用いても
、切断能力は従来法と同程度かそれ以上に優れているこ
とがわかる。

（発明の効果）この発明のウォータジェット切断方法においては、平均
粒径１００μｍ以下の微粒研摩材を含有する懸濁液を、
切断用超高圧水噴流に供給するようにしたので、乾式研
摩材を切断用超高圧水噴流に供給する従来のウォータジ
ェット切断方法に比較して、アブレソシプノズルチップ
の摩耗を大幅に減らし、その寿命を大きく延ばすことが
できる。

また切断幅を狭くすることができ、かつ研摩材が微粒で
あることから、研摩材による切断のみならず、切断面の
研摩も同時に行って、被切断材の裏面にほとんどかえり
　（パリ）が形成されることのない精密な切断を行うこ
とができる。また懸濁液は再利用するようにした場合に
は、後処理を不要とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のウォータジェット切断方法の一実施
例に使用する装置類の配置図、第２図は上記実施例に使
用するジェットノズルの縦断側面図、第３図は第２図の
ｍ−ｍ断面図、第４図は第２図のＩＶ−ＩＶ断面図、第
５図はノズル噴射時間とノズル直径変化量との関係をあ
られすグラフ、第６図Ｔａｌ　（ｂ）はそれぞれ切断後
の供試材の金属組織を示す図、第７図は研摩材供給量と
切断限界速度との関係をあられすグラフ、第８図は従来
方法の説明図である。１・・・ジェットノズル、２・・・被切断材、３・・・
高圧水供給ホース、５・・・懸濁液供給ホース、１１・
・・微粒研摩材。特許出願人　　　　　　　　川崎重工業株式会社第２図第５図ノ久′ル峨岨」時ｌｓ＆（Ｈｒ）第す図（すｔｒｙ）第７図窮身材４共騰量　（鞠ム；す昭和６１年１１月５日

Claims

【特許請求の範囲】

１、平均粒径１００μｍ以下の微粒研摩材を含有する懸
濁液を、切断用超高圧水噴流に供給することを特徴とす
るウォータジェット切断方法。