يتم استخدام التيتانيوم وسبائك التيتانيوم على نطاق واسع في مختلف الصناعات، وبينما كان القطع بالليزر طريقة شائعة، فإن توليد الحرارة يمكن أن يؤدي إلى الأكسدة والتشوه الحراري. للتغلب على هذه القيود، يتجه مصنعو التيتانيوم إلى تقنية القطع بنفث الماء كطريقة معالجة أكثر كفاءة ومنخفضة الحرارة-.
نظرة عامة على تقنية القطع بنفث الماء
يتضمن القطع بنفث الماء ضغط ماء الصنبور إلى مستويات ضغط عالية تصل إلى 250-400 ميجا باسكال باستخدام تقنية الضغط الفائق-العالية-. يتم بعد ذلك دفع الماء من خلال فوهة جوهرة يبلغ قطرها الداخلي حوالي 0.10-0.35 ملم، مما يؤدي إلى إنشاء تيار نفاث-عالي السرعة بسرعات تتراوح بين 800-1000 م/ث. يُعرف هذا التيار النفاث عالي السرعة باسم "نفث الماء". نظرًا لخصائص الطاقة العالية، يتم استخدام نفاثات الماء على نطاق واسع لقطع المواد الناعمة والمرنة.
أثناء عملية القطع بنفث الماء لمواد التيتانيوم، عادةً ما تتم إضافة كمية معينة من المواد الكاشطة، مثل رمل الكوارتز أو العقيق، لتعزيز قدرة القطع. تتضمن العملية النموذجية ثقب مادة التيتانيوم، يليها عبور نفاث الماء بسرعة محددة، وفي النهاية تجميع وإزالة المواد الكاشطة وتيارات المياه المتولدة أثناء القطع.
مزايا وعيوب تكنولوجيا القطع بنفث الماء
المزايا
معالجة بدرجة حرارة منخفضة-: القطع بنفث الماء عبارة عن طريقة معالجة باردة حيث تظل قطعة العمل عند درجة حرارة منخفضة، مما يؤدي إلى التخلص من خطر التشوه الحراري أثناء القطع.
قابلية تطبيق واسعة: لا يقتصر القطع بنفث الماء على التيتانيوم وسبائكه، بل يمكن استخدامه أيضًا لقطع مواد أخرى متنوعة.
العيوب
تآكل الفوهة: بسبب استخدام تيارات المياه ذات الضغط العالي-، تتعرض الفوهة الجوهرية في معدات نفث الماء إلى تآكل سريع وتتطلب استبدالًا دوريًا.
الاستدقاق المتبقي والشق: قد يؤدي قطع صفائح التيتانيوم السميكة بنفث الماء (على سبيل المثال، أعلى من 10 مم) إلى استدقاق متبقي أو شق أوسع.
