本发明专利技术公开了高压磨料水射流除锈装置及除锈工艺，涉及除锈领域，包括高压水管、喷嘴和输料管道；高压水经高压管道输送至喷嘴内，输料管道将磨料输送至喷嘴内，高压水和磨料在喷嘴内混合后经磨料喷嘴喷射到工件上；所述工件置于三坐标移动平台上。本发明专利技术工艺采用高压磨料水射流装置，设定工艺参数：喷射压力、靶距、喷头相对移动速度、磨料流量、入射角度和除锈路径间隔。本发明专利技术方法中通过设置影响除锈的工艺参数，从而可以获得工件表面光滑，符合加工要求或者使用要求的除锈件，进而提高了除锈效率、降低了除锈成本。降低了除锈成本。降低了除锈成本。
【技术实现步骤摘要】
高压磨料水射流除锈装置及除锈工艺
[0001]本专利技术涉及除锈领域，尤其涉及到高压磨料水射流装置及除锈工艺。
技术介绍
[0002]钢铁材料裸露在空气钟会腐蚀，这是自然现象，不可避免。但是，钢铁材料作为应用最广泛的材料之一，其因锈蚀造成的损失十分巨大，因此，探究除锈装置及除锈工艺非常必要。
[0003]现有的除锈方法有化学除锈法和物理除锈法等，其中化学除锈法由于其高功耗、高污染、除锈过程不好控制、易产生欠洗或者过洗等原因，国家已经严格限制了化学除锈在工程实际中的应用。物理除锈法是现今工程实际中最常用的除锈方法。主要包括：传统手工和动力工具除锈，火焰清理，气体喷砂除锈，超声波除锈，水射流除锈，激光除锈等。
[0004]高压喷射水除锈现在应用的越来越多，主要有高压纯水射流和高压磨料水射流。高压纯水射流主要是把水用高压泵加压到几百kPa，用喷枪直接喷在所要处理的工件上，成本较低，但是在清洗过程中几百kPa的高压水与所要处理的工件碰撞产生巨大的噪音,对操作人员的身体产生一定伤害，而且处理的也不是很干净。
[0005]高压磨料水射流除锈是利用高速的磨料射流冲击锈层使其从基体材料剥离的方法，磨料与水混合后加压经喷嘴喷出对工件进行除锈，该种方法会造成喷嘴的磨损严重，同时造成输送浆料的管道的堵塞，导致连续送料不及时；同时，磨料水射流主要对工件表面锈蚀层进行处理，在工作中影响工件表面处理的参数很多，不同的工艺方法对表面除锈质量的改善也不尽相同。
技术实现思路
[0006]针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种高压磨料水射流装置，通过对喷头结构进行设计，从而克服喷嘴的磨损严重、输送浆料的管道的堵塞及连续送料不及时的问题；
[0007]本专利技术还提供一种高压磨料水射流工艺方法，该方法通过调节工艺参数从而提高除锈效率、降低除锈成本。
[0008]本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
[0009]高压磨料水射流装置，包括高压水管、喷嘴和输料管道；高压水经高压管道输送至喷嘴内，输料管道将磨料输送至喷嘴内，高压水和磨料在喷嘴内混合后经磨料喷嘴喷射到工件上；所述工件置于三坐标移动平台上。
[0010]上述方案中，所述喷嘴为渐缩状中空结构，所述喷嘴上端面上开设有进水口，侧壁开设有进料口，渐缩段的末端开设有磨料喷嘴；进水口引入高压水管，高压水管末端设置有高压水喷嘴，其中，高压水喷嘴低于进料口；所述进料口为倾斜孔。
[0011]上述方案中，所述喷嘴内腔为磨料混合室。
[0012]上述方案中，所述喷嘴为渐缩状中空结构，喷嘴内设置有分离结构，其中，分离结
构下端为倒锥形开口结构，所述喷嘴内腔与分离结构之间的区域为磨料混合室；所述喷嘴侧壁开设有进料口，物料从进料口进入磨料混合室内并与分离结构内喷出的高压水在磨料混合室内混合后经磨料喷嘴喷出到工件上。
[0013]上述方案中，分离结构内设置有高压水管。
[0014]上述方案中，还包括水箱、高压泵和阀门；所述水箱内的水通过管道被高压泵泵入升压后进入高压水管，高压水管上设置有阀门，阀门用来控制高压水流的流动。
[0015]一种高压磨料水射流工艺，采用高压磨料水射流装置，设定工艺参数：喷射压力、靶距、喷头相对移动速度、磨料流量、入射角度和除锈路径间隔；其中，磨料水射流压力是指高压泵到达喷头的压力，后混合压力过小除锈不彻底、太大则会对除磷喷头的磨耗过大，因此，磨料水射流压力为40Mpa～80Mpa；
[0016]靶距是指喷头到工件的距离，磨料高压水喷射到工件上会形成射流束，靶距太小工作面太小，则效率较低，靶距过大，射流束分散效果不佳，工件表面粗糙，因此，靶距为30mm～90mm；
[0017]喷头相对移动速度是指工件的进给速度，主要影响磨料的冲击时间，速度太慢，除磷喷头可以长时间对同一位置重复加工，不但降低工作效率，而且会造成磨料对工件表面过加工，工件表面反而变得粗糙；进给速度过快，则会造成局部未加工，因此，喷头相对移动速度为300mm/min～800mm/min；
[0018]磨料流量是指搅拌器到除磷喷头的量，磨料量太少，冲击能量小，除锈效果不好,磨料量太大冲击能量大，但是如果磨料太大，磨料颗粒之间有干涉，会使冲击速度下降，影响除锈效果，因此，磨料流量为300g/min～700g/min；
[0019]入射角度为射流曲线与被加工表面之间所夹的锐角，水射流打击到锈层表面，会产生纵向打击力和横向打击力，在这两种打击力作用的共同作用下，锈层从基体上脱落，射流入射角度不同，所产生的纵向打击力和横向打击力不同，造成除锈损伤深度和表面粗糙度不同。对于水射流剥层加工，横向打击力要求入射角度在30
°
～60
°
，纵向打击力要求入射角度为60
°
～90
°
；
[0020]除锈时，喷嘴相对靶件移动的轨迹为直线，多次往复移动后形成面，除锈路径间隔即为喷嘴每次往复运动时垂直于路径方向的偏移量，除锈路径间隔a为0.5mm～0.8mm。
[0021]上述方案中，喷头相对移动速度为800mm/min，射流压力为40MPa，入射角度为90
°
，靶距为90mm和磨料流量为500g/min。
[0022]上述方案中，对工件除锈后，通过泰勒轮廓仪测量工件表面粗糙度；螺旋测微器测量除锈损伤程度。
[0023]有益效果：
[0024]1.本专利技术装置通过对喷头结构进行设计，从而克服喷嘴的磨损严重、输送浆料的管道的堵塞及连续送料不及时的问题。
[0025]2.本专利技术喷嘴为中空渐缩状结构，上边大下方小，且在喷嘴上端面上开设有进口孔和斜的进料孔，高压水管下方设置高压水喷嘴，高压泵将水泵至一定压强后从高压水喷嘴内喷出后与磨料混合后由磨料喷嘴喷出到工件上，因为高压水和磨料是在喷嘴内才混合的，喷出磨料时磨料的压力要求会比在喷嘴外已经混合的压力要小，从而能够克服喷嘴的磨损严重，输送浆料的管道的堵塞及连续送料不及时的问题。
[0026]3.本专利技术装置中在高压水管外设置分离结构，从而使得高压水管外侧壁与磨料分开不发生接触，从而可以防止高压水管的磨损，方便更换，同时在分离结构最末端设置倒锥形喷嘴，可以提高喷出水的喷射速度和压力，从而进进一步的克服喷嘴的磨损严重，输送浆料的管道的堵塞及连续送料不及时的问题。
[0027]4.本专利技术方法中通过设置影响除锈的工艺参数，从而可以获得工件表面光滑，符合加工要求或者使用要求的除锈件，进而提高了除锈效率、降低了除锈成本。
附图说明
[0028]图1为本专利技术实施例涉及到的高压磨料水射流装置工作原理示意图；
[0029]图2为图1中涉及到的喷头高压水管的结构示意图；
[0030]图3为图1中涉及到的喷头与分离结构及高压水管的结构示意图；
[0031]图4为除锈路径间隔示意图，其中，a表示除锈路径间隔。
[0032]附图标记：<本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.高压磨料水射流装置，其特征在于，包括高压水管(21)、喷嘴(8)和输料管道(5)；高压水经高压管道(21)输送至喷嘴(8)内，输料管道(5)将磨料输送至喷嘴(8)内，高压水和磨料在喷嘴(8)内混合后经磨料喷嘴(8
‑
2)喷射到工件(6)上；所述工件(6)置于三坐标移动平台(7)上。2.根据权利要求1所述的高压磨料水射流装置，其特征在于，所述喷嘴(8)为渐缩状中空结构，所述喷嘴(8)上端面上开设有进水口，侧壁开设有进料口(22)，渐缩段的末端开设有磨料喷嘴(8
‑
2)；进水口引入高压水管(21)，高压水管(21)末端设置有高压水喷嘴(8
‑
1)，其中，高压水喷嘴(8
‑
1)低于进料口(22)；所述进料口(22)为倾斜孔。3.根据权利要求2所述的高压磨料水射流装置，其特征在于，所述喷嘴(8)内腔为磨料混合室(8
‑
3)。4.根据权利要求1所述的高压磨料水射流装置，其特征在于，所述喷嘴(8)为渐缩状中空结构，喷嘴(8)内设置有分离结构(9)，其中，分离结构(9)下端为倒锥形开口结构，所述喷嘴内腔与分离结构(9)之间的区域为磨料混合室(8
‑
3)；所述喷嘴(8)侧壁开设有进料口(22)，物料从进料口(22)进入磨料混合室(8
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3)内并与分离结构(9)内喷出的高压水在磨料混合室(8
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3)内混合后经磨料喷嘴(8
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2)喷出到工件(6)上。5.根据权利要求4所述的高压磨料水射流装置，其特征在于，分离结构(9)内设置有高压水管(21)。6.根据权利要求1所述的高压磨料水射流装置，其特征在于，还包括水箱...
【专利技术属性】
技术研发人员：李荣，陆华，王振刚，黄军，陈真，张春林，
申请(专利权)人：南通中远海运船务工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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