Was wirkt sich auf die Wasserstrahl-Fokussierröhre aus?

Beim abrasiven Wasserstrahlschneiden ist das Wasserstrahl-Fokussierrohr eine wichtige Komponente. Das Hochdruckwasser und das Strahlmittel werden auf ein effizientes Schneidstrahlrohr fokussiert. Bei diesem Verfahren beeinflussen die physikalischen Vorgänge im Rohr entscheidend die Endgeschwindigkeit und Präzision des Schneidstrahls sowie die Schnittfugenbreite am Werkstück. Doch welche Faktoren beeinflussen die Funktion und Lebensdauer eines Wasserstrahlfokussiertubus?

1. Ein wichtiges Merkmal eines Wasserstrahl-Fokussiertubus ist seine Länge. In Kombination mit der Geometrie der Einlaufzone bestimmt die Wasserstrahlschneidrohrlänge maßgeblich die Geschwindigkeit und Fokussierung des austretenden Strahls. Der reine Wasserstrahl, der von einer Diamant- oder Saphir-Fokusöffnung erzeugt wird, wird mit einem Schleifmittel in der Mischkammer verstärkt, die sich vor dem Fokussierrohr befindet. Bei diesem Verfahren sind sowohl ein korrekter Einlaufwinkel als auch eine Mindestrohrlänge erforderlich, um die Schleifpartikel an die Geschwindigkeit und Richtung des Wasserstrahls anzupassen und so einen präzise fokussierten und effizienten Schneidstrahl zu erzeugen. Allerdings sollte der Fokussiertubus auch nicht zu lang sein, da sonst der Strahl durch Reibung an der Innenfläche abgebremst wird und die Schnittleistung nachlässt.

2. Betrachtet man das generelle Zusammenspiel von Fokussiertubus und Wasserblende, gibt es auch hier einiges zu beachten. So ist beispielsweise das Verhältnis der jeweiligen Innendurchmesser wichtig für die exakte Fokussierung des Schneidstrahls. Der Wasserstrahl-Schneidkopf garantiert eine exakte Ausrichtung von Fokussierdüse und Wasserstrahlöffnung sowie das richtige Verhältnis zum jeweiligen Innendurchmesser – empfohlen wird ein Verhältnis von ca. 1:3. Beispielsweise beträgt der Innendurchmesser des Wasserstrahl-Schleifrohrs 1,0 mm und der Innendurchmesser der Öffnung sollte etwa 0,3 mm betragen. Dann ist dieser Gruppenschnitt am stärksten und der Verschleiß an der Wasserstrahlrohrwand geringer.

3. Außerdem müssen das Wasserstrahl-Fokusrohr und die Blende genau ausgerichtet sein. Normalerweise ist insbesondere am Rohreintritt ein konzentrischer, leicht wellenförmiger Verschleiß zu beobachten. Bei ungenauer Ausrichtung erhöht sich der Verschleiß und beeinträchtigt nach kürzerer Einsatzdauer die Qualität der Wasserstrahldüse. Dies kann zu einer Umlenkung des Schneidstrahls am Rohraustritt und einer Verschlechterung der Schnittqualität am Werkstück führen.

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