優勢
允許使用同一系統執行水射流和等離子幹切操作
冷卻處理可将闆材變形和受熱區域降至最低
可使用抛光功能加工高質量切面
切割較厚不鏽鋼闆或鋁闆速度更快
允許使用同一耗材進行直切或斜切
相比于特種氣體價格低廉，節省工藝與耗材成本
可從水射流模式方便快捷地轉換到幹切模式
切割與劃線模式快速轉換
無需去離子水了解更多。
分類
射流離開噴嘴後最常見的形式是圓柱射流。這種形式的射流攜帶射流能量最為有效，但它在靶件表面上的有效打擊面積也最小。為了進行大面積清洗，通過改變噴嘴形狀就有了扇形射流，其特點是射流以一條線的形式沖擊在靶件上，随着噴嘴的位移，便出現了一條寬幅的清洗帶。近來還出現了一些不同形狀的噴嘴，如圓錐形、三角形。矩形等，統稱為異形噴嘴。
射流因其介質不再局限于水，應嚴格定義為液體射流。如切割含有糖分的食品，水則容易溶化糖而破壞了這些食品。為了避免此缺陷，對切割蛋糕和巧克力之類的食品應采用植物油或其他可食用油作介質。某些射流應用場合還要求用乳化液作介質。但是，我們泛稱水射流并不影響其他液體射流的存在。
實際應用的水射流大緻可以分為3種類型：連續射流、脈沖射流、空化射流。
連續射流
連續射流是最普通的射流形式，又是一個龐大的家族，可以細分為如下幾類。
(1)根據射流性質分為；
①液體射流（包括水射流和其他液體射流）；
②液體一固體射流（即磨料射流）；
③液體一氣體一圓體射流（氣壓輸送磨料）。
(2)根據射流壓力分為：
①低壓力射流：工作壓力不大于10MPa的水射流，其系統主機多為離心泵或低壓往複泵；
②高壓力射流：工作壓力在100MPa的水射流，其系統主機多為高壓往複泵；
③超高壓力射流：工作壓力不小于100MPa的水射流，其系統主機多為超高壓往複泵和增壓器。
上述劃分依據中國有關标準。由于水射流作業的高壓化、大型化發展趨勢，高壓水射流的概念逐漸認同到150～200MPa；超高壓水射流的概念則已認同到工作壓力不小于200MPa，因為這是一般水切割作業壓力的下限。對此，水射流設備标準正在修訂。連續射流又可加溫、加化學清洗劑、加長鍊聚合物以提高其性能。
(3)根據射流周圍介質分為：
①淹沒射流一一水射流在水中或其他液體中噴射；
②非淹沒射流——水射流在空氣中噴射。
(4)根據射流用途分為：
①霧化射流（降塵、噴灌等）；
②造型射流（噴泉、人造瀑布、水幕等）；
③真空射流（水射流抽吸）；
④圓柱射流（消防、清洗等）；
⑤細射流（清洗、切割等）。
脈沖射流
脈沖射流是非連續射流，這種間斷射流的形象很類似于子彈射出，
它由以下幾種方式産生：
(1)聚能驟放，或曰“水炮”；
(2)壓力擠出；
(3)流量調節，又稱“水擊”。
這些射流的性能取決于水擊形成的頻率、水擊長度與射流直徑之比和水擊的能量。
聚能驟放型和壓力擠出型都有個共同特性，那就是足夠高的能量産生了脈沖；與此相對應的是流量調節型，它産生了許許多多的脈沖，而每個脈沖僅需很小的能量。
(1)聚能驟故型脈沖射流的特性如下：
①速度衰減迅速，脈沖持續相對短促；
②每次脈沖噴射的流量足夠小；
③最大射流速度取決于噴嘴面積比（噴嘴人口截面面積與出口截面面積之比）及噴嘴長度與水擊長度之比而不是噴嘴直徑；
④速度衰減時間是水擊速度的函數。
(2)壓力擠出型脈沖射流的特性如下：
①持續的射流速度與時間和長脈沖有關；
②大流量脈沖特征，脈沖流量取決于泵機組高壓缸容積和行程；
③最大射流速度取決于噴嘴直徑而不是噴嘴面積比；
④相對于壓力随時間變化關系，靶件負荷接近于階躍函數。
由于這些脈沖射流産牛的失效形式不完全控制裂縫延展，結果使靶件表面材料的剝除量大且無規則。
流量調節型脈沖沖射流基本上是間斷連續射流，其結果形成分離間距較小的流體束來神擊材料表面。這種形式的射流有以下特性：
①每個脈沖所需能量小；
②高頻率的脈沖沖擊；
③脈沖沖擊類似液滴沖擊，不産生持續的靶件負荷，動量作用占主導地位。
空化射流
空化射流是一種在射流中自然産生空化氣泡的連續射流，空泡或采用空氣或采用淹沒方式産生，采用多種方法在流體中形成一個壓力低于當地蒸汽壓力的區域，這樣也就激發了空化核的生長（流體中的氣泡），這些氣泡被卷入射流進一步生長，直到它們接近被清洗或切割的表面由于受阻滞而引起破裂。在破裂過程中，産生非常高的壓力和微射流，靶面應力高于大多數材料的抗拉強度。雖然單獨的空泡破裂造成的破壞程度較小，但持續漸增的此類現象使得材料的失效延展擴大。
(1)相對于連續射流，空化射流的優點如下：
①硬質物品所需工作壓力大幅度降低；
②噴嘴和其他高壓部件壽命延長；
③切縫比連續射流要寬得多，這對表面清洗來說是一個優點；
④在水下相對于連續射流性能有所提高。
(2)相對于連續射流，空化射流的缺點如下：
①切縫極大；
②流量比連續射流要大10倍左右；
③切割質量相對不好控制；
④靶距的局限性。
空化射流系統在清洗與彈藥回收應用方面已有業績。
應用
水射流的壓力和流量覆蓋範圍很廣，形式也多種多樣，困此它的應用也就非常廣泛，甚至滲透到風馬牛不相及的各個領域。我們就以壓力這條主線來簡要地談一下水射流的應用。
低壓
低壓水射流所用的主機大都是離心泵，它的流量相對很大，除了常見的消防、噴泉、噴灌等用途外，這裡着重介紹一下新的用途。
噴泉看似很傳統，但它的推陳出新形成了對低壓水射流難以解開的謎。瑞士日内瓦湖的噴泉以其噴射高度達160多米成為世界最高噴泉。它的水上水柱質量達7t，射流質點自噴出至最高點再落下一個行程需16s。其主機由兩台1320kW的大型離心泵并聯組成，流量達500L/S。該噴泉的壯麗景觀已經成為同内瓦市的象征，難怪美國欲與瑞士合作将其移植。日内瓦人幽默地回答：如果世界各地都有這樣的噴泉，那麼日内瓦就不叫日内瓦了。
盡管如此，沙特阿拉伯的吉達市海濱、澳大利亞堪培拉的格裡莽湖、美國聖路易斯市都出現了類似的高射程噴泉，我國已有了這類奇觀。如何增加噴射高度已成為噴泉的技術奧秘了。水幕電影是噴泉的一種新形式，即通過特殊的噴頭形成高達50m左右的均勻薄平的巨型水幕，在該水幕上放映激光電影，達到白天無影無蹤，夜間神奇入畫的效果。這是加拿大首先開發應用的新技術，用作廣告媒體和旅遊景觀也是别出心裁的。水射流用于消防也很傳統，水霧滅火則是一種新的方法。
它以水霧取代大流量水柱，即采用lOMPa高壓泵通過噴射系統産生小于0.Imm直徑的水霧水柱，細小水珠蒸發起到迅速制冷作用，在蒸發過程中水珠體積擴大600倍，以隔絕燃燒物體處的氧氣，達到滅火目的。水霧滅火特别适用于帶電區域的火災，而這類火災則很難使用連續水射流。同時，高壓小流量的水霧滅火較常用的水龍頭滅火節水近90%。
大流量水射流沖擊泥土作用有這樣一個實例：在1973年埃以戰争期間，以方為保證24h内橫穿運河修建數座橋梁，在巴列夫防線的部分區域堆起巨沙屏障，試圖阻滞埃及坦克部隊48h。要搗毀這座沙牆，使坦克能穿行過去，按正面豁口寬6.8m計算，要求排除約55立方的黃沙。在東堤通過坦克部隊需打出約60處這樣的豁口，若使用推土機則需要10～12h，然而埃方采用了高壓水射流僅用不到5h就打開了豁口，破壞了巴列夫防線，為其軍隊赢得成功。
高壓
高壓水射流應用于船舶除鏽和工業清洗已很普遍。在水射流中，适用範圍最廣的就是高壓水射流，其壓力範圍在10～lOOMPa，壓力上限現已擴展到250MPa。這個壓力區間的特點是随着機組功率的增加，由單機轉變為成套裝備，由簡單作業（如清洗）轉變為複雜作業（如開采煤礦等）。
高壓水射流的另一應用就是破碎，可用其在材料上開槽，近十年發展到機械輔助剝除大量材料。目前，幾乎在所有情況下，設備的研究已經集中在設計好的噴嘴，以及可靠的旋轉噴頭和旋轉接頭（它們可大大提高水射流束在物件表面上的移動速度）。破碎功能應用于機場跑道除膠、橋梁維修、煤層開采、輔助掘進、公路破壞，大壩澆注沖毛等等。
超高壓
超高壓水射流有2種主要形式：即壓力範同在200～400MPa，借助連續介質流的形式，此間流量多在2～6L/min；而當壓力達700MPa甚至更高時，其裝置則為單擊水炮形式。超高隘水炮裝置由聚集的大量高壓壓縮氣體（氨氣或空氣）提供驅動壓力，在水炮擊發前，或借助點火引爆，或借助推進物沖擊炮筒，使其能量突然爆發。由于射流炮筒超高壓水切割設備與工藝是近10年來各國水射流行業的發展熱點，從曆次國際水射流會議論文來看，水切割技術内風毛麟角發展為主導内容，随着水切割設備與工藝的商品化，水切割應用已滲透到許多工
業領域。200～300MPa的連續運行射流切割系統，比其他許多切割工具更加令人滿意。其特點是對材料無選擇性、切縫窄(0.3mm)、質量好、不破壞材料内部組織、能進行二維與三維異形切割。
水射流在70MPa壓力下的流速約為300m/s，當壓力達到超高壓時，流速可望達到1000m/s，這樣就可實現很高的切割速度。水切割一旦實現很高的壓力、很小的流量作業就意味着工作台位上的作用力很小，這就使得切割噴嘴很容易安裝在機器人手臂上，實現計算機控制下三維複雜形狀的高精度切割。
水切割對材料的無選擇性極為重要，也就是說它既能切割剛性的金屬闆材，又能切割柔性的布匝紙張。人們還曾用作工具切割軟糖。然而，純水射流的切割應用受到了壓力的局限，一味地升高壓力又意味着設備可靠性難以保證，且不容易實現，從而也就有了磨料水射流的20年發展史。用200MPa以上的射流壓力引射磨料，在短靶距時可很好地用于切割，這就為明顯降低射流壓力，使其技術可靠地進入商品化創造了條件。
工具發展
人們認識水射流應該說還是從水的沖刷作用開始的。大雨能把田地沖出一道水溝，能剝落山岩，甚至能造成泥石流。河道出口久而久之便沖積成了三角洲。水對大自然的鬼斧神工表現在3個方面：使材料破裂、流動、去除。
水射流的應用起源于采礦業。早期利用水射流沖洗礦石中的泥土，蓄水運送并篩選礦石和直接周水射流沖刷煤層。由沖刷到破碎實際上是水射流的一個質變，前者是低壓大流量，後者則是高壓小流量。本世紀30年代已開始用水射流采煤。開始是用lOMPa以下的水射流沖采中硬以下煤層，至70年代已發展到用20～30MPa水射流慢速切割煤體，再後來就是高壓至lOOMPa、超高壓大于200MPa的水射流輔助采煤機、掘進機用于破碎落煤和破岩。
隻有提高水射流工作壓力才能使其廣泛應用于大工業部門，這已成為人們的共識。20世紀70年代，高壓水清洗和超高壓水切割在同步發展。80年代，高壓清洗已日趨完善，普及應用。超高壓水射流切割工藝一直是水射流行業研究、追蹤的熱點。尤其在80年代末、90年代初期這類所謂“水刀”設備已經批量化、商品化，而且以機械于控制切割頭為代表的産品已迅速達到了全自動、智能化的高水平。
水射流技術在向高壓方向發展的同時，70年代末期國際水射流領域出現了一個引人注目的新動向，即從單一提高水射流壓力，的觀點開始轉向研究如何提高和發揮水射流的潛力這方面來了。這就有了脈沖射流（水炮）、高溫射流、磨料射流和擺振射流。這些射流與同等壓力下的普通連續射流相比，顯然大大提高了作業效率。
80年代以來，磨料射流、空化射流、氣水射流和旋轉射流的進一步發展，将高壓水射流技術推向一個新的階段。水射流領域已經形成了一個以壓力、功率為縱坐标、以射流形式為橫坐标的技術與産品的甲而型譜。高壓水射流技術的應用範圍也由單純的采礦業擴大到石油、化工、輕工、航空、建築、冶金、市政工程和醫學等領域。
産品介紹
高壓水射流技術逐漸形成了以下幾類專業産品：數控超高壓水切割機、系列高壓清洗機（線）、超高壓大功率水射流成套設備、清洗類的微小型（含熱水）清洗機等，除此之外，高壓水射流技術輔助設備及應用發展得很快，如鑽采工具、推進工具、挖（吸）泥工具等。
超高壓水切割機
超高壓水切割機又稱“水刀”，我國存上世紀90年代後期開發的産品，不到10年，目莳已經擁有10多家制造企業，年産量800台，産值約2億元人民币，這一數據在美國也是令人生畏的。
水切割機産品的工作壓力大都在250～330MPa之間，數控、伺服電機驅動，主機為增壓器和超高壓泵兩種形式。由于超高壓的緣故，高壓承壓件、噴嘴、閥與密封一直是其産品可靠性的攻關對象，與國外專業公司的合作極大地促進了這一産業的發展。雖說水切割的最大優勢是對材料的無選擇性，即它可以切割任何一種材料，但由于運行成本、切割工藝及質量等諸多因素，我國的水切割及其産品主要用于石材、玻璃等非金屬件的切割，因為一般的金屬闆材切割可采用傳統工藝，無需講究切縫質量，又很省錢。
水切割作為一種冷态切割工藝，它不會破壞材料内部組織，因此适用于貴重金屬闆材的切割，對此，我國已在炮彈切割處廢、核島容器複合材料切割作業中有所作為，而水切割主要應用在非金屬闆材切割，市場現狀使其無斷點切割和切縫無需_二次加工的特點發揮到了極緻，作為産品，磨料射流切割尚處在小功率機組(大約在15～22kW)範圍，流量在2～31L/min，切割平台則應市場要求最大尺寸達到了4×2.5m。
顯然，金屬切割将成為超高壓水切割的新的應用目标，這就需要工作壓力不低于400MPa，而且最好以純水射流切割用于貴重金屬薄闆作業。純水射流切割最大的優點是切縫更窄、切割精度更高，而且能鑽出微小孔。增壓器欲可靠地将300MPa壓力提升到400MPa以上，必須加強對超高強度材料與工藝的研究應用，要使所用材料常規化，才能使這一技術不停留在實驗室裡。純水射流要擺脫磨料和磨料噴嘴的束縛，除研究更高壓力源的可靠性以外，還需研究超高壓空化射流的産生與作用，以期盡可能地使低壓力的純水射流形成良好的切割功能。
金屬切割的一個重要應用領域是在線切割，即在有害有毒等危險的現場（如石化、煤油裝置）切割罐槽、管道，由此産生了靠軌切割裝置，像機器人等。還有一個被忽視的作業方式就是最簡單而又最難實現的人工手持切割，它随意性強、用途十分廣泛，但由于不定的靶距和震動等因素，需要借助輔助手段才能達到頹期效果。
大功率的增壓器也是水切割技術繼續解決的問題，我國已有這類産品間世，但超高壓和大功率這對矛盾加之可靠性的要求，300MPa、55--130kW以上的産晶仍是個瓶頸。這種産品可以帶動多切割頭作業，也可以實現更大流量空化射流的切割工程。流量大就不怕浪費，對執行機構也就要求簡單，也容易實現空化射流。
高壓清洗機
我國的高壓水射流技術就是在上世紀80年代由高壓清洗機發展而來，最初技術參數是35MPa、37kW的機組，已經顯示出神奇的功能。現在，國産清洗機的大路産品是lOOMPa、130kW以内的，少有150MPa、160kW甚至更高功率的産品。工業清洗一直是一個方興未艾的巨大市場，目前，20多家制造商年産量約在3000台(套），産值在4～5億元人民币。
高壓清洗機的發展從泵的可靠性和系列化到重視射流附件和執行機構，技術的成熟性使這類産品的市場有增無減，用途也層出不窮。柴油機組使清洗機越來越機動靈活，可适應更大功率。
在現有應用的良好基礎上，作為清洗機用高壓泵應當在重視進水的水質處理基礎上，開發泵速更高的機型，中、小功率機組應突破500r/min泵速的限制，在500～600r/min之間開發，這樣，機型将更小、成本也就更低。泵速的提高要注意解決潤滑和溫升問題。
射流附件一直是制造商想繞叉繞不開的問題，國外技術的滲入雖創造了新的局面，但由于高壓清洗機的價位競争，附件還需立足于自主發展。溢流型噴槍已經廣泛應用，隻是現有産品還偏于保守，顯得笨重，造型也不盡如人意，要減少承壓件的數量和尺寸，可通過對非承壓件以塑代鋼，把重量降下來。另外，電開關噴槍轉移了危險點，而啟動溢流閥又容易實現，值得推廣使用。
各類旋轉噴頭一直是行業産品的弱項，其應用證明旋轉射流遠遠優于同等功率的圓柱射流，尤其對大功率機組更是如此，由于旋轉噴頭制造要求高、應用成本高，制造商們在萬不得已的情況下是不推薦使用的。因此，它的用量和質量還都不如意，除了大功率機組成本高難以回避使用外，旋轉射流尚處在概念階段，其産品也是舶來品。随着應用的成熟，必須加強旋轉噴頭的國産化工作，它不僅是射流技木的革命，更重要的是高壓旋轉密封與減速技術可以帶動相關成套技術的進步，其中要注視組合噴嘴（頭）的使用。
從單一噴嘴元件到組合噴嘴總成也是一個質的飛躍，後者的要害是将射流磨損件單獨以小尺寸制作，既降低成本，叉作為易損件拆換，而且同一個外形尺寸能更換多變工況與形狀的噴嘴，然而這一技術在國内制造業中并未推廣，因為材料、工藝都要比單一噴嘴複雜，但這一發展方向已是廣泛共識。
在高壓清洗機基礎上依據專用用途要求完善成套技術就能夠達到某種特定功能，如批量刀具油垢、鏽垢的清洗，批量軸承油垢的清洗。一項技術的成套開發是無止境的，也隻有以技術含量才能赢得更大的市場和利潤空間。
超高壓大功率設備
超高壓大功率成套設備是近年在我國發展起來的，它之所以區别高壓清洗機系列産品
一是參數特别，一般在150～250MPa、200kW以上甚至是520kW機組功率，這是一套投資很大的設備；
二是用途特别，如機場跑道除膠、鋼質表面除鏽丁程、氧化鋁管道化清除結疤工程等，作業難度大、強度大、要求也高，因而成套技術性就很強；
三是主機大都來自歐美原産地，因市場剛開始啟動、技術含量高、投資成本大，國内制造商還不能生産這種大泵機組，但國内進行工程的總體設計、裝備的成套組裝已成為現實。也正是如此，以主機進口、國内成套已成為當今我國行業技術提升的一個有效途徑，它小僅可以極大地降低依賴進口的成本，而且很多特别的專用要求是國外也未有經驗的，需要我們自己去研究、去嘗試。
提高壓力即提高了作業的能力，提高流量及提高了作業的效率，這就是為什麼要發展超高壓大功率水射流機組的原因。美歐專業制造商今年的産品發展方向就是如此。這樣一來，原本通用性的水射流技術越來越呈現其專用特點，越來越由單一清洗走向工程化，如采用一台變速泵、超高壓小流蕈可以清除機場标志線，高壓大流量可以快速将機場跑道除膠；超高壓純水射流機組引起流量的增大可以進行地面鋼質表面預處理，而且附以真空技術又創造了用水除鏽不返鏽的奇迹。
采用100MPa、300kW以上的泵杌組就可以成套開發水力破碎設備，以其沒有應力擴散，可以随心所欲地剝除混凝土厚度，叉可以機器人做執行機構實現任意工作面作業從事水力破碎路面、橋梁、隧道等工程。氧化鋁管道化和壓煮器等裝備的結疤現象一直是無法解決的難題，可采用150MPa、200L/min流量的大型泵機組配備專用多噴嘴噴頭使想象得以實現。超高壓大功率水射流成套設備的市場很大，在現階段也必須由國際合作才能完成，這就昭示着我們要在成套設備應用基礎上發展自己的先進泵技術和先進成套技術，唯有這樣，才能以更低的成本來普及這項技術。
将水射流技術應用于大型工程一直是業内人士的追求，這就需要我們要有更大的膽識、更多的知識面和更嚴謹的技術，通過這類設備的開發，更能深切地感觸到“高壓水射流技術是以水射流為中心，集泵、閥、密封、液壓、材料、自動化控制等多學科為一體”的含義。有了這樣的業績，就能夠一通。肖通地解決更加複雜與苛求的工程難題，可以說，本節所述内容是我國也是國際水射流技術應用的發展方向，它的技術難度和投資風險也是相對最大的。
微小型清洗機
我國的微小型清洗機（含熱水型）是指機組功率7.5kW以下、大路産品在3kW左右的移動式或便攜式機組，這種機組大都是一泵一閥一槍，非常簡單實用。離溫清洗機因其射流加熱到100℃以上的汽化溫度，更适應清洗油污等。最初的微小型清洗機組要用于清洗汽車車輛，随着清洗市場滲透到各個角度、在發達國家稱為家庭工具，這類産品用途在擴大、技術在提高、美觀實用已成為首選條件。我國這類産品曆經優勝劣汰，已呈現出集約化産業趨勢。批量大、規模大、出口量大已成為這類産品的标志。
這類産品的成套技術也是新的發展方向，将清洗機與真空泵結合就能同步清洗、吸幹地面，是多功能的清潔産品，以該産品為動力提高壓力，可以改造成為清洗街頭小廣告的專用設備，清洗市政道路護欄、高速公路護欄的專用機組；采用爬壁機器人技術與之成套，可以實現高層建築自動爬壁清洗，這一市場明顯有着廣泛的前景，但長時間以來，研究機器人的技術與研究水射流技術的一直未能很好地在産品上結合，使得這一市場一直處于宣傳階段，好的産品仍是空白。
在城市清潔化越來越高要求的今天，以百米高層建築外表面清洗為目标的爬壁機器人清洗機必将赢得驚人的市場。以高壓水直接作用于壁面清洗并回收循環使用廢水，以爬壁機器人作為執行機構，這一技術方案已經成熟，因為每個學科都已有成功的應用，現在的工作僅僅是為新的目标組合而已。可以相信，不久的将來，微小型清洗機的成套技術發展與應用會成為這類産品新的開發方向。
