El corte por chorro de agua es un proceso revolucionario que puede cortar diversos materiales con gran precisión y un daño térmico mínimo. Un factor clave que determina el rendimiento del corte por chorro de agua es su velocidad.

En este artículo examinaremos cómo afecta la velocidad al corte por chorro de agua y la relación entre velocidad, calidad de corte y acabado superficial. También compararemos velocidad de corte por chorro de agua con otros métodos de corte. Así que, empecemos.

¿Cuál es la velocidad de corte de un chorro de agua?

La potencia de la bomba determina principalmente un chorro de agua velocidad de corte. Cuanto mayor sea la potencia, mayor será la velocidad de la máquina de corte por chorro de agua. Nuestra cortadora por chorro de agua típica funciona dentro de un rango de presión de 40.000 a 60.000 psi (psi es la medida de la presión). 

A una presión de 40.000, el agua sale a chorro de la boquilla a una velocidad aproximada de Mach 3 (760 m/s). Para cortar eficazmente los materiales, el agua se descarga a una velocidad superior a Mach 3 (1020 m/s) cuando se aumenta la presión a 60.000 psi.

¿Qué factores afectan a la velocidad de corte por chorro de agua?

Corte por chorro de agua es un método muy eficaz utilizado en diversas industrias para el corte de precisión. La velocidad de la máquina de chorro de agua depende de varios factores que son cruciales para determinar la velocidad de corte. Estos son los elementos importantes que influyen en la velocidad de corte por chorro de agua:

Presión

La presión de la máquina de chorro de agua es un factor crítico que influye en la velocidad de corte. Cuanto mayor es la presión, mayor es la velocidad del agua, lo que aumenta directamente la fuerza de corte.

La velocidad del agua viene determinada principalmente por la bomba de alta presión utilizada para acelerar su flujo. El aumento de la presión también puede mejorar la calidad de la sección de corte, lo que se traduce en mejores resultados de corte.

Abrasivos usados

El tamaño, la calidad y la cantidad del abrasivo en el corte por chorro de agua también afectan a la velocidad de corte. Los abrasivos de mayor dureza ofrecen una mayor velocidad de corte. El abrasivo estándar del sector es el granate con un tamaño de malla de 80.

Sin embargo, el granate se presenta en diversas calidades y variaciones. Para obtener resultados de corte óptimos, es aconsejable utilizar granate de grano fino y buena homogeneidad.

Diámetro de la boquilla

El diámetro de la boquilla utilizada en el corte por chorro de agua desempeña un papel importante en la determinación de la velocidad de corte. Un diámetro de boquilla mayor permite que fluya más agua, lo que aumenta la potencia de erosión del agua. Sin embargo, el uso de una boquilla grande puede dificultar el mantenimiento de la alta presión del chorro de agua.

Por ejemplo, el corte de una lámina de aluminio de 5 mm con una boquilla de 0,007″ de diámetro se puede realizar a unas 15 pulgadas por minuto, mientras que utilizando una boquilla de 0,014″ de diámetro se puede aumentar la velocidad de corte a aproximadamente 40 pulgadas por minuto.

Es importante tener en cuenta que un mayor diámetro de la boquilla se traduce en un mayor caudal de agua y abrasivos por minuto, lo que puede aumentar el coste global del proceso.

Material Grosor

El grosor del material a cortar es un factor importante que afecta a la velocidad de corte por chorro de agua. En general, la velocidad de corte disminuye a medida que aumenta el grosor del material. Por ejemplo, una cortadora por chorro de agua puede cortar una chapa de acero inoxidable de 6 mm de grosor a una velocidad de 6 pulgadas por minuto.

Sin embargo, cortar una chapa de acero inoxidable de 20 mm de grosor con el mismo cortador y diámetro de boquilla puede reducir la velocidad de corte a unas 2 pulgadas por segundo. Los materiales más gruesos requieren más fuerza de corte, lo que en última instancia se traduce en una menor velocidad de corte.

Tipo de material

Los distintos materiales tienen características físicas diferentes que afectan a la velocidad de corte del chorro de agua. Los materiales blandos y porosos son más fáciles de cortar, mientras que los más duros tardan más.

Por ejemplo, una cortadora de chorro de agua típica puede cortar un cristal de media pulgada de grosor a una velocidad de 12 pulgadas por minuto. En cambio, cortar una lámina de titanio de media pulgada de grosor con la misma cortadora puede reducir la velocidad a 6 pulgadas por minuto.

Caudal y calidad del agua

La calidad del agua utilizada en un sistema de chorro de agua influye significativamente en la velocidad de corte. Las impurezas del agua de baja calidad pueden obstruir las boquillas y los tubos de la máquina, lo que ralentiza el proceso de corte y provoca averías en el equipo. El uso de agua tratada garantiza un corte más rápido y aumenta la vida útil del equipo.

Además, el ajuste del caudal de agua puede afectar a la velocidad de corte. Un mayor caudal da lugar a un proceso de corte más rápido debido al aumento de la fuerza de erosión.

Sin embargo, un mayor caudal también puede provocar un deterioro más rápido de los componentes y un aumento de los costes de funcionamiento. Encontrar el caudal óptimo requiere probar diferentes caudales en diversos casos de uso.

Ángulo de conicidad

El ángulo del cono tiene un efecto menor sobre la velocidad de corte en el mecanizado por chorro de agua. Los ángulos agudos pueden acelerar el proceso de corte, mientras que los ángulos cónicos bajos pueden ralentizarlo.

Sin embargo, es importante tener en cuenta que los ángulos pronunciados pueden comprometer la precisión del corte. Por tanto, equilibrar velocidad y precisión es crucial a la hora de considerar el ángulo del cono.

Longitud del tubo de enfoque

La longitud del tubo de enfoque tiene una relación adversa con la velocidad de corte. La velocidad del chorro de agua disminuye a medida que se alarga el tubo.

A su vez, esto hace que disminuyan la precisión y la velocidad de corte. Tanto la precisión como la velocidad de corte se mantienen con un tubo más corto.

Estilo de corte

Los cortes más rápidos son los rectos. La velocidad de corte se reduce, ya que el cabezal de corte por chorro de agua debe detenerse y volver a moverse para realizar un giro de 90 grados.

Utilizar bordes redondeados en lugar de afilados es la mejor técnica para aumentar la velocidad de corte. De este modo, la máquina puede seguir cortando alrededor de la curva sin detenerse.

Experiencia del operador

Los operarios expertos pueden configurar la máquina para obtener una calidad y velocidad de corte óptimas. A veces, a los operarios inexpertos que no conocen el procedimiento les lleva tiempo configurarlo y comprender los resultados a lo largo del proceso.

Los trabajadores no cualificados pueden necesitar algún tiempo y muchas pruebas de ensayo y error para optimizar el proceso para la velocidad. Por ello, si su prioridad es el corte a alta velocidad, asegúrese de que la maquinaria la utiliza una persona cualificada.

Estabilidad de la red eléctrica

Incluso cuando el equipo de chorro de agua funciona a la perfección, los fabricantes suelen notar una disminución de la velocidad de corte. El suministro eléctrico del equipo fluctúa, lo que provoca que esto ocurra.

El propio equipo también puede verse perjudicado por estas variaciones, que reducen aún más la velocidad de corte. Asegúrese de que su red eléctrica es estable para un funcionamiento más rápido y eficaz del chorro de agua.

Relación entre velocidad de corte por chorro de agua, calidad de corte y acabado superficial

La relación entre la velocidad de corte por chorro de agua, la calidad del corte y el acabado superficial es crucial. Dos características notables de la tecnología de corte por chorro de agua que afectan directamente al resultado son el retardo del chorro y la conicidad.

A medida que aumenta la velocidad de corte, se acentúa el retraso del chorro, es decir, el tiempo que transcurre entre el contacto inicial del chorro de agua y el material que se está cortando. Cortar demasiado rápido puede provocar un retraso del chorro que afecte negativamente a la calidad general del corte.

Además, la velocidad a la que se realiza el corte también puede influir en la conicidad, que es la variación de la anchura del corte de arriba a abajo o viceversa. Cuando la velocidad de corte es demasiado lenta, puede producirse una conicidad. Esto afecta a la suavidad de la superficie al crear un corte más ancho en un extremo que en el otro.

¿Cómo se compara la velocidad de corte por chorro de agua con la de otros procesos de corte?

Al comparar la velocidad de corte del corte por chorro de agua con otros métodos, es fundamental tener en cuenta el tipo de material que se va a cortar, su grosor y la calidad requerida. He aquí una comparación general:

Corte por chorro de agua frente a corte por láser

Corte por láser suele ser más rápido que el corte por chorro de agua. Sin embargo, el corte por láser genera calor, lo que puede provocar daños térmicos o deformaciones en determinados materiales.

El corte por chorro de agua, que es un proceso de corte en frío, evita este problema, por lo que es una mejor opción para materiales sensibles al calor.

Corte por chorro de agua frente a corte por plasma

Corte por plasma suele ser más rápido que el corte por chorro de agua para los materiales que puede tratar eficazmente, incluidos metales como el acero.

Sin embargo, al igual que el corte por láser, el corte por plasma puede causar daños térmicos. Además, las cortadoras por plasma pueden tener problemas con los cortes de precisión en materiales más finos y no conductores, a diferencia de las cortadoras por chorro de agua.

Chorro de agua frente a electroerosión por hilo

Electroerosión por hilo (EDM) es un método que utiliza descargas eléctricas para cortar materiales. Aunque es preciso, suele ser 10 veces más lento que el corte por chorro de agua, sobre todo para materiales más gruesos.

Además, la electroerosión puede cortar normalmente materiales conductores, mientras que el corte por chorro de agua puede manipular una gama más amplia de materiales.

Conclusión

La velocidad de corte por chorro de agua es un factor crítico que puede hacer o deshacer sus operaciones de corte. Ahora que conoce los factores que afectan a la velocidad de corte, puede optimizarla en consecuencia. En última instancia, puede lograr una mayor productividad, una mejor calidad de corte y un ahorro de costes. 

Sin embargo, debe seleccionar el tipo de máquina adecuado y formar a su personal sobre cómo utilizarla con seguridad y eficacia. ¿Por qué no Contacto que se encargue por usted? Le ayudaremos a encontrar el la mejor solución de corte por chorro de agua para sus necesidades.