O corte por jato de água é um processo revolucionário que pode cortar vários materiais com elevada precisão e danos térmicos mínimos. Um fator chave que determina o desempenho do corte por jato de água é a sua velocidade.

Neste artigo, vamos analisar a forma como a velocidade afecta o corte por jato de água e a relação entre a velocidade, a qualidade do corte e o acabamento da superfície. Iremos também comparar velocidade de corte por jato de água com outros métodos de corte. Então, vamos começar.

Qual é a velocidade de corte de um jato de água?

A potência da bomba determina principalmente um jato de água velocidade de corte. Quanto maior for a potência, maior será a velocidade da máquina de corte por jato de água. O nosso cortador de jato de água típico funciona num intervalo de pressão de 40.000 a 60.000 psi (psi é a medida da pressão). 

A uma pressão de 40.000 psi, a água é lançada para fora do bocal a uma velocidade de aproximadamente Mach 3 (760 m/s). Para cortar eficazmente os materiais, a água é descarregada a uma velocidade superior a Mach 3 (1020 m/s) quando a pressão é aumentada para 60.000 psi.

Que factores afectam a velocidade de corte por jato de água?

Corte por jato de água é um método altamente eficiente utilizado em várias indústrias para o corte de precisão. A velocidade da máquina de jato de água depende de vários factores que são cruciais para determinar a velocidade de corte. Eis os elementos importantes que influenciam a velocidade de corte por jato de água:

Pressão

A pressão da máquina de jato de água é um fator crítico que influencia a velocidade de corte. Quanto maior for a pressão, maior será a velocidade da água, o que aumenta diretamente a força de corte.

A velocidade da água é determinada principalmente pela bomba de alta pressão utilizada para acelerar o seu fluxo. O aumento da pressão também pode melhorar a qualidade da secção de corte, resultando em melhores resultados de corte.

Abrasivos usados

O tamanho, a qualidade e a quantidade do abrasivo no corte por jato de água também afectam a velocidade de corte. Os abrasivos com maior dureza oferecem uma velocidade de corte mais rápida. O abrasivo padrão da indústria é a granada com uma malha de 80 mesh.

No entanto, a granada apresenta-se em vários graus e variações. Para obter resultados de corte óptimos, é aconselhável utilizar granada com um grão fino e uma boa homogeneidade.

Diâmetro do bocal

O diâmetro do bocal utilizado no corte por jato de água desempenha um papel significativo na determinação da velocidade de corte. Um diâmetro de bocal maior permite que mais água flua, aumentando o poder de erosão da água. No entanto, a utilização de um bocal grande pode dificultar a manutenção da pressão muito elevada do jato de água.

Por exemplo, o corte de uma folha de alumínio de 5 mm com um bocal de 0,007" de diâmetro pode ser efectuado a cerca de 15 polegadas por minuto, enquanto que a utilização de um bocal de 0,014" de diâmetro pode aumentar a velocidade de corte para cerca de 40 polegadas por minuto.

É importante notar que um diâmetro de bocal maior resulta num maior fluxo de água e abrasivos por minuto, o que pode aumentar o custo global do processo.

Espessura do material

A espessura do material a cortar é um fator importante que afecta a velocidade de corte do jato de água. Em geral, a velocidade de corte diminui à medida que a espessura do material aumenta. Por exemplo, um cortador de jato de água pode cortar uma chapa de aço inoxidável de 6 mm de espessura a uma velocidade de 6 polegadas por minuto.

No entanto, cortar uma chapa de aço inoxidável de 20 mm de espessura com o mesmo cortador e diâmetro de bocal pode reduzir a velocidade de corte para cerca de 2 polegadas por segundo. Os materiais mais espessos requerem mais força de corte, o que acaba por resultar numa velocidade de corte mais lenta.

Tipo de material

Diferentes materiais têm caraterísticas físicas diferentes, que afectam a velocidade de corte de um jato de água. Os materiais macios e porosos são mais fáceis de cortar, enquanto os materiais mais duros demoram mais tempo.

Por exemplo, um cortador de jato de água típico pode cortar um vidro de meia polegada de espessura a uma velocidade de 12 polegadas por minuto. Por outro lado, o corte de uma folha de titânio de meia polegada de espessura com o mesmo cortador pode reduzir a velocidade para 6 polegadas por minuto.

Caudal de água e qualidade da água

A qualidade da água utilizada num sistema de jato de água tem um impacto significativo na velocidade de corte. As impurezas presentes na água de baixa qualidade podem entupir os bicos e os tubos da máquina, provocando um abrandamento do processo de corte e a avaria do equipamento. A utilização de água tratada garante um corte mais rápido e aumenta a vida útil do equipamento.

Além disso, o ajuste do caudal da água pode afetar a velocidade de corte. Um caudal mais elevado resulta num processo de corte mais rápido devido ao aumento da força de erosão.

No entanto, um caudal mais elevado pode também levar a uma deterioração mais rápida dos componentes e a um aumento dos custos de funcionamento. Para encontrar o caudal ideal, é necessário testar diferentes caudais em vários casos de utilização.

Ângulo de cone

O ângulo de cone tem um efeito menor na velocidade de corte na maquinagem por jato de água. Os ângulos agudos podem acelerar o processo de corte, enquanto os ângulos cónicos baixos podem abrandá-lo.

No entanto, é importante notar que os ângulos acentuados podem comprometer a precisão do corte. Por conseguinte, o equilíbrio entre velocidade e precisão é crucial quando se considera o ângulo de cone.

Comprimento do tubo de focagem

O comprimento do tubo de focagem tem uma relação adversa com a velocidade de corte. A velocidade do jato de água diminui com o comprimento do tubo.

Por sua vez, isto faz com que a precisão e a velocidade de corte diminuam. Tanto a precisão como a velocidade de corte são mantidas com um tubo mais curto.

Estilo de corte

Os cortes mais rápidos são os rectos. A velocidade de corte é reduzida, uma vez que a cabeça de corte do jato de água tem de parar e depois mover-se novamente para efetuar uma rotação de 90 graus.

Utilizar arestas arredondadas em vez de arestas afiadas é a melhor técnica para aumentar a velocidade de corte. Ao fazê-lo, a máquina pode continuar a cortar à volta da curva sem fazer uma pausa.

Experiência do operador

Os operadores qualificados podem configurar a máquina para obter uma qualidade e velocidade de corte óptimas. Por vezes, os operadores inexperientes, que são novos no procedimento, demoram algum tempo a configurar e a compreender os resultados ao longo do processo.

Os trabalhadores não qualificados podem precisar de algum tempo e de muitas tentativas e erros para otimizar o processo de velocidade. Por conseguinte, se o corte a alta velocidade for a sua prioridade, certifique-se de que a maquinaria é utilizada por uma pessoa qualificada.

Estabilidade da rede eléctrica

Mesmo quando o equipamento de jato de água está a funcionar sem falhas, os fabricantes notam frequentemente uma diminuição da velocidade de corte. A fonte de alimentação do equipamento sofre flutuações, o que faz com que isto aconteça.

O próprio equipamento também pode ser danificado por estas variações, que reduzem ainda mais a velocidade de corte. Certifique-se de que a sua rede eléctrica está estável para um funcionamento mais rápido e eficiente do jato de água.

A relação entre a velocidade de corte por jato de água, a qualidade do corte e o acabamento da superfície

A relação entre a velocidade de corte do jato de água, a qualidade do corte e o acabamento da superfície é crucial. Duas características notáveis da tecnologia de jato de água que afectam diretamente o resultado são o atraso do fluxo e o cone.

À medida que as velocidades de corte aumentam, o atraso do fluxo, que se refere ao atraso entre o contacto inicial do fluxo de jato de água e o material a ser cortado, torna-se mais pronunciado. Cortar demasiado rápido pode resultar num atraso no fluxo que afecta negativamente a qualidade geral do corte.

Além disso, a velocidade a que o corte é efectuado também pode influenciar a conicidade, que é a variação da largura do corte de cima para baixo ou vice-versa. Quando a velocidade de corte é demasiado lenta, pode ocorrer uma conicidade. Isto afecta a suavidade da superfície ao criar um corte que é mais largo numa extremidade do que na outra.

Como é que a velocidade de corte por jato de água se compara a outros processos de corte?

Ao comparar a velocidade de corte do corte por jato de água com outros métodos, é crucial considerar o tipo de material a cortar, a sua espessura e a qualidade exigida. Eis uma comparação geral:

Jato de água vs. corte a laser

Corte a laser é normalmente mais rápido do que o corte por jato de água. No entanto, o corte a laser gera calor, o que pode causar danos térmicos ou deformação em determinados materiais.

O corte por jato de água, que é um processo de corte a frio, evita este problema, tornando-o uma melhor escolha para materiais sensíveis ao calor.

Jato de água vs. corte por plasma

Corte a plasma é geralmente mais rápido do que o corte por jato de água para materiais que pode tratar eficazmente, incluindo metais como o aço.

No entanto, tal como o corte a laser, o corte a plasma pode causar danos térmicos. Além disso, os cortadores de plasma podem ter dificuldades com cortes de precisão em materiais mais finos e não condutores, ao contrário dos cortadores de jato de água.

Jato de água vs EDM de fio

EDM de fio (maquinagem por descarga eléctrica) é um método que utiliza descargas eléctricas para cortar materiais. Embora preciso, é geralmente 10 vezes mais lento do que o corte por jato de água, especialmente para materiais mais espessos.

Além disso, a EDM pode normalmente cortar materiais condutores, enquanto o corte por jato de água pode lidar com uma gama mais ampla de materiais.

Conclusão

A velocidade de corte do jato de água é um fator crítico que pode ser decisivo para as suas operações de corte. Como agora compreende os factores que afectam a velocidade de corte, pode optimizá-la em conformidade. Em última análise, pode obter maior produtividade, melhor qualidade de corte e redução de custos. 

No entanto, é necessário selecionar o tipo certo de máquina e formar o seu pessoal sobre como utilizá-la de forma segura e eficiente. Por que não contacte-nos para tratar disso por si? Nós ajudamo-lo a encontrar o a melhor solução de corte por jato de água para as suas necessidades.