Badania wpływu wielkości ziaren ściernych na jakość technologiczną w procesie przecinania AWJ stali S235JR *

STRESZCZENIE: Przedstawiono wpływ wielkości ziaren ściernych na jakość technologiczną powierzchni przecięcia stali niestopowej konstrukcyjnej S235JR. Eksperyment przeprowadzono na obrabiarce do cięcia wysokociśnieniową strugą wodno-ścierną APW 2010BB, z wykorzystaniem ścierniwa garnet #80 i #120. Badania obejmowały ocenę makrostruktury powierzchni przecięcia: szerokości szczeliny cięcia, błędów kształtu i chropowatości powierzchni. Doświadczenie potwierdziło, że wielkość ziaren ściernych w istotny sposób wpływa na makrostrukturę powierzchni przecięcia. Za pomocą ziaren ściernych o mniejszej granulacji można wykonać gładsze cięcie, jednak drobniejsze cząstki ścierne mają mniejszą energię kinetyczną, co prowadzi do osłabienia zdolności erozyjnej strugi wodno- ściernej. Badania zrealizowano ze zmienną prędkością posuwu, dlatego możliwe było określenie wpływu prędkości posuwu na średnie kwadratowe odchylenie powierzchni. Zwiększenie prędkości posuwu skutkowało zmniejszeniem całej szerokości szczeliny cięcia – było to widoczne zwłaszcza w dolnej strefie cięcia obrabianego przedmiotu.

SŁOWA KLUCZOWE: cięcie stali, cięcie strugą wodno-ścierną, jakość technologiczna cięcia

ABSTRACT: The influence of the abrasive grain size on the technological quality of the intersection of non-alloy structural steel S235JR, is presented. The experiment was carried out on a high-pressure water-jet APW 2010BB abrasive cutting machine using the abrasive garnet #80 and #120. Studies included the assessment of intersection surface macrostructure: slit width, shape defects and surface roughness. Experiment has confirmed that the size of abrasive grains significantly influences the macrostructure of the intersection surface. Smoother cuts can be made with finer grains, but finer abrasive particles have less kinetic energy, leading to reduction in the erosion capacity of the water-jet. The study was carried out at variable feedrate, therefore it was possible to determine the influence of the feedrate on the average square surface deviation. Increasing the feedrate resulted in a decrease in the entire width of the cut slit, which was especially noticeable in the lower cut zone of the workpiece.

KEYWORDS: steel cutting, abrasive water-jet cutting, technological quality of cutting

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

• Borkowski J., Borkowski P. „Przecinanie zawiesinową strugą wodno-ścierną wytwarzaną metodą BORJET”. Inżynieria Maszyn. 13 (2008): s. 104–112.
• Sutowska M. „Wskaźniki jakości procesu cięcia materiałów strugą wodno-ścierną”. PAK. 57 (2015): s. 535–537.
• Hlavac L. “Investigation of the abrasive water jet trajectory curvature inside the kerf”. Journal of Materials Processing Technology. 209 (2009): s. 4154–4161.
• Kulekci M.K. “Processes and apparatus developments in industrial waterjet applications”. Journal of Materials Tools & Manufacture. 42 (2002): s. 1297–1306.
• Wantuch E., Kudelski R., Nieciąg H. “Dependency of the technological quality of elements made from an aluminum alloy on their shape in the water jet machining”. Journal of Machine Engineering. 13, 4 (2013): s. 35–46.
• Mazurkiewicz A. „Czynniki wpływające na jakość powierzchni stali po cięciu strumieniem wodno-ściernym”. Inżynieria Materiałowa. 5 (2008): s. 1–4.
• Kudelski R., Zagórski K., Wantuch E., Reben M. „Warstwa wierzchnia elementów wycinanych wysokociśnieniowym strumieniem wodno-ściernym”. Mechanik. 8–9 (2015): s. 221–226.
• Spadło S., Młynarczyk P., Łakomiec K. “Influence of the of electrical discharge alloying methods on the surface quality of carbon steel”. International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 89 (2017): s. 1529–1534.
• Hlavac L., Krajcarz D., Hlavacova I., Spadło S. “Precision comparison of analytical and statistical-regression models for AWJ cutting”. Precision Engineering. https://doi.org/10.1016/j.precisioneng.2017.05.002.
• Matuszewski M., Oborski I.L., Styp-Rekowski M. „Efektywność obróbki wodno-ściernej – wybrane zagadnienia”. Mechanik. 4 (2015): s. 52–55.
• Chithirai Pon Selvan M., Mohana Sundara Raju N. “Assessment of process parameters in abrasive waterjet cutting of stainless steel”. International Journal of Advances in Engineering & Technology. 1, 3 (2011): s. 33–40.
• PN-EN 10025-2:2007 Wyroby walcowane na gorąco ze stali konstrukcyjnych – Część 2: Warunki techniczne dostawy stali konstrukcyjnych niestopowych.
• Materiały informacyjno-techniczne firmy Garnet Polska, http://garnet.com.pl [dostęp: 28.05.2017].

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2017.11.160