基于磨料水射流技術(shù)的除銹實驗研究.pdf

1、隨著工程材料在工業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，人們對其表面質(zhì)量的要求日益增高。工程材料在長時間使用或儲存的過程中，表層會產(chǎn)生少量腐蝕物、塵埃、油垢等雜質(zhì)，如不及時處理，不僅會降低設(shè)備的使用壽命，而且會產(chǎn)生一定的安全隱患。針對工程材料的銹蝕問題，許多學(xué)者嘗試采用各種技術(shù)進行除銹作業(yè)，而傳統(tǒng)的除銹作業(yè)存在污染嚴(yán)重、除銹不徹底等缺點。本文通過對傳統(tǒng)除銹方式的分析得出各種除銹方式的優(yōu)劣，并將磨料水射流（AWJ）技術(shù)應(yīng)用于銹蝕鋼板的除銹作業(yè)。
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2、WJ技術(shù)因其特有的冷態(tài)加工、精度高、無污染等優(yōu)點廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。如今，國外已有80％的工業(yè)清洗均采用AWJ技術(shù)，然而國內(nèi)仍然以化學(xué)方法為主，因此研究AWJ除銹技術(shù)具有較高的價值。
　　本文采用AWJ技術(shù)對SPA-H銹蝕鋼板進行除銹作業(yè)，并對AWJ除銹機理和模型進行分析，討論了磨料水射流去除材料的兩種理論模型，即磨損模型和變形模型。同時，對AWJ除銹特性進行分析，主要研究單個磨料顆粒沖擊材料表面時的運動方程、沖擊能量以及材料破碎

3、時的壓力和速度。通過分析磨料水射流去除材料的物理模型和切口模型，得到去除材料過程中工藝參數(shù)與切深、橫移速度、材料切口的具體關(guān)系，為本次實驗參數(shù)選擇提供一定的依據(jù)。
　　本文設(shè)計20組單一變量實驗對SPA-H銹蝕鋼板進行表面除銹處理。以靶距（S）、射流壓力（P）、橫移速度（V）、磨料流量（M）四個加工參數(shù)為實驗可變因素，分析加工參數(shù)與除銹效率和比能耗的關(guān)系。AWJ鋼板表面除銹實驗表明：在實驗選定參數(shù)范圍內(nèi)，射流壓力P和橫移速度V與除

4、銹效率成正比，與比能耗成反比。除銹效率和比能耗曲線交疊處即為射流壓力和橫移速度的最佳工作參數(shù)點。隨著磨料流量M或靶距S的增加，除銹效率在開始階段逐漸上升，當(dāng)?shù)竭_峰值后轉(zhuǎn)而開始下降。比能耗的變化趨勢與除銹效率的變化趨勢剛好相反。由于AWJ除銹實驗中比能耗越小越好，除銹效率越高越好，因此，磨料流量和靶距都應(yīng)存在一個最佳值。
　　本文針對AWJ除銹操作設(shè)計了9組正交實驗，利用極差分析法（R法）對實驗數(shù)據(jù)做數(shù)據(jù)處理，進而得到影響實驗結(jié)果的

5、參數(shù)主次順序。實驗表明：在實驗選定參數(shù)范圍內(nèi)，射流壓力P對除銹效率的影響最大，然后是靶距S、橫移速度V、磨料流量M；在實驗室選定條件下，通過極差分析，得到了獲得最大除銹效率的最佳工藝參數(shù)組合。
　　本文為獲得除銹效率的預(yù)測模型，采用MATLAB軟件對9組正交實驗數(shù)據(jù)進行回歸分析，得出工藝參數(shù)與除銹效率之間的預(yù)測模型。為對預(yù)測模型進行可靠性驗證，隨機設(shè)計9組驗證實驗，得到除銹效率預(yù)測模型的相對誤差最大值為9.41%，在允許的誤差范圍