Wasserstrahlschneiden mit Abrasivzusatz Optimale Funktion der Fokussierdüse sichert hohe Schneidqualität

Autor / Redakteur: Ralf Brörmann / Stefanie Michel

Beim Wasserstrahlschneiden mit Abrasivzusatz ist die Fokussierdüse eine wichtige Komponente, denn erst dort werden das Hochdruckwasser und der Abrasivsand zum effektiven Schneidstrahl gebündelt. Doch welche Faktoren nehmen Einfluss auf die Funktionsweise der Fokussierdüse?

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Der Abrasivschneidkopf Autoline II ist mit der Fokussierdüse Hypertube ausgestattet.
Der Abrasivschneidkopf Autoline II ist mit der Fokussierdüse Hypertube ausgestattet.
(Bild: KMT)

Ein wichtiges Merkmal einer Fokussierdüse zum Wasserstrahlschneiden ist deren Länge. In Verbindung mit der Geometrie des Einlasskonus bestimmt diese maßgeblich die Geschwindigkeit und Bündelung des austretenden Strahls. In der Mischkammer vor der Fokussierdüse wird der vorher durch eine Wasserdüse erzeugte Purwasserstrahl mit dem Abrasivsand angereichert.

Fokussierdüse braucht beim Wasserstrahlschneiden mit Abrasivzusatz die optimale Länge

Neben dem optimalen Einlasswinkel ist hierbei eine gewisse Mindestlänge der Düse nötig, um die Abrasivpartikel dem Wasserstrahl in Fließrichtung und -geschwindigkeit anzupassen und somit einen präzise gebündelten und effizienten Schneidstrahl zu erzeugen. Allerdings darf die Fokussierdüse auch nicht zu lang sein, da der Strahl durch die Reibung an der Innenwand mit zunehmender Länge wieder abgebremst wird und dadurch an Schneidleistung verliert.

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Auch im allgemeinen Zusammenspiel von Fokussier- und Wasserdüse gibt es einiges zu beachten. So ist beispielsweise das Verhältnis der jeweiligen Innendurchmesser für die präzise Bündelung des Sand-Wasser-Gemischs von Bedeutung.

Fokussier- und Wasserdüse müssen exakt zueinander ausgerichtet sein

Außerdem müssen die beiden Düsen exakt zueinander ausgerichtet sein. Im Normalfall tritt insbesondere an der Eintrittsseite der Fokussierdüse ein konzentrischer, leicht wellenförmiger Verschleiß auf. Bei ungenauer Ausrichtung verstärkt sich diese Abnutzung und tritt zudem schon früher auf. Das wiederum kann zu einer Ablenkung des Schneidstrahls am Düsenaustritt und somit zu einer Minderung der Schnittqualität am Werkstück führen. Weitere Faktoren, von denen vor allem die mögliche Einsatzdauer beeinflusst wird, sind die Eingangsgeschwindigkeit des Wasserstrahls sowie die Abrasivmenge und -qualität und natürlich die Qualität des Materials.

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