硬質合金雙射流噴嘴（二）
- 分類：鎢的知識
- 發佈於：2015年8月25日
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決定導向葉輪形狀的葉輪幾何參數對產生旋轉射流結構特性有重要的影響，其中葉輪出口角對旋轉射流的擴散角、速度分佈及流量係數起著決定性作用。首先，硬質合金雙射流噴嘴隨著旋轉角度的增大，破岩體積也隨之增大，但是其中存在一個最優的旋轉角。當所增加的角度超過其最優的旋轉角時，破岩體積不升反降。其次，隨著葉輪出口角的增大，射流擴散角增大，射流質點的切向速度增大，沖擊破岩面積也相應增大。但是其流體流出噴嘴時的阻力也隨之增大，相應的噴嘴流量係數降低，射流能量衰減速率加快。
此外，有效噴距在水射流破岩技術中也是一個不容忽視的重要參數，尤其對於硬質合金雙射流噴嘴來說，有效噴距對破岩鑽孔的孔徑往往起著決定性作用。一開始隨著噴距的增加，破岩體積也隨之增大，但是存在一個最佳噴距範圍。噴距偏小，儘管每股射流所含能量較高，但是相應的衝擊面積較小，破岩體積也不會很大。噴距超過最佳範圍偏大時，射流能量大幅度衰減，破岩體積也隨之下降。總的來說，硬質合金雙射流噴嘴的破岩體積與普通錐形噴嘴較為接近，但是破岩面積及效率可達1-3倍，其最佳的噴距範圍約為噴嘴當量直徑的5-8倍。
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硬質合金雙射流噴嘴
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高壓水射流技術在如今的石油工程中運用已經越來越廣泛。要使得射流具有連續破岩能力，首先要保證的就是較小規格的噴嘴能夠集中最大的水利能量，使得其能夠鑽出較大孔徑，以避免返回的流體阻滯了後續射流。而硬質合金雙射流噴嘴克服了旋轉射流衰減速度快以及有效噴距短的缺陷與錐形射流有效噴距長得優勢有機結合，擴大了射流接觸面，增強了射流能量，鑽出的孔徑也比普通噴嘴大出多倍，因此其具有廣闊而長遠的應用前景。硬質合金雙射流噴嘴整體結構是由一個錐形噴嘴和一個導向葉輪噴嘴組合而成的，其入口錐度約為30°。旋轉的流體流線是一條對數螺旋線。同時為了使流體在導向葉輪噴嘴流道中的水利損失最小，導向葉輪噴嘴的流道形狀應與流體的流線相一致。
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由鎢電極談及高壓環境下GTAW電弧穩定性試驗結論
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GTAW - Gas Tungsten Arc Weld也可以叫做鎢極惰性氣體保護焊Tungsten Inert Gas（TIG）。
（1該實驗設計了高壓環境下的GTAW試驗裝置，該裝置主要由高壓氣體管路系統、高壓環境氣體調配儲罐、高壓焊接試驗艙、焊接過程高速攝像系統、高壓環境氣體測控系統、艙內場景與焊接過程監控系統和全位置自動焊機七部分組成。
（2本次試驗進行了高壓環境下的電弧穩定性試驗，其結果顯示，在0.2/0.4/0.7MPa下，GTAW電弧均能穩定燃燒。
（3此次試驗也顯示了影響電弧的穩定性幾個因素，包括工件表面狀態、鎢電極、保護氣體效果因素。鎢電極的損壞也會嚴重影響電弧的穩定性。
電弧穩定性指的是電弧保持穩定燃燒而不產生斷弧、飄移和電弧偏吹等的程度。
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由鎢電極談及影響電弧穩定性的因素 - 保護氣體效果
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通過高壓環境下GTAW電弧穩定性試驗，可以知道很多因素都可以影響電弧的穩定性，包括保護氣體效果、鎢電極和工件表面狀態等因素。本文主要講的是保護氣體效果對電弧穩定性的影響。
氣體保護效果也會影響電弧的穩定性。在一定條件下，氣體流量和噴嘴直徑有一個最佳範圍，這個時候的氣體保護效果最好，則焊件上的有效保護區域也最大。若氣體流量過低，則氣流排除周圍空氣的能力較弱，從而其保護效果就會比較差；若流量過大，則氣體排出時容易形成紊流並將空氣捲入，從而降低保護效果。在氣體流量一定時，若噴嘴直徑過小，則保護區域也比較小，且會因氣流速度過高而導致紊流的形成；若噴嘴直徑過大，則其不僅會妨礙觀察，而且會導致流速過低，也就是說，保護效果也不是很好。另外，此試驗是在高壓環境下進行的，還需要考慮環境壓力（空氣）對保護氣體 - 氬氣的影響，可以採取的措施：保證環境空氣的壓力小於氬氣的壓力。
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由鎢電極談及影響電弧穩定性的因素 - 工件表面狀態
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高壓環境下GTAW電弧穩定性試驗表明，電弧的穩定性的影響因素有很多，例如，工件表面狀態、鎢電極、保護氣體效果等因素。本文主要描述的是工件表面狀態對電弧穩定性的影響。
工件表面狀態會影響電弧的穩定性。GTAW對工件/焊絲表面的油污、氧化膜特別敏感，若其表面存在油污、氧化膜等，則電弧不能夠引弧或穩定燃燒。所以，在焊接之前，必須清理焊件的接頭附近和焊絲表面以除去金屬表面的油脂、濕氣、氧化膜和污垢等雜物，從而保證引弧和電弧的穩定燃燒。清理方法可以分為以下幾種，可根據材料選用其一。
（1）化學清理。對焊絲的清理一般採用化學清理法，其效果好且生產效率高。對於不同金屬材料，它們採用的化學清理劑和工藝程式都各不相同，可以依據相關說明進行清理。清理後的焊件和焊絲必須妥善放置與保管，一般需要在24小時內用完。如果在存放過程中弄髒或放置時間超過規定時間，則其在焊接前還需要重新清理一次。該法適用於批量和小型的零件。
（2）機械清理。採用該種方法簡單易行且效果較好，通常可以用鋼絲刷、砂布打磨、電動鋼絲輪、吹砂式拋光和刮刀等方法。然後，再用丙酮去除油污。
（3）化學 - 機械清理，如果是大型的工件，則採用化學清理往往不能夠徹底清理乾淨，所以，在焊前還需要用刮刀和鋼絲輪在焊接坡口邊緣再清理一次。
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