水射流切割是將高壓水轉換成高速射流的高能束流，對材料具有極強的冷態(tài)沖蝕作用，當射流沖擊被切割材料時(shí)，如果壓力超過(guò)材料的破壞強度即可切斷/粉碎材料。適合于切割各種壓敏、熱敏材料和易燃、易爆材料等。

水射流切割按照工作介質(zhì)的不同大致可以分為兩類(lèi) :一類(lèi)是以純水或其他液體作為能量載體,出口壓力值低,適于切割或清洗軟質(zhì)材料,如船身的銹蝕、固體推進(jìn)劑等；另一類(lèi)是以添加了固體磨料的混合液作為能量載體,也叫磨料射流切割。磨料通常采用粒度為 80～150目的二氧化硅、氧化鋁、石榴石等,由于硬度較高 ,大大提高了切割功效,適于硬質(zhì)材料的切割作業(yè)。在相同切割速度下,磨料射流切割的壓力可以大大降低，加入磨料進(jìn)行切割能夠大幅度的提供工作效率。

磨料水射流切割的應用技術(shù)主要有兩種，一種是后混合磨料水射流切割，即三相混合磨料水射流；另一種是前混合磨料水射流切割，即兩相預混合磨料水射流。本文探討的是高壓磨料水切割在空氣中進(jìn)行切割的狀態(tài)，屬于非淹沒(méi)射流。通過(guò)對前混合磨料水射流和后混合磨料水射流的原理、效率、靜電、火花的對比，分析前混合磨料水射流切割的安全優(yōu)勢。

前后混原理對比圖

后混合磨料水射流是先將水加壓，穩壓，再通過(guò)極小的噴嘴孔，利用壓力差將水流加速，經(jīng)過(guò)混合腔的時(shí)候由于“空化效應”，將磨料通過(guò)磨料輸送管道吸入混合腔與高速水流混合，水射流同時(shí)將磨料進(jìn)行加速，產(chǎn)生強度極高的射流，然后沖蝕工件達到切割效果。在磨料被吸入的同時(shí)會(huì )吸入部分空氣，因此產(chǎn)生的是氣液固三相混合射流。由于磨料進(jìn)入混合腔時(shí)間短，吸收水的能量不充分，磨料加速僅能達到水流速的25%左右，因而切割能力低，所需工作壓力高一般達到200MPa以上。前混合磨料水射流是將磨料與水預先混合加壓后輸送到切割噴嘴，從而產(chǎn)生高速的液固兩相混合射流。因而切割能力強，所需的工作壓力低。

前混合磨料水射流與后混合磨料射流相比，因磨料與水混合的均勻、充分、磨料粒子的加速時(shí)間長(cháng)、獲得的能量高、對物料的作用效果更加突出，故其工作壓力可以大大降低。試驗表明，對同樣的物體進(jìn)行切割或除銹，前混合磨料水射流所需的工作壓力僅為后混合磨料射流工作壓力的1/3~1/10。

較低的工作壓力降低了對操作人員危險性，能夠更有利于作業(yè)安全，尤其是涉及高危排爆的行業(yè)，在對安全壓力閾值要求苛刻的條件下前混合磨料水射流具有明顯的優(yōu)勢。

前混合磨料水射流的工作壓力遠低于后混合磨料水射流，能夠降低對操作人員危險性，更有利于作業(yè)安全，尤其是涉及高危排爆的行業(yè)，在對安全壓力閾值要求苛刻的條件下前混合磨料水射流具有明顯的優(yōu)勢。由于射流切割過(guò)程中可以消除靜電和溫度火星顆粒，前混合磨料水射流能夠更好的應對一些防火防爆防靜電的特殊作業(yè)環(huán)境。