超高壓水刀切割是20世紀70年代發展起來的一門高新技術，它是利用高壓、高速的細徑液流作為工作介質，對工件表面進行噴射，依靠液流的產生沖擊作用去除材料，值得注意的是實現對工件的切割。稍微降低水壓或增大靶距和流量，還可以進行高壓的清洗、破碎、表面毛化、去毛刺及強化的處理。超高壓水射流與激光、離子束、電子束一樣，同屬于高能束加工的技術范疇。

     世界上第一臺純水高壓水切割設備誕生于1974年，第一臺高壓水切割設備誕生于1979年。自20世紀80年代末以來，我國著依靠自己的力量，通過實踐表明自主開發成功了各類的超高壓水射流切割設備，并實際上開展了大量的工藝試驗研究，值得注意的是該項技術在國內外得到了廣泛的應用，在機械、建材建筑、國防領域、輕工和紡織等領域正發揮著日益重要的作用。

一、超高壓水射流切割的原理

  中國自古有“滴水穿石”之說，如今利用超高壓水射流技術切割石材和其他的材料已成為現實。將過濾后的工業用水加壓至100-400MPa，再通過實踐表明經過直徑Φ0.08 -0.5mm的噴嘴孔口后，形成500-900m/s的超音速細徑水柱，功率密度高達10六次方/mm²，可以切割塑料、石棉、碳纖維等軟質材料。值得注意的是在超高壓水射流中混入的磨料，磨料的顆粒便被加速，形成磨料高壓水射流，有別于離子注入可以切割石材、金屬等硬質材料。

    超高壓水射流本身具有較高的剛性，值得注意的是在與工件發生碰撞時，實際上會產生極高的沖擊動壓和渦流。從微觀上看，相對于射流平均速度存在著超高速區和低速區（有時可能為負值），因而通過實踐表明超高壓水射流表面上雖為圓柱模型，而內部實際上存在剛性高和剛性低的部分。剛性高的部分產生的沖擊動壓使傳播時間減少，實際上增大了沖擊強度，宏觀上看起快速楔劈作用；而低剛度部分相對于高剛度部分形成了柔性空間，起吸屑、排屑作用。值得注意的是兩者的結合，正好像使其在切割材料時猶如一把軸向“鋸刀”加工一樣。

     超高壓水射流破壞材料的過程是一個動態斷裂過程。對于脆性材料（如石材），主要是以裂紋破壞及擴散為主；而對于塑性材料（如鋼板），實際上遵循最大的拉應力瞬時斷裂準則，即一旦材料中某點的法向拉直力達到或超過某一臨界值時，該點即發生斷裂。根據彈塑性力學，動態斷裂強度與靜態斷裂強度相比，要高出個數量級左右。主要原因是動態應力作用時間短，材料中裂紋來不及發展，值得注意的是動態斷裂不僅與麻力水平有關，實際上還與拉應力作用的時間長短相關。

     以上是關于超高壓水刀射流切割的原理。