Influence of metallurgical state and process parameters on AWJ kerf

Abrasive water jet (AWJ) cutting is one of the most rapidly improving technological methods of cutting materials. Abrasive water jet has gained wide acceptance because of its ability to achieve high machining accuracy and can be effectively employed on a broad selection of work materials. AWJ kerf properties are mainly described in terms of width, taper (conicity) and roughness. Kerf roughness is achieving more and more attentions from manufacturers, aiming towards near net shape production. This thesis work concentrates on the influence of the process parameters and mechanical properties of the workpiece on the AWJ kerf properties especially surface roughness. In particular, the same carbon steel (C45) was used for all test with different metallurgical state. AWJ cuts were realized using different water jet pressures and feed rates. Abrasive feed rate and abrasive flow orientation were investigated as well. A factorial plan was designed to allow the evaluation of the interaction between material properties and process parameters. A statistical analysis was carried out to assess the significance of the results.

Le lavorazioni con getto d'acqua e abrasivo (AWJ) sonotra i processi tecnologici in più rapido sviluppo. Il getto d'acqua e abrasivo ha riscosso molta attenzione per la sua capacità di ottenere un'elevata precisione di lavorazione e la sua capacita’ di lavorare efficacementeuna vasta gamma di materiali. Le caratteristiche del solco AWJ sono principalmente descritte in termini di larghezza, conicità e rugosità. La rugosità delle superfici AWJ sta ottenendo un crescente interesse da parte dei produttori, che mirano ad ottenere superfici finite o quasi (near net shape). Il presente lavoro di tesi è volto a studiare l'influenza dei parametri di processo e delle proprietà meccaniche del pezzo sulle proprietà del solco AWJ,con particolare riferimento alla rugosità superficiale. In particolare, lo stesso acciaio al carbonio (C45) è stato investigato al variare dello stato metallurgico. Alcune serie di tagli AWJ sono stati realizzati utilizzando diversi valori di pressionedell'acqua e di avanzamento. Sono stati anche presi in considerazione le portate di abrasivo e l'orientamento del flusso rispetto alla direzione di adduzione dell’abrasivo. E’ stato definito un piano fattoriale per consentire la valutazione dell'interazione tra proprietà dei materiali ed i parametri di processo. La significatività dei risultati è stata studiata con metodi statistici.