Monitoring of focusing tube wear during abrasive waterjet (AWJ) cutting of AISI 309

Control del desgaste del tubo de enfoque durante el corte por chorro de agua abrasivo (AWJ) de AISI 309

El artículo trata de la investigación de la posibilidad de utilizar las vibraciones como fuente potencial de información para la detección de las averías durante el suministro de abrasivo y el desgaste del tubo de enfoque en el proceso de AWJ. El material sometido a ensayo fue el acero inoxidable AISI 309. Los factores variables en el experimento fueron el caudal másico de abrasivo ma y el diámetro del tubo de enfoque df. La señal de vibración escaneada del material se sometió a un análisis de frecuencia. Con el aumento del caudal másico de abrasivo, el desplazamiento de las amplitudes sigue la dirección opuesta y disminuye. Los espectros de frecuencia de todas las señales evaluadas son similares por su forma en la zona de alta frecuencia.

INTRODUCCIÓN

La tecnología de mecanizado AWJ es actualmente uno de los líderes en tecnologías de corte. A pesar de que esta tecnología es continuamente objeto de investigación y desarrollo, el modelo de gestión en línea o de control del proceso utilizado comercialmente sigue ausente. El principal problema es el fallo en el suministro de abrasivo debido a la humedad del abrasivo, o a la obstrucción en el tubo de entrada. No existe un indicador automático fiable del desgaste del tubo de enfoque, por lo que éste es inspeccionado sólo visualmente por el operario. Ambas cuestiones repercuten directamente en la calidad de la superficie generada. Varios autores dirigieron sus investigaciones al modelado del proceso para la predicción de los factores de corte. Vundavilli et al. [1] trataron la predicción de la profundidad de corte utilizando un sistema experto basado en lógica difusa. Ma et al. [2] se centraron en la predicción del perfil de corte. El desgaste de la boquilla fue examinado por Nanduri et al. [3] y el desgaste del tubo de enfoque fue estudiado por Jegaraj et al. [4]. Sólo unos pocos autores han investigado la utilización de las emisiones secundarias del proceso de corte AWJ. Su atención se ha centrado principalmente en la emisión acústica. Asraf et al. [5] diseñaron un modelo para la monitorización en línea de la profundidad de corte en el proceso de corte AWJ mediante emisión acústica. La relación entre el flujo de alta presión generado y la emisión acústica fue estudiada por Foldyna et al. [6]. Arulu et al. [7] utilizaron la emisión acústica para el control de calidad durante el taladrado de materiales compuestos. Hreha et al. [8] utilizaron las vibraciones como portadoras de información para predecir la calidad de la superficie generada por el corte AWJ. Utilizó las vibraciones para investigar el efecto del flujo de masa abrasiva en la perforación de materiales [9].

MATERIALES Y MÉTODOS

El material utilizado para el experimento fue acero inoxidable AISI 30 de 15 mm de espesor.