水刀，是一把什么样的刀

阮华君

一股超高压水射流喷出，细如针刀，“钻”入混凝土。刹那间，坚硬的混凝土像做了一个微创手术，被一层层剥离，露出里面的鋼筋。整个过程中，钢筋结构无伤害，无剧烈振动，也无粉尘。

这是沈阳至海口高速公路水口到白沙段锦江大桥的施工现场。按照施工要求，水射流机器人从桥基边缘“开刀”，向内破碎75厘米，露出横筋。之后，旧桥与新桥无缝连接。作业期间，大桥不封路，安全须保障。

看了《人民日报》上的这段新闻，你也许会好奇：水射流机器人这么厉害？是的，这是因为它应用了水刀。

水刀，即高压水射流切割技术。普通切割技术利用集中热能使材料熔化或者燃烧并分离;而水刀采用冷切割方式，不会改变材料的物理性质和化学性质。科学家还在高压水中混石榴砂、金刚砂等磨料，加快水刀的切割速度，加大水刀的切割厚度。

如今，水刀既能切割，又能雕琢工件，可以对任何材料进行任意曲线的一次性切割。高速水射流会立即带走切割时产生的热量，且不产生有害物质。水刀设备受材料质地影响小，不必像普通切割机切割不同材料那样频繁更换刀片，已经被用于加工陶瓷、石材、玻璃、金属、复合材料等众多材料，备受青睐。

而且，水刀能进行精细切割。以前，炮弹、地雷等危险品如果需要被销毁，往往是被一“爆”了之，不够安全，不够环保，还不够方便（需要特定的场地）。现在，水刀可以把它们轻易割开，人们能取出火药等材料再利用。

正是因为有这些优点，加上它易操作、生产良品率高，水刀正逐渐成为工业切割技术的主流。

这真是太神奇了！水刀是谁发明的呢？

和世界上很多伟大的发明一样，水刀的发明不是一蹴而就的。最早发现水切割现象的，是英国人。1936年前后，苏联和美国的工程师把水增压，利用高压水射流采矿。1950年，一位叫诺曼·弗朗茨的林业工程师想寻找一种把大树干切割成木材的新方法。他把重物压到水柱上，迫使水流过一个很小的喷嘴，短暂获得了高压水射流，并使之能够切割木头和其他材料。他尽管没制造出一种量产的木材切割器，但是证明了高速会聚水流具有极大的切割能量，所以被公认为“水刀之父”。1980年，加砂水刀第一次被用来切割金属、玻璃和混凝土。1983年，世界上第一个商业化的加砂水刀切割系统问世，被用来切割汽车玻璃。从那以后，加砂水刀被应用到更多行业，如加T机械、造船等。

20世纪70年代，我国科学家开始研究水刀。1996年，第一台国产水刀设备研发成功。2003年后，广阔的市场前景吸引国内许多厂商纷纷研发和生产适用于不同领域的水刀设备。如今，全国已有6000多台超高压水刀设备投入使用，水刀最大压强420兆帕，达到国际先进水平。

尽管水刀优点很多，但是早期的相关设备体积庞大，远远不能适应当代工业发展。于是，21世纪初.便携式水刀设备应运而生，为水刀发展掀开了新的一页。 便携式水刀设备一般应用磨料射流技术，能切割金属等许多材料。它体积小、重量轻、运输方便、切割效率高，可以满足客户对切割能力及作业环境的多种要求，具有广阔的市场应用前景，主要用于排爆、船舶制造、事故急救等行业。 看到这儿，你可能要问：会不会将来有一天，我们在家里不用菜刀、剪子等工具，只用水刀便能切肉、剁骨、裁衣？呵呵，那可没准哟！

激光切割与水刀切割比较

激光切割将高度集中的能量和压力结合，可以切割很小、很窄的材料区域，精度较高，速度较快。但是，相关设备成本高，会在作业处留下弧痕并引起热效应，大多用于切割薄钢板、部分非金属材料，对有些材料切割的效果不理想。