采用水或带有添加剂的水，经水泵至增压器，再经注液蓄能器使高压液体流动平稳，最后由喷嘴形成高速液体束流，将其喷射到工件表面，从而达到切割材料的目的。

在一般情况下，高压水切割时水射流流速为500～1000米/秒，水压100～400兆帕。喷嘴由人造蓝宝石等超硬材料制成，喷嘴的孔径大多为0.05～0.38毫米，喷嘴入口处的水射流的功率密度可达到1000千瓦/毫米²。高压水切割的切割速度取决于待加工的工件材料，不同材料的切割速度有所不同，切割速度与所用功率成正比，与材料厚度成反比。当利用掺加了磨料的水进行切割时，比利用纯水或工业用水切割的效率高，切割厚度大，加工质量好。航空工业中的高压水切割，绝大部分是磨料水切割。

高压水切割原理示意图

高压水切割技术与传统切割工艺技术相比，具有如下优点：①生产效率高，切割速度快，还可以在同一装置上配备多个喷嘴共同工作，进一步提高加工效率。②由于高压水切割属于冷切割，切割过程对零件材料无热损伤，也无热变形，非常适于切割一些热敏感材料。③对材料无选择性。无论是金属材料、复合材料，还是其他材料，高压水切割均可加工。④切割力强。先进的高压水设备可以切割470层每层厚度85毫米的石墨环氧树脂材料、250毫米厚的钛板、5米厚的石材或混凝土等。⑤切缝窄，切口质量好。最小切口宽可达0.75毫米，切缝一般公差在±0.10毫米以内，最佳表面粗糙度（Ra）可达1.6～2.0微米。⑥环保性好。切割时无粉尘、烟雾等现象，安全清洁。⑦可在水下进行切割。⑧加工方式多样，既可以切割，又可以清洗。其劣势主要为：①一次性设备成本投入高，先进的高压水切割设备价格在50万美元左右。②切割超薄的部分材料，如铜、银等时，宜出现变形或飞边。③无法满足微米级高精度加工的需求。

自20世纪50年代起，国际上便开始了高压水切割的相关研究。1968年，美国密执安大学N.弗兰兹^[注]首次获得高压水切割的技术专利。1971年，高压水切割技术在硬木家具的制造中实现成功应用，从而引起了国际的关注。高压水切割技术已可进行500余种材料的加工。在航空产品的制造中，高压水切割技术主要应用于复合材料构件、钛合金型材、大型玻璃等材料的切割。

高压水切割技术的发展方向为：①水中添加的磨料研究。进一步丰富磨料的种类，使得高压水切割技术能够满足更多种材料的加工需求。②高性能高压水设备的研制。研制出适于更窄缝隙、更高质量、更大厚度材料切割的设备。③高压水加工机理的深入研究。由于加工液与周围空气之间，在射流发生时，进行了激烈的动量交换和紊动扩散，使得常用的非淹没连续自由水射流，变成气液两相混合射流，使得加工机理极为复杂，除涉及经典流体力学外，还涉及激波、雾化、声阻抗等现代物理及流体动力理论。解决这些问题，有助于彻底掌握高压水切割技术的原理，为该技术和装备的发展奠定基础。