电火花线切割简介

发布日期:[09-11-28 20:59:20] 浏览人次:[]

电火花线切割(Wire cut Electrical Discharge Machining)又叫做线电极电火花加工,是利用线状电极做工具对金属导体进行电火花加工的特种加工手段,属于电加工技术的一个重要类别。 早在十九世纪,前苏联科学家就发现:电器开关触点断开和闭合时,经常因为火花式放电,使得接触面出现坑洞,这种放电引起的电极烧蚀现象叫做电腐蚀。因此,相当长的时间内,电腐蚀作为一种有害现象被在各种电器触点的设计中尽量避免。后来,随着对电腐蚀这一现象微观机理的深入理解和对其规律的掌握,科学家们利用这一现象开发出了电火花线切割技术。以下便是电火花线切割工作过程的微观物理机制:电火花线切割时,电极丝接脉冲电源的负极,工件接脉冲电源的正极。正常工作时,在正负极之间加有脉冲电源,同时工件与电极丝之间要有工作液(皂化液以及去离子水等)。当发生一个电脉冲时,电极丝和工件之间会产生一次火花放电,放电时间在毫秒量级,在放电通道的中心温度瞬时可高达10000°C以上,高温使工件金属熔化,甚至有少量气化,同时高温也使电极丝和工件之间的工作液气化,这些气化后的工作液和金属蒸气瞬间迅速热膨胀,具有爆炸的特性,是一种类空化效应。这种热膨胀和局部微爆炸,将熔化和气化了的金属材料抛出从而实现对工件材料进行电蚀切割加工。通常认为电极丝与工件之间的放电间隙在10um左右,随电脉冲电压高低不等,放电间隙会有所不同。保证电火花加工顺利进行非常关键的一点是必须创造条件保证每来一个电脉冲时在电极丝和工件之间产生的是火花放电而不是电弧放电。首先须使两个电脉冲之间有足够的间隔时间,使放电间隙中的介质消电离,即使放电通道中的带电粒子复合为中性粒子,恢复本次放电通道处间隙中介质的绝缘强度,以免总在同一处发生放电而导致电弧放电。一般脉冲间隔应为脉冲宽度的4倍以上。为了保证火花放电时电极丝不被烧断,还必须向放电间隙注人大量工作液,以便电极丝得到充分冷却,同时电极丝必须作高速轴向运动,以避免火花放电总在电极丝的局部位置而被烧断。电火花线切割主要分为高走丝和慢走丝两种方式。国内普遍采用高走丝方式,电极丝采用钼丝,做高速往返式运动,速度约在7~10m/s左右。高速运动的电极丝,有利于不断往放电间隙中带入新的工作液,同时也有利于把电蚀产物从间隙中带出去;但精度不如慢走丝方式,国外以这种方式居多,电极丝选用铜丝,一次性使用(似乎相当地不节俭^_^)。 以上过程显示电腐蚀是一个极为复杂的微观物理过程,大致可分为介质击穿和通道形成,能量转换和传递,电蚀产物的抛出和消电离四个阶段。其间牵扯到电能向光能、热能、动能、声能以及电磁能的转化。
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