你真的明白電火花加工的原理嗎? 電火花和電弧有什么區(qū)別？電火花溫度有多高？
領先的電火花加工技術是什么樣的？電火花成形加工是精密模具制造的重要工藝。如今越來越多的精密部件要求日趨嚴苛，對電火花成形加工在質量、效率方面都提出了新的要求，傳統(tǒng)的電火花成形加工技術甚至已不能適應發(fā)展需求。或許你在生產中天天接觸電火花加工，但是，你對電火花加工真的很了解嗎?
首先，你知道電火花技術是怎么來的嗎?1943年，前蘇聯(lián)科學院院士拉扎連柯夫婦研究開關觸點遭受火花放電腐蝕損壞的現(xiàn)象和原因時，發(fā)現(xiàn)電火花的瞬時高溫可使局部的金屬熔化、氣化而被蝕除，開創(chuàng)和發(fā)明了電火花加工。
那么，電火花加工的原理是什么呢?讓我們通過一段視頻，來了解電加工的原理及其微觀機理過程。
電火花加工的微觀機理過程視頻 ▼
聽不懂視頻中的英文介紹也沒有關系，以下是關于電火花加工原理的詳細介紹。
電火花加工是通過脈沖放電微觀過程中產生的高溫(瞬間溫度高達10000°C)，融化材料并蝕除材料的加工方法。
01 一次脈沖放電的微觀過程
電火花加工是不斷放電蝕除金屬的過程。雖然一次脈沖放電的時間很短，但它是電磁學、熱力學和流體力學等綜合作用的過程，是相當復雜的。綜合起來，一次脈沖放電的過程可分為以下幾個階段：
1)極間介質的電離、擊穿及放電通道的形成
當脈沖電壓施加于工具電極與工件之間時，兩極之間立即形成一個電場。電場強度與電壓成正比，與距離成反比，隨著極間電壓的升高或是極間距離的減小，極間電場強度也將隨著增大。由于工具電極和工件的微觀表面是凸凹不平的，極間距離又很小，因而極間電場強度是很不均勻的，兩極間離得最近的突出點或尖端處的電場強度一般為最大。當電場強度增大到一定數量時，介質被擊穿，放電間隙電阻從絕緣狀態(tài)迅速降低到幾分之一歐姆，間隙電流迅速上升到最大值。由于通道直徑很小，所以通道中的電流密度很高。間隙電壓則由擊穿電壓迅速下降到火花維持電壓(一般約為20~30V)，電流則由0上升到某一峰值電流。
2)介質熱分解、電極材料熔化、汽化熱膨脹
極間介質一旦被電離、擊穿，形成放電通道后，脈沖電源使通道間的電子高速奔向正極，正離子奔向負極。電能變成動能，動能通過碰撞又轉變?yōu)闊崮堋Ｓ谑窃谕ǖ纼日龢O和負極表面分別成為瞬時熱源，達到很高的溫度。通道高溫將工作液介質汽化，進而熱裂分解汽化。這些汽化后的工作液和金屬蒸汽，瞬間體積猛增，在放電間隙內成為氣泡，迅速熱膨脹并具有爆炸的特性。觀察電火花加工過程，可以看到放電間隙間冒出氣泡，工作液逐漸變黑，并聽到輕微而清脆的爆炸聲。電火花加工主要靠熱膨脹和局部微爆炸，使熔化、汽化了的電極材料拋出蝕除。
3)電極材料的拋出
通道和正負極表面放電點瞬時高溫使工作液汽化和金屬材料熔化、汽化，熱膨脹產生很高的瞬時壓力。通道中心的壓力最高，使汽化了的氣體不斷向外膨脹，壓力高處的熔融金屬液體和蒸汽，就被排擠、拋出而進入工作液中。由于表面張力和內聚力的作用，使拋出的材料具有最小的表面積，冷凝時凝聚成細小的圓球顆粒。
熔化和汽化了的金屬在拋離電極表面時，向四處飛濺，除絕大部分拋入工作液中并收縮成小顆粒外，還有一小部分飛濺、鍍覆、吸附在對面的電極表面上。這種互相飛濺、鍍覆以及吸附的現(xiàn)象，在某些條件下可以用來減少或補償工具電極在加工過程中的損耗。實際上，金屬材料的蝕除、拋出過程比較復雜的，目前，人們對這一復雜的機理的認識還在不斷深化中。
4)極間介質的消電離
隨著脈沖電壓的結束，脈沖電流也迅速降為零，但此后仍應有一段間隔時間，使間隙介質消電離，即放電通道中的帶電粒子復合為中性粒子，恢復本次放電通道處介質的絕緣強度，以及降低電極表面溫度等，以免下次總是重復在同一處發(fā)生放電而導致電弧放電，從而保證在兩極間最近處或電阻率最小處形成下一次擊穿放電通道。
由此可見，為了保證電火花加工過程正常地進行，在兩次脈沖放電之間一般要有足夠的脈沖間隔時間。此外，還應留有余地，使擊穿、放電點分散、轉移，否則僅在一點附近放電，易形成電弧。
02五種不同的放電狀態(tài)
放電狀態(tài)指電火花加工中放電間隙內每一個脈沖放電時的基本狀態(tài)。一般分為五種放電狀態(tài)，如下圖所示。
脈沖參數與脈沖電壓、電流波形
1)開路(空載脈沖)
放電間隙沒有擊穿，間隙上有大于50V的電壓，但間隙內沒有電流流過，為空載狀態(tài)。
2)火花放電(工作脈沖，或稱有效脈沖)
間隙內絕緣性能良好，工作液介質被擊穿后能有效地拋出、蝕除金屬。其波形特點是：電壓上有、和波形上有高頻振蕩的小鋸齒。
3)短路(短路脈沖)
放電間隙直接短路，這是由于伺服進給系統(tǒng)瞬時進給過多或放電間隙中有電蝕產物搭接所致。間隙短路時電流較大，但間隙兩端的電壓很小，沒有蝕除加工作用。
4)電弧放電(穩(wěn)定電弧放電)
由于排屑不良，放電點集中在某一局部而不分散，局部熱量積累，溫度升高，惡性循環(huán)，此時火花放電就成為電弧放電。由于放電點固定在某一點或某一局部.因此稱為穩(wěn)定電弧，常使電極表面積炭、燒傷。電弧放電的波形特點是和高頻振蕩的小鋸齒基本消失。
5)過渡電弧放電(不穩(wěn)定電弧放電，或稱不穩(wěn)定火花放電)
過渡電弧放電是正?；鸹ǚ烹娕c穩(wěn)定電弧放電的過渡狀態(tài)，是穩(wěn)定電弧放電的前兆。波形特點是擊穿延時很小或接近于零，僅成為一尖刺，電壓電流表上的高頻分量變低或成為稀疏的鋸齒形。
以上各種放電狀態(tài)在實際加工中是交替、概率性地出現(xiàn)的(與加工規(guī)準和進給量、沖油、污染等有關)，甚至在一次單脈沖放電過程中，也可能交替出現(xiàn)兩種以上的放電狀態(tài)。
電火花和電弧有什么區(qū)別，兩者的溫度有多高？究竟有多危險！
電火花電極間的擊穿放電、電弧是大量的電火花匯集而成的。
一般電火花的溫度都很高，特別是電弧，溫度可高達6000℃，因此，電火花和電弧不僅能引起可燃物燃燒，還能使金屬熔化、飛濺，構成危險的火源。在有爆炸危險的場所，電火花和電弧更是引起火災和爆炸的一個十分危險的因素。
在生產和生活中，電火花是經常見到的。
電火花大體包括工作火花和事故火花兩類。
1、工作火花
是指電氣設備正常工作時或正常操作過程中產生的火花。如直流電機電刷與整流子滑動接觸處、交流電機電刷與滑環(huán)滑動接觸處電刷后的微小火花、開關或接觸器開合時的火花、插銷拔出或插入時的火花等。
2、事故火花
是線路或設備發(fā)生故障時出現(xiàn)的火花。如發(fā)生短路或接地時出現(xiàn)的火花、絕緣損壞時出現(xiàn)的閃光、導線連接松脫時的火花、保險絲熔斷時的火花、過電壓放電火花、靜電火花、感應電火花以及修理工作中錯誤操作引起的火花等。
3、其他
此外，電動機轉子和定子發(fā)生摩擦(掃膛)或風扇與其它部件相碰也都會產生火花，這是由碰撞引起的機械性質的火花。
還應當指出，燈泡破碎時，熾熱的燈絲有類似火花的危險作用。
電氣設備本身，除多油斷路器可能爆炸，電力變壓器、電力電容器、充油套管等充油設備可能爆炸外，一般不會出現(xiàn)爆炸事故，以下情況可能引起空間爆炸。
1.周圍空間有爆炸性混合物，在危險溫度或電火花作用下引起空間爆炸。
2.充油設備的絕緣油在電弧作用下分解和汽化，噴出大量油霧和可燃氣體，引起空間爆炸。
3.發(fā)電機氫冷裝置漏氣、酸性蓄電池排出氫體等，形成爆炸性混合物，引起空間爆炸。
以上就是100唯爾(100vr.com)小編為您介紹的關于電火花的知識技巧了，學習以上的你真的明白電火花加工的原理嗎? 電火花和電弧有什么區(qū)別？電火花溫度有多高？知識，對于電火花的幫助都是非常大的，這也是新手學習模具專業(yè)所需要注意的地方。如果使用100唯爾還有什么問題可以點擊右側人工服務，我們會有專業(yè)的人士來為您解答。
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