2.1　電火花線切割加工放電基本原理

電火花線切割加工時(shí)，在電極絲和工件之間進(jìn)行脈沖放電。如圖2-1所示，電極絲接脈沖電源的負(fù)極，工件接脈沖電源的正極。當(dāng)來一個(gè)電脈沖時(shí)，在電極絲和工件之間產(chǎn)生一次火花放電，在放電通道的中心溫度瞬時(shí)可高達(dá)10000℃以上，高溫使工件金屬熔化，甚至有少量氣化，高溫也使電極絲和工件之間的工作液部分產(chǎn)生氣化，這些氣化后的工作液和金屬蒸氣瞬間迅速熱膨脹，并具有爆炸的特性。這種熱膨脹和局部微爆炸，拋出熔化和氣化了的金屬材料進(jìn)行電蝕切割加工。通常認(rèn)為電極絲與工件之間的放電間隙δ_電在0.01mm左右。若電脈沖的電壓高，放電間隙會大一些。線切割編程時(shí)，一般取δ_電=0.01mm。

圖2-1　電火花線切割加工原理

為了確保每來一個(gè)電脈沖時(shí)在電極絲和工件之間產(chǎn)生的是火花放電而不是電弧放電，必須創(chuàng)造必要的條件。首先必須使兩個(gè)電脈沖之間有足夠的間隔時(shí)間，使放電間隙中的介質(zhì)消電離，即便放電通道中的帶點(diǎn)粒子復(fù)合為中性粒子，也要恢復(fù)本次放電通道處間隙中介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度，以免總在同一處發(fā)生放電而導(dǎo)致電弧放電。一般脈沖間隔應(yīng)為脈沖寬度的4倍以上。

為了保證火花放電時(shí)電極絲（一般用鉬絲）不被燒斷，必須向放電間隙注入大量工作液，以使電極絲得到充分冷卻。同時(shí)電極絲必須作高速軸向運(yùn)動，以避免火花放電總在電極絲的局部位置而被燒斷，電極絲速度在7～10m/s。高速運(yùn)動的電極絲，有利于不斷往放電間隙中帶入新的工作液，同時(shí)也有利于把電蝕產(chǎn)物從間隙中帶出去。

電火花線切割加工時(shí)，為了獲得比較好的表面粗糙度和高的尺寸精度，并保證鉬絲不被燒斷，應(yīng)選擇好相應(yīng)的脈沖參數(shù)，并且工件和鉬絲之間的放電必須是火花放電，而不是電弧放電。

火花放電與電弧放電的區(qū)別如下：

① 電弧放電是由于電極間隙消電離不充分，放電點(diǎn)不分散，多次連續(xù)在同一處放電而形成，它是穩(wěn)定的放電過程，放電時(shí)，爆炸力小，蝕除量低。而火花放電是非穩(wěn)定的放電過程，具有明顯的脈沖特性，放電時(shí)，爆炸力大，蝕除量高。

② 電弧放電的伏安特性曲線為正值（即隨著極間電壓的減小，通過介質(zhì)的電流也減小），而火花放電的伏安特性曲線為負(fù)值（即隨著極間電壓的減小，通過介質(zhì)的電流卻增加）。

③ 電弧放電通道形狀呈圓錐形，陽極與陰極斑點(diǎn)大小不同，陽極斑點(diǎn)小，陰極斑點(diǎn)大。因此，其電流密度也不同，陽極電流密度為2800A/cm²，陰極電流密度為300A/cm²。火花放電的通道形狀呈鼓形，陽極和陰極的斑點(diǎn)大小實(shí)際相等。因此，兩極上電流密度相同，而且很高，可達(dá)10⁵～10⁶A/cm²。

④ 電弧放電通道和電極上的溫度為7000～8000℃，而火花放電通道和電極上的溫度為10000～12000℃。

⑤ 電弧放電的擊穿電壓低，而火花放電的擊穿電壓高。

⑥ 電弧放電中，蝕除量較低，且陰極腐蝕比陽極多，而在火花放電中，大多數(shù)情況下是陽極腐蝕量遠(yuǎn)多于陰極。因此，電火花加工時(shí)工件接電源正極。