本文討論了慢走絲線切割加工過程中電解銹蝕放電狀態(tài)的基本原理，研制了控制電解銹蝕放電狀態(tài)的電源裝置來控制加工過程電解銹蝕放電狀態(tài)此電源結構簡單。性能價格比高，對加工速度無影響定桃，其具有在工件上流有雙向電流的特點，這是通過在傳統(tǒng)加工電源中添加另一套輔助系統(tǒng)來實現(xiàn)的伸义。工作過程中何别，控制電解電流比正常加工電流小，因此能夠獲得好的加工效果蛛挚。上部分為WEDM正常放電的間隙電壓波形抗斤，脈寬為8us,脈間為15us;下部分為控制電解銹蝕放電狀態(tài)的電壓波形，其脈寬為4us,脈間為20us丈咐；可以看出瑞眼，控制電解銹蝕電路流過很小的控制電流，因為從其電壓波形上可以看出約有20V的壓降棵逊。此控制電解銹蝕放電狀態(tài)電源裝置較好地完成了對電解銹蝕的控制伤疙。工件的表面精度和機械強度與傳統(tǒng)加工方法相比提高了很多×居埃總之徒像，作為一種新的制造方法，控制電解銹蝕放電狀態(tài)電源裝置在高精度線切割加工中將起到重要作用蛙讥，其應用范疇將更加廣泛锯蛀。

1概述

    由于電火花線切割加工（WEDM,Wire-EDM）具有不受加工材料硬度的影響，沒有加工應力次慢，加工精度高并能加工復雜形狀工件及可以進行無人操作加工等優(yōu)點旁涤，因此，線切割加工被認為是當前一種主要的金屬加工方法迫像。

    在慢走絲線切割加工過程中辙炒，與電源相聯(lián)的電極絲通過放電產生的能量撞擊工件表面來對工件進行切削。工件必須是導體，為防止加工過程中短路狀態(tài)發(fā)生牌君，電極絲與工件之間必須有絕緣工作液流過捅腋，這樣才能有合適的條件來產生放電，通常這種絕緣液體采用去離子水截剩。它具有成本低绊寞、不易著火、便于安全生產的優(yōu)點诬忱。

    在相同的脈沖能量下费控，在水中進行放電切割能夠提高加工生產率。減小電極絲損耗和改善被加工工件的表面質量哨遭、但是，當所采用的脈沖電源加在放電間隙上的空載脈沖電壓含有直流分量時节霸，水中進行電火花線切割便會產生電解銹蝕放電狀態(tài)骑跳，如電極絲及工件表面上會觀察到水電解和陽極金屬原子溶解現(xiàn)象。這就導致被加工工件表面的電蝕過程失控怒医，表面精度受損炉抒；增加了工件表面的銹蝕或氧化，減弱工件的機械強度稚叹。另外焰薄，水電解產生的氫氣及氧氣組成了“爆炸性”氣體混合物，在火花放電時會發(fā)生爆炸扒袖，使加工工件表面產生缺陷塞茅，損壞電極絲，使固定電極移動季率，降低了加工精度野瘦。

2慢走絲電火花線切割過程中電解銹蝕放電狀態(tài)的分析

    在線切割加工過程中，電解銹蝕放電狀態(tài)十分普遍飒泻。這種令人頭痛的放電狀態(tài)主要與流過工作液的電流有關鞭光。電極絲與脈沖電源負極相連，工件電極即陽極與脈沖電源正極相連泞遗。線切割過程中放電狀態(tài)的機理波形惰许。加在正負電極上隨時間變化的電壓V及在加工間隙中流過的放電電流I。脈沖電源在每個周期發(fā)出一個脈沖電壓史辙，在準備放電過程中電壓V達到電壓峰值Va,而放電瞬間間隙兩端電壓降到放電間隙電壓Ve胜玖。隨著放電的結束間隙兩端電壓降V到零伏。同時缓贤，放電過程中電極間流過電流為Ie,放電結束后間隙電流為Ir基列。

    首先，加工過程中陽極金屬原子溶解是產生電解銹蝕的主要原因。由于水浸漬在電極之間军笑，并且水的電導率很低雨株，一般為幾兆西門子每厘米到幾十兆西門子每厘米，于是間隙電壓在其間便形成“漏電流”Ia擅暴。

    其次贫迫，水電解也能夠加快電解銹蝕的速度。雖然水是一種弱電解質项栈，但它能夠分解出正離子H+和負離子OH-,如下式所示：

    加工過程中在電場的作用下手欣，正離子H+和負離子OH-分別向陰極和陽極移動，電極絲表面附近映检，氫離子H+得到電子后釋放出氫氣而增加了因放電引起爆炸的危險癞樊。另外，加工時放電間隙很小凛澎，陽極離解下的金屬陽離子Mn+就有很大機會與氫氧根離子反應生成M（OH）n沉淀物沉積在工件表面霹肝。這樣，工件的機械強度和表面精度就將受影響塑煎。

    由于加工時間一般為幾小時或幾天沫换，而工件經常為鋼，因此最铁，電解銹蝕放電產生的陽極金屬溶解讯赏、陽極金屬氫氧化物沉積及加工過程生成的氫氣被火花引燃爆炸現(xiàn)象都將變得不可容忍。因為它不僅破壞加工金屬表面精度冷尉，改變金屬表面幾何形狀漱挎，減弱工件的機械強度,與此同時，還破壞所有在加工過程中與水接觸雀哨、能夠導電的機床各個部分识樱，如：工作臺、卡具和導電塊等震束。加工結束后怜庸，對被電解銹蝕的金屬工件進行精加工根本不可能達到預期效果，另外姚转，必須得對機床部件進行仔細測量和附加校正谋扼。因此，自電火花加工問世以來们敢，制造商和用戶就努力去尋找控制電解銹蝕放電狀態(tài)的良方妙藥咐准。3慢走絲線切割電火花加工控制電解銹蝕放電狀態(tài)的方法。在借鑒前人的基礎上慷训，研制了一種慢走絲線切割控制電解銹蝕放電狀態(tài)的電源裝置消李。其適用于從粗加工到精加工的不同規(guī)準加工中键梆。它是在傳統(tǒng)的電火花線切割電源裝置基礎上增添一組控制電解銹蝕放電狀態(tài)系統(tǒng)。作為典型的陽極保護裝置苔眼，此系統(tǒng)能夠控制傳統(tǒng)線切割電源裝置中由于電解銹蝕放電產生的工作液電解及陽極金屬原子電離等一系列不良現(xiàn)象畦未。在線切割加工回路中工件作為陽極，同時稽星，在電解銹蝕控制電路中保铐。工件又作為陰極來使用。電解銹蝕控制電路中至少有一個或多個電解控制電極褥民，其個數由工件的復雜程度決定季春。采用兩個電解控制電極，它們浸在水中或將水不斷地噴灑其上消返，同時载弄，控制電壓加在他們和工件之間。工作過程中撵颊，在電解控制回路產生電流Ia和Ie,這兩個電流用來抵消加工放電回路漏電流Ia和放電電流Ie產生的電解銹蝕放電侦锯。其結果消除了傳統(tǒng)加工方法中由于電解銹蝕產生的陽極金屬溶解和工作液電解現(xiàn)象。

    慢走絲線切割控制電解銹蝕放電狀態(tài)電源系統(tǒng)中運用功率MOSFET（金屬氧化物半導體場效應管）作為開關元件秦驯。幅值相同的直流電源E和E（100～150V）通過功率MOSFET M1、M2挣棕、M3译隘、M4和限流電阻R1、R2洛心、R3固耘、R4將工作電壓直接加到電極絲、工件和AE（電解銹蝕控制）電極間词身√浚控制器Con1控制M1、M2;控制器Con2控制M3农灯、M4,它們輸出的脈沖信號在相位上互差180°修诈。為了適應不同加工材料和加工過程，控制器Con1和控制器Con2對電極絲和工件間及工件和AE電極間的脈寬和脈間信號分別進行調節(jié)品扯。檢測電路K1和檢測電路K2分別檢測AE電極和工件及工件和電極絲間的電壓信號即加工狀態(tài)信號和控制電解放電狀態(tài)信號投沃，這兩種信號在控制器Con1和控制器Con2中與事先給定信號進行運算后控制M1、M2捻钢、M3绞艘、M4為了防止加工過程中過電流損壞功率MOSFET,用電流傳感器CK來檢測加工過程的電流信號，從而也保證了加工過程的穩(wěn)定稻续。在此電路中R1妈削、R2阻值是R3轿跌、R4的3～4倍，這樣逮碾，使電流Ia和Ie的絕對值不超過漏電流Ia和放電電流Ie汪兢。不然的話，從AE電極上溶解的金屬陽離子將沉積到工件表面上涡相，不但達不到控制電解銹蝕的目的哲泊，反而影響了工件的表面粗糙度和表面精度。

    慢走絲線切割控制電解銹蝕放電狀態(tài)電源的性能指標是：脈寬調節(jié)范圍從1～100us,脈間調節(jié)范圍從10～1000us,最小占空系數為0.1%;放電峰值電流為50A,放電峰值電壓從100～150V之間可調催蝗。為了限制實際的金屬腐蝕切威，采用具有高耐腐蝕能力的金屬作為AE電極材料，如：不銹鋼丙号、鈦先朦、石墨和表面涂有防腐層的物質如鉑等。

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