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，在電極絲和工件之間進行脈沖放電。如圖2-1所示，電極絲接脈沖電源的負極，工件接脈沖電源的正極。當來一個電脈沖時，在電極絲和工件之間產生一次火花放電，在放電通道的中心溫度瞬時可高達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行電蝕切割加工。通常認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，一般取δ_電=0.01mm。

圖2-1　電火花線切割加工原理

為了確保每來一個電脈沖時在電極絲和工件之間產生的是火花放電而不是電弧放電，必須創造必要的條件。首先必須使兩個電脈沖之間有足夠的間隔時間，使放電間隙中的介質消電離，即便放電通道中的帶點粒子復合為中性粒子，也要恢復本次放電通道處間隙中介質的絕緣強度，以免總在同一處發生放電而導致電弧放電。一般脈沖間隔應為脈沖寬度的4倍以上。

為了保證火花放電時電極絲（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。同時電極絲必須作高速軸向運動，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，同時也有利于把電蝕產物從間隙中帶出去。

電火花線切割加工時，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，應選擇好相應的脈沖參數，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別如下：

① 電弧放電是由于電極間隙消電離不充分，放電點不分散，多次連續在同一處放電而形成，它是穩定的放電過程，放電時，爆炸力小，蝕除量低。而火花放電是非穩定的放電過程，具有明顯的脈沖特性，放電時，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，通過介質的電流也減小），而火花放電的伏安特性曲線為負值（即隨著極間電壓的減小，通過介質的電流卻增加）。

③ 電弧放電通道形狀呈圓錐形，陽極與陰極斑點大小不同，陽極斑點小，陰極斑點大。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，陽極和陰極的斑點大小實際相等。因此，兩極上電流密度相同，而且很高，可達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，大多數情況下是陽極腐蝕量遠多于陰極。因此，電火花加工時工件接電源正極。