2.1　电火花线切割加工放电基本原理

电火花线切割加工时，在电极丝和工件之间进行脉冲放电。如图2-1所示，电极丝接脉冲电源的负极，工件接脉冲电源的正极。当来一个电脉冲时，在电极丝和工件之间产生一次火花放电，在放电通道的中心温度瞬时可高达10000℃以上，高温使工件金属熔化，甚至有少量气化，高温也使电极丝和工件之间的工作液部分产生气化，这些气化后的工作液和金属蒸气瞬间迅速热膨胀，并具有爆炸的特性。这种热膨胀和局部微爆炸，抛出熔化和气化了的金属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δ_电在0.01mm左右。若电脉冲的电压高，放电间隙会大一些。线切割编程时，一般取δ_电=0.01mm。

图2-1　电火花线切割加工原理

为了确保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，必须创造必要的条件。首先必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，即便放电通道中的带点粒子复合为中性粒子，也要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（一般用钼丝）不被烧断，必须向放电间隙注入大量工作液，以使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，电极丝速度在7～10m/s。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。

电火花线切割加工时，为了获得比较好的表面粗糙度和高的尺寸精度，并保证钼丝不被烧断，应选择好相应的脉冲参数，并且工件和钼丝之间的放电必须是火花放电，而不是电弧放电。

火花放电与电弧放电的区别如下：

① 电弧放电是由于电极间隙消电离不充分，放电点不分散，多次连续在同一处放电而形成，它是稳定的放电过程，放电时，爆炸力小，蚀除量低。而火花放电是非稳定的放电过程，具有明显的脉冲特性，放电时，爆炸力大，蚀除量高。

② 电弧放电的伏安特性曲线为正值（即随着极间电压的减小，通过介质的电流也减小），而火花放电的伏安特性曲线为负值（即随着极间电压的减小，通过介质的电流却增加）。

③ 电弧放电通道形状呈圆锥形，阳极与阴极斑点大小不同，阳极斑点小，阴极斑点大。因此，其电流密度也不同，阳极电流密度为2800A/cm²，阴极电流密度为300A/cm²。火花放电的通道形状呈鼓形，阳极和阴极的斑点大小实际相等。因此，两极上电流密度相同，而且很高，可达10⁵～10⁶A/cm²。

④ 电弧放电通道和电极上的温度为7000～8000℃，而火花放电通道和电极上的温度为10000～12000℃。

⑤ 电弧放电的击穿电压低，而火花放电的击穿电压高。

⑥ 电弧放电中，蚀除量较低，且阴极腐蚀比阳极多，而在火花放电中，大多数情况下是阳极腐蚀量远多于阴极。因此，电火花加工时工件接电源正极。