當放電加工只採用斷續電弧放電（短電弧放電）形式來進行加工時，叫做短電弧加工。短電弧加工技術又稱為短電弧切削加工技術，是近二十多年來在我國新疆逐步發展起來的一種電加工新技術，在大型軋輥、水泥磨輥、立磨輥、渣漿泵葉輪等修理、再製造行業中逐漸獲得廣泛套用。
基本介紹
- 中文名：短電弧加工
- 外文名：短電弧加工
- 學科：金屬塑性加工
- 放電形式：短電弧放電
- 優點：加工生產率很高
- 適用範圍：水泥磨輥、立磨輥、渣漿泵葉輪
介紹,短電弧加工的特點和使用範圍,短電弧加工的主要特點,短電弧加工技術的主要使用範圍,短電弧加工的基本工藝參數,短電弧加工工具機,
介紹
短電弧加工技術又稱為短電弧切削加工技術，是近二十多年來在我國新疆逐步發展起來的一種電加工新技術，在大型軋輥、水泥磨輥、立磨輥、渣漿泵葉輪等修理、再製造行業中逐漸獲得廣泛套用。
短電弧是一種介於電火花和電弧之間的放電狀態，其脈衝寬度為毫秒級，峰值電流較大（ 100- 5000A），每次放電都是電火花和短電弧混合放電。它與電火花加工中有害的穩定電弧不同，與電弧焊中的連續電弧也不同。穩定電弧由於放電點不轉移，常導致燒傷工具和工件表面，無法用於生產。連續電弧只能用於熔化金屬，在表面堆焊或切割下料。短電弧加工時，即使使用純直流電源，也因為工具與工件有較大的相對運動，而能把電弧拉斷，不致燒傷工具和工件表面。短電弧加工時因排屑、冷卻效果良好，單個脈衝能量很大，故具有很高的加工生產率（金屬去除率）。
短電弧加工的特點和使用範圍
短電弧加工是指在具有一定氣、液比例且帶壓力的混合物工作介質的作用下，利用兩個電極之間產生的受激發短電弧放電群組或混合有火花放電的放電群組，來蝕除金屬或非金屬導電材料的一種電加工方法，是一種新型的強焰流、電子流、離子流、弧流混合放電加工方法，也屬於特種加工行業電加工技術範疇。
短電弧加工和電火花加工相比，既有相同之處，也有不同的地方。相同之處是均為脈衝性放電；都是在電場作用下，局部、瞬時使金屬熔化和氣化而遭受蝕除。不同之處是短電弧的脈衝寬度、脈衝電流、單個脈衝能量和平均能量遠比電火花要大得多，因此具有很高的材料去除率，但難以獲得較好的加工精度和表面粗糙度及表面質量。
短電弧加工的主要特點
1）加工生產率很高，但加工精度和表面質量較差。短電弧加工的每分鐘金屬去除量可達900—1500g，換算成鋼體積蝕除量可達每分鐘去除112-187cm，為電火花加工的最大蝕除速度5 g/min的180-300倍。但加工精度低於IT8—IT12，表面粗糙度值大於Rz200—500 μm，表面熱影響層大於60-1000μm。
2）工具電極和工件間必須有較大的相對運動。相對運動的目的是拉斷電弧，使之成為短電弧放電，不致使放電點集中而燒傷工具電極和工件，同時加速電蝕產物排出和冷卻加工表面。一般圓片、圓盤形工具電極因直徑、質量小，可用較高的轉速，線速度v≥10 m/s；工件因直徑、質量大，只能低速轉動或移動，線速度v=0~1. 6m/s。工具電極和工件應保證相對運動速度v≥2m/s。
3）加工時工具電極和工件間必須澆注一定壓力的氣液混合工作介質。因為短電弧加工時平均電流很大，為1000—5000A，甚至更高，故必須採用有一定壓力的風冷加水冷，來帶走熱量和切斷短電弧放電。
短電弧加工技術的主要使用範圍
短電弧加工的基本工藝參數
（1）極性 實踐表明，工件應接電源正極，稱為正極性加工。否則生產率將降低而工具相對損耗增加。
（2）工作電壓 短電弧加工的工作電壓一般為6-60V，當u≤12V時，為弱短電弧和電火花放電的混合狀態，用於小面積、低規準的加工；當12V<U<60V時，主要是強短電弧放電加工狀態，用於大面積、高去除率的加工。
（3）工作電流 一般為1000—5000A，低規準和小面積時為100 N1000A。
（4）工具電極與工件間的相對運動速度 為拉斷電弧不至於形成長電弧或連續電弧，以及使電蝕產物排屑良好，工具電極與工件之間最好應有相對移動速度L，≥10m/s。如果工具電極和工件間的相對移動速度過低或為0，則除非加強水、氣混合介質的沖刷作用，否則放電點不轉移會燒傷工具、工件表面，且兩極間熔化了的金屬會發生熱粘連而使加工無法進行。
（5）工具相對損耗 在正常短電弧加工情況下，工具電極的相對損耗為1%-10%。
（6）加工波形及火花顏色 加工時的電壓和電流波形為瞬變的、脈衝寬度較短的電火花放電和脈衝寬度較長的短電弧放電波形。此外，放電加工時沒有25V左右的火花維持電壓，但可能有多個通道同時放電。其原因是，短電弧加工與用電晶體脈衝電源電火花加工不同，後者的放電電路中有限流電阻，故放電間隙擊穿後，60V以上的空載電壓下降為25V左右的火花維持電壓，很難再擊穿第二點同時放電，因此放電間隙內只有一個放電通道。而短電弧加工的放電間隙內可能存在多個放電點同時放電，這也是短電弧加工比電火花加工效率高的原因之一。
短電弧加工的火花顏色一般像電火花加工那樣呈橘紅色或橘黃色為好，如果噴射出的火花呈電焊時的亮白色或藍白色，則表示局部、瞬時溫度過高，易於燒傷工具、工件表面，不利於加工。
（7）工作介質 一般使用具有一定壓力和比例的液體和氣體的混合物作為工作介質。為了防鏽和防腐（防止變質發臭），在水中加入5 010的乳化油和5%的硼砂溶液。在小面積和無水污染的情況下加工表面時，短電弧加工也可以採用乾式加工，用壓縮空氣或其他壓力氣體（如氮氣、氬氣、氦氣、二氧化碳氣體以及混合氣體等，可根據工作需要確定壓力氣體）強力吹刷加工間隙，排除電蝕產物而保證其不會粘結在加工表面上。
短電弧加工工具機
短電弧加工工具機是國內外一種新型的、具有獨特功能的高效強電流加工工具機，能夠對硬度大於45HRC的導電難加工材料進行高效去除加工，單邊切削此類材料時的切削深度可達15 mm以上，每分鐘的金屬去除量可達900g以上，被加工工件表面影響層厚度為0. 05—1mm（馬氏體組織），其母材化學成分不變，加工噪聲低於80dB （A），工件的表面粗糙度可達Ra100- 25 μm，公差等級可達IT12。短電弧加工工具機主要由短電弧加工用的電源、陰極裝置、水氣混合裝置、工具機主體等部分組成，其結構簡圖如圖2-40所示。此類工具機有專用短電弧加工工具機、改裝短電弧加工工具機和衍生品短電弧加工工具機三個系列。
