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關于鋁合金的線切割加工工藝

鋁合金具有特殊的理化性能，故在電火花線切割加工時存在著較多的問題。如：電蝕物（即氧化鋁）易粘附在電極絲上；電蝕物顆粒較大，加工間隙易堵塞等。加工時間長，電極絲上粘附的氧化鋁（AL2O3）越多，而氧化鋁的導電性能極差，此時將影響電極絲的放電性能，并使饋電塊加速磨損。另外，在切割防銹鋁合金時，還可發現電極絲與饋電塊間時有火花產生。針對上述問題，現從幾個方面來探討減輕饋電塊腐蝕、改善加工表面粗糙度、提高加工穩定性和精度的措施。
1  加工屑粘附到電極絲上的原因分析

（1）脈沖電源參數搭配不當

    電火花線切割加工時，間隙擊穿后的初期主要為火花放電，其蝕除過程主要以汽化蒸發的形式進行。隨著時間的延長，放電形式便從火花放電轉為過渡電弧放電，此時的蝕除過程主要是通過熱作用和放電柱對放電痕產生的壓力來進行。放電柱對放電痕產生的壓力越高，其熔融物拋出的速度就越高，在冷卻介質中形成的球狀加工屑的直徑就越小。計算表明，放電點的壓力P與放電峰值電流Im成正比，與放電時間T成反比。當Im確定后，P隨時著T的增加而減少，從而使加工屑的直徑及體積變大，導致加工屑的熱慣性增大即不易冷卻。因此，較寬的脈沖寬度易產生較大的加工屑，并易粘附到電極絲上。

    如脈沖寬度較窄但間隔過小的話也會產生較大的加工屑。這是因為脈沖間隔過小會造成消電離不充分，此時很可能出現某個通道處連續多次的放電。由于該處每次擊穿前的絕緣強度不斷降低，故通道直徑就可能變大，相應的電流密度就會變小，結果造成放電柱對放電痕的壓力下降，從而產生較大的加工屑。由于氧化鋁與鉬絲的親合作用較強，故電極絲上極易粘附這些較大的加工屑。

（2）放電間隙的冷卻狀況差

    在相同脈沖參數條件下，加工厚工件要比加工薄工件易產生燒傷點。其原因是工件厚度的增加會導致間隙冷卻狀況不良，最惡劣的間隙狀況在電極絲的出口處。該區域冷卻液少、氣體多，還有大量的加工屑要排出，因而間隙絕緣強度很差，大量的放電幾乎都是在氣體中進行。此時的放電柱直徑要比液體中大得多，其電流密度相應減小，對放電痕的壓力下降，結果產生較大的加工屑。在冷卻條件差的情況下，這些較大的加工屑有可能呈熔融或半熔融狀態，當它們撞擊到電極絲上就有可能粘附上去。另外，由于電極絲的出口處加工屑多，易產生頻繁的二次放電，在冷卻條件差的時候電極絲的溫度就會升高，這也增加了粘附加工屑的可能性。

    加工屑粘附到電極絲上后，會出現以下問題：
①加工不穩定；
②加工間隙易堵塞；
③短路、斷絲；
④工件表面粗糙度值高；
⑤饋電塊磨損加劇；等等。

2 加工屑粘附到電極絲上的解決措施

    解決加工屑粘附到電極絲上的問題，可從改善間隙冷卻條件和放電柱對放電點施加的壓力來著手，可采取以下措施：

（1） 工作液的選擇及防護

    目前常采用DX-1乳化液的水溶液作為線切割加工工作液，常規比例是1：10（乳化液1份，水10份），而加工防銹鋁合金時宜采用3：8 的比例。為了保持工作液的清潔，使其正常有效地工作，并延長工作液的使用期，可將一塊5mm厚的海綿（其大小根據工件而定），置于工作臺面兩夾具之間。這樣可避免殘屑流入水箱，保持工作液的暢通，減少電極絲上加工屑的粘附。另在上線架后端槽中加一塊海綿，高速往返的電極絲經海綿摩擦，可去掉一部分粘附的氧化物，同時減少鉬絲抖動，更好地保證放電通道的暢通，確保脈沖電源效率的正常發揮，同時也減少對饋電塊的磨損。對海綿墊要進行定期的清洗或更換，電極絲、饋電塊和導輪也要定期用煤油或汽油在空運行時進行清洗，清洗時將回水管拿出水箱，避免殘屑流入工作液中。

（2）檢查工作液的流量

    中走絲線切割加工時，工作液的上下噴水量應均勻，以便及時把蝕除物排除。加工前首先打開油泵電機，檢查上下噴嘴是否堵塞、工作液是否充分暢通。如工作液不暢通就要檢查原因，如出水管、上下噴嘴旋轉方向等，直到水流正常為止。

（3）改進饋電塊

    為了延長饋電塊的壽命、降低成本、提高生產率，可對饋電塊進行改進。饋電塊是在導電塊上焊一塊厚3mm、￠15mm的硬質合金塊。

    饋電塊一般是固定的或不可調的。實踐中，對饋電塊進行了改進。采取的主要措施有：①變固定的饋電塊成活動的饋電塊：適當減小硬質合金的公差尺寸，使導電塊與硬質合金的雙邊間隙為0.10～0.20mm（間隙配合），將硬質合金塊置于銅套里面，按要求的配合尺寸不需焊接，變固定的饋電塊成活動的饋電塊，持續切割50～70h，將硬質合金旋轉一個方向后繼續使用；②適當增加硬質合金的厚度：硬質合金￠15mm的大小是不變的（成形），但可將厚度增加0.2mm。既可使電極絲與饋電塊接觸良好，又不會使饋電塊失去彈性，還可減少饋電塊上下的跳動距離，使饋電塊的磨損減小。