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微型電火花加工中小工位氣泡的成因
（論文部分內(nèi)容摘抄）
本文研究了氣蝕過程中氣泡的形成和傳播機的大小和膨脹決定了等離子體基體壓力的時變，從而決定了電極材料表面的熔化和沸騰條件。利用不同的記錄系統(tǒng)，分析了納秒量級的膨脹階段以及長脈沖序列的影響。目前開發(fā)的模型不考慮等離子體通道?？紤]到等離子體通道的形成，氣泡的傳播變得畸形和不對稱，導(dǎo)致了火山口結(jié)構(gòu)的強烈變化。
關(guān)于火花侵蝕，眾所周知，盡管電極之間的距離小于20 um，但等離子體通道仍然會移動。研究表明，在連續(xù)加工過程中，可以區(qū)分跳躍和分裂成幾個等離子體通道。這種不同的通道結(jié)構(gòu)導(dǎo)致工作流體的蒸發(fā)不同。因此，產(chǎn)生的氣泡形態(tài)導(dǎo)致等離子體通道基底的非均勻上升。
為了模擬陰極和陽極上的熱效應(yīng)區(qū)，等離子體通道被認(rèn)為是圓柱對稱的熱源，在點火后沿徑向擴展，而不改變初始坐標(biāo)。本文的目標(biāo)是找出氣體泡對等離子體通道結(jié)構(gòu)的影響以及氣體泡的大小和運動對脈沖參數(shù)的依賴性。
高速成像攝像機(廣州市元奧儀器有限公司的高速相機)圖像
它允許的曝光持續(xù)時間為5納秒至100納秒，進(jìn)行相位分析的目的。此外，幾何分辨率為1.2um/像素。在右圖中的圖像中，我們可以看到氣泡只比等離子體通道的光斑和等離子-氣體界面大不了多少。這種高輻射是由選定的脈沖參數(shù)(電流脈沖幅值40A和脈沖)持續(xù)時間為50us)。高光和歐氏加熱是德國/ Excelitas PCO 公司的圖像中出現(xiàn)漫射光點的原因。1000ns、2000ns和3000ns之后的圖像表明，由于工作流體的導(dǎo)電率高于普通介質(zhì)，氣泡的膨脹率非常高。通過25 ns的短曝光時間的光斑，我們可以看到氣泡的良好結(jié)構(gòu)。
用CLSM對跳躍等離子通道基座的隕石坑進(jìn)行分析。對隕石坑結(jié)構(gòu)和電壓、電流曲線的記錄為等離子體基座的移動提供了機會。在圖3中，我們看到了兩個隕石坑，這是兩個串聯(lián)放電(功率圖)和第二個等離子體通道的基座跳躍的結(jié)果。電壓崩潰非常小，因此氣體泡的形成不足，與不間斷的氣體泡不同。
如果待加工的結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于放電通道(等離子體通道和氣體氣泡)，則氣體氣泡的形成和傳播具有特殊的相關(guān)性。在單個放電的幫助下，它變得可見，這是氣體氣泡的基本起源。氣泡的形成要考慮工作流體的物理和化學(xué)特性。此外，氣泡結(jié)構(gòu)由脈沖參數(shù)確定，特別是停頓持續(xù)時間，因為它決定了前一個氣泡調(diào)制塌陷的時間。用足夠高的脈沖能量分解烴，達(dá)到比去離子水更高的分解水平。關(guān)于微細(xì)電火花加工的參數(shù)，如果使用臨界電流密度，則氣體體積同樣大。通過劈裂或跳底也可減少氣泡尺寸，但這種可能性很難被利用，因此只能作為附帶效果使用。
研究表明，通過正確選擇工藝能量源和脈沖參數(shù)的控制范圍，可以調(diào)整氣體氣泡的大小，以適應(yīng)微加工。在氣體氣泡的大小和膨脹與塌陷的間隙之間必須找到折衷。
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