极性效应是如何影响放电腐蚀量的?

极性效应是如何影响放电腐蚀量的?

电火花加工时,在脉冲参数一定条件下,由于加工极性不同,即使电极材料和形状完全相同（例如钢加工钢）,正、负电极的放电腐蚀量也是不同的.这种单纯由于正、负极性不同而彼此电蚀量不一样的现象叫做极性效应.两极电蚀量差别越大,极性效应越显著.如果两极材料不同,则极性效应更加复杂.
在峰值电流Ie一定时,当脉宽小于某一数值时正极性的损耗率小于负极性的损耗率.而大于此脉宽时则相反,即负极性的损耗率小于正极性的损耗率.因此极性转换点把图面分成两个加工区,即正极性加工区（ti<50μs）和负极性加工区（ti50μs）.实际上随着峰值电流的不同,其极性转换点也随着改变,电流越大,转换点脉冲宽度越宽.一般把工件接脉冲电源的正极（工具电极接负有）时,称“正极性”加工；反之,工件接脉冲电源的负极（工具电有接正极）时,称“负极性”加工.
产生极性效应的原因很复杂,一般认为：在火花放电过程中,正、负电极表面分别受到负电子和正离子的轰击和瞬时热源的作用,在两极表面所分配到的能量不一样,因而熔化、气化抛出的电蚀量也不一样.国为电子的质量和惯性均小,容易获得很高的加速度和速度,在击穿放电的初始阶段有大量的电子奔向正极,把能量传递给阴极表面,使电极材料迅速熔化和气化；而正离子则由于质量和惯性较大,启动和加速较慢,在击穿放电的初始阶段,大量的正离子来不及到达负极表面,能到这负极表面并传递能量的只有一小部分正离子.所以在采用穿脉冲（如纯铜电极加工钢时,ti<10μs）精加工时应选用正极性加工；当采用长脉冲（如纯铜电极加工钢时,ti100μs）粗加工时,应采用负极性加工,可以得到较高的蚀除速度和较低的电极损耗.
极性效应的实质是能量在两极上的分配问题,而电子和正离子对电极表面的轰击则是影响能量分布的主要因素,因此电子轰击和离子轰击是影响极性效应的重要因素.但是,即使正负有上的能量相同,但其能量密度（电流密度）仍有差异.一般正极上放电点的电流密度低于负极,脉宽愈长,其差别愈大,因为电子质量小,运动时因同性相斥而轨迹愈来愈分散.通过生产实践表明,正的电极表面能吸附分解游离出来的炭微粒,减少电极损耗.这种吸附、覆盖和镀覆作用对极性效应的影响在某些条件下应引起重视.例如,纯铜电极加工钢工件,当脉冲宽度为8μs时,通常的脉冲电源必须采用正极性加工,但在用分组脉冲进行加工时,虽然脉冲宽度也是8μs,却采用负极性加工,因为这时在正极纯铜表面明显地存在着吸附的炭黑膜,保护了正极,因而使钢工件负有的蚀除速度超过了正极.实际上是极性效应和正极吸附炭黑之后对正极的保护作用的综合效果.
极性效应是一个比较复杂的放电加工现象,它除了受脉冲宽度、脉冲间隔的影响外,还要受到正极吸附炭黑保护膜和脉冲峰值电流、放电电压、工作液以及电极与工件材料的影响.从提高加工生产率和减少工具损耗的角度来看,极性效应愈显著愈好,故在电火花加工过程中要充分利用极性效应、正确选择加工极性,最大限度地降低工具电极的损耗外,还应合理选用工具电极材料,根据电有材料的物理性能和加工要求选用最佳的电参数,使工件的蚀除速度最高,工具损耗尽可能最小.