在混凝土泵管的制造中，由于高強(qiáng)度、高硬度、高韌性、高脆性和耐高溫等特殊性能材料的不斷出現(xiàn)，傳統(tǒng)的機(jī)械加工已經(jīng)不能滿足特殊材料的加工要求。因此，直接利用電能、熱能、光能、化學(xué)能、電化學(xué)能和聲能等特殊處理方法得到了迅速發(fā)展。如WEDM、電解加工、電鑄、超聲波加工、化學(xué)加工(如照相腐蝕)等。電火花加工是利用工具電極和工件電極之間脈沖放電的電腐蝕效應(yīng)，在一定介質(zhì)中加工工件的一種工藝方法。它可以加工高熔點(diǎn)、高硬度、高強(qiáng)度和高韌性的材料。廣泛用于模具制造和科研部門，是一種不可缺少的加工方法。電火花加工的基本原理見[0x9B9C的圖1.1。待加工的工件是工件電極，紫銅(或其他導(dǎo)電材料，如石墨)是工具電極。當(dāng)脈沖電源發(fā)出一系列脈沖電壓施加到工件電極和工具電極時(shí)，工具電極和工件電極都浸入具有一定絕緣性能的工作流體中。在自動(dòng)進(jìn)給裝置的控制下，工具電極被緩慢地進(jìn)給到工件電極。當(dāng)工具電極和工件電極之間的距離小到一定程度時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度增加，導(dǎo)致兩極之間的電介質(zhì)擊穿并產(chǎn)生放電加工。雖然從宏觀角度看，物體是平的，但從微觀角度看，它的表面總是不平坦的，即它由許多峰和谷組成。在脈沖電壓的作用下，兩極之間最近點(diǎn)的工作流體將被分解，在工具電極和工件之間形成瞬時(shí)放電通道，產(chǎn)生瞬時(shí)高溫，使金屬局部熔化甚至氣化并被去除，局部形成電蝕坑。以這種方式，放電以高頻率連續(xù)重復(fù)，并且工具電極被連續(xù)饋送到工件，使得工具電極的形狀可以被復(fù)制到工件，并且所需的輪廓可以被加工。

在電火花加工過程中，工件和電極必須在不同的過程中被腐蝕。實(shí)踐證明，工件和電極的材料完全相同，并且由于所連接的電源的極性不同，腐蝕速度也不同。這種現(xiàn)象被稱為“極性效應(yīng)”。在混凝土泵管的生產(chǎn)中，當(dāng)工件與脈沖電源的正極相連時(shí)，常被稱為“正加工”。相反，當(dāng)工件連接到脈沖電源的負(fù)極時(shí)，這被稱為“負(fù)極加工”。極性效應(yīng)的原因非常復(fù)雜。基本原因是兩極電離后產(chǎn)生的正離子和電子質(zhì)量不相等。電子質(zhì)量小，慣性也小。在電場(chǎng)力的作用下，很容易在短時(shí)間內(nèi)獲得較大的運(yùn)動(dòng)速度。因此，即使用較短的脈沖進(jìn)行處理，它也能快速到達(dá)陽(yáng)極并轟擊陽(yáng)極表面。正離子有很大的質(zhì)量和慣性，所以在同一時(shí)間獲得的速度比電子的速度低得多。當(dāng)使用短脈沖電壓進(jìn)行處理時(shí)，大多數(shù)正離子沒有到達(dá)負(fù)電極的表面，并且脈沖結(jié)束，因此負(fù)電極的腐蝕量小于正電極的腐蝕量。然而，當(dāng)用更大的脈沖電壓處理時(shí)，正離子可以有足夠的時(shí)間加速，獲得更大的移動(dòng)速度，并且有足夠的時(shí)間到達(dá)負(fù)電極。此外，由于它的大質(zhì)量，正離子轟擊負(fù)電極比電子轟擊正電極多得多，因此負(fù)電極的腐蝕量大于正電極。從以上分析可以看出，脈沖寬度是影響極性效應(yīng)的主要原因之一。在實(shí)際加工中，極性效應(yīng)還受到工具電極和工件電極材料、加工介質(zhì)、電源類型、單脈沖能量等因素的影響。在電火花加工中，工件越多

極性的選擇主要由經(jīng)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)決定。電度表是指脈沖電源向電火花加工提供的脈沖寬度、脈沖間隔和峰值電流。結(jié)果表明，在連續(xù)電火花加工過程中，工件電極和工具電極在一定范圍內(nèi)的單脈沖燒蝕量與單脈沖能量成正比關(guān)系。某一時(shí)間段內(nèi)的總侵蝕量大約等于該時(shí)間段內(nèi)有效脈沖侵蝕量的總和。單脈沖放電釋放的能量決定了電極間放電電壓、放電電流和放電持續(xù)時(shí)間。因此，改善侵蝕量和生產(chǎn)率的方法是脈沖提升的頻率。增加單個(gè)脈沖的能量或增加平均放電電流(矩形波的峰值電流)和單個(gè)脈沖的脈沖寬度T；當(dāng)然，在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)該考慮這些因素之間的相互制約關(guān)系以及對(duì)其他工藝指標(biāo)的影響。例如，如果脈沖間隔太短，就會(huì)發(fā)生電弧放電；隨著單個(gè)脈沖能量的增加，表面粗糙度值也增加，等等。金屬的熱常數(shù)是指熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、熱導(dǎo)率、比熱容、熔化熱、氣化熱等。當(dāng)脈沖放電能量相同時(shí)，金屬的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、比熱容、熔化熱和氣化熱越高，電蝕量越少，加工越困難。另一方面，具有較高導(dǎo)熱率的金屬由于更多的熱傳導(dǎo)和向其它部分的耗散而減少了它們自身的侵蝕。當(dāng)脈沖能量不變時(shí)，材料的熱常數(shù)和脈沖寬度會(huì)綜合影響電蝕量。脈沖寬度T越長(zhǎng)，散熱越多，從而減少電蝕量。相反，脈沖寬度T越短，熱量就越集中而無(wú)法擴(kuò)散。雖然損失的熱量減少了，但被拋金屬中汽化部分的比例增加了，這消耗了更多的汽化熱量，減少了電蝕量。