电火花线切割是什么原理? 一根细丝切断金属, 复位后还能严丝合缝

中南谈世界2024-07-03 16:39:00  54

这个金属被切割的严丝合缝,用手轻轻一按,两个金属块就融为了一体,不拿放大镜看,压根找不出任何缝隙。

没见过世面的人可能会把饭碗倒扣着拍在桌子上,“不可能,这绝对不可能!”搁这变魔术呢?视频一定是加工处理过的!就算是世界上最精密的机床,也不可能把金属切割成这样。

稍微懂点的小伙伴觉得这没有什么稀奇的,不就是线切割技术吗?五千年前的良渚文明就会用这种方式加工玉器了。绳锯木断、水滴石穿,借助现代工业机器利用线切割很容易达到。

道理是没错,可是传统的线切割是不是有点太费线了?这两个金属块的加工的确用到了线,可是却不是靠磨擦切割的,使用的是电火花线切割。

电火花线切割的工具很简单,一台切割机床,一个装水的槽,再来一台电脑,就组成了电火花线简单的切割机。对了,还需要一根极细的切割金属丝。

在切割金属的时候,首先要在被切割的金属长钻一个眼,把切割丝穿过去,两边固定住通上电,然后切割丝根据电脑设置的程序进行切割。通上电的切割丝,会放出白色的光芒,这就是电火花。

实际上这个电火花是高温等离子体,无数个非常小的电弧聚集到了一块,温度能够达到上万摄氏度,这样一来这根放电火花的细金属丝就能切割金属了。

为什么这根金属线不会被高温融化?

与很多人想的不一样,电火花线切割不是完全依靠高温把金属汽化来实现切割目的的,实际上它释放的等离子体一部分能量被水吸收了,水产生微小气泡,这个气泡产生微小爆炸后把已经软化的金属表面给刨掉了,当然这个过程肉眼是看不清的。被刨掉的金属又在气泡爆炸的威力下扩散到水中,重新凝固成细小颗粒。

正因为此,电火花线切割对切割丝的材质要求不高,通常用的是钼丝或者钨铜合金丝,导电性能要好。

电火花线切割技术有多强?

加工精度在微米级,比精密数控机床高一个量级,数控机床加工不了的,它可以加工。关键是结构简单,机器很容易操作,但是简单并不代表不先进。

对高硬度的金属加工,电火花线切割具有不可比拟的优势。比如钛合金,用传统机床加工很困难,电火花线切割则应对自如。

这么先进的技术,一定是欧美国家发明的吧?

出乎很多人的意料,我国居然世界上第一个在工业生产上使用电火花线切割的国家。1960,苏联人研究开关触点偶然开创了这种金属加工方法,后来做出了样机,我国则率先把它应用在工业生产上。

电火花线切割机床目前主要分为三种,往复快走丝、单程慢走丝,还有一个是丝不动金属动,前两个应用范围比较广。往复走丝电火花线切割是我国独创的技术,优点是加工速度快、精度高,可以加工大件,最大切割厚度有一米。缺点也很明显,太费切割丝了,切割丝很容易断掉。没有单程慢走丝耐用,但是后者加工速度慢,只能说各有优劣。

回到开头,那个严丝合缝的金属是怎么加工出来的?按道理应该至少有一个电极丝穿孔才对。实际上这个严丝合缝的金属块的两个部件分别是由两个金属原材料切出来的,合到一块让人产生了错觉。

这样的视频在网上有很多,好多人拿它当素材吹日本工匠精神,其实这并不能代表什么,现实是没有哪个金属零部件要加工的这么精密。航天航空也不需要,如果飞机里的零部件设计的都是这么严丝合缝,那么设计人员的脑子有问题,一个热胀冷缩就能让飞机报废。

电火花线切割最大的优势不是加工精度,而是可以加工出复杂的结构。比如说,一个工件需要加工出完美的直角,这让触控机床来做会很难,精确的必须上激光切割。电火花线切割就没有这么麻烦,能完美的做出来,精度与激光切割相当,成本还非常低。

近些年我国在金属加工领域上开创了很多新技术,比如激光表面淬火,速度快而且非常均匀,对温度的把握十分精准,特别适合加工各种大尺寸的齿轮。这些新技术的应用,提高了中国制造的品质和效率,使我国生产的工业产品在国际市场上正在摘掉劣质与山寨的帽子。

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