1. Tổng quan về phương pháp tia lửa điện
1.3. Các quá trình trong khi gia công tia lửa điện
1.3.1. Quá trình đánh lửa qua khe hở
Quá trình đánh lửa qua khe hở diễn ra nhanh, trong khoảng thời gian 10-8-10-7s. Sau khi diễn ra quá trình đánh lửa, khe hở trở thành cột tia lửa điện. Quá trình này bao gồm 2 bước:
Ion hóa va đập: Là quá trình ion hóa do nhiệt giữa hai điện cực. Trong vật
liệu luôn tồn tại sẵn những hạt mang điện di chuyển tự do. Dưới tác dụng của điện trường những thành phần này bắt đầu chuyển động và có tốc độ nhanh dần đến khi va đập vào điện tử hoặc ion với nguyên tử vật liệu. Lúc này hạt mang điện tích chuyển nhượng một phần năng lượng cho nguyên tử va chạm và giảm tốc độ, tức là động năng chuyển động của các hạt mang điện chuyển thành nhiệt năng trong quá trình đánh lửa. Ở một điện áp nào đó trên điện cực tạo ra trạng thái mà các điện tử có thể chuyển nhượng năng lượng đủ lớn làm phát sinh quá trình ion hóa. Từ nguyên tử, phân tử dung dịch điện phân bị phá huỷ tạo ra một dung dịch điện tử. Quá trình ion hóa tăng theo cấp số nhân làm cho cả khe hở bị ion hóa, khe hở dẫn điện.
Quá trình ăn mòn điện: Các điện tử nhận năng lượng, năng lượng làm phát
sinh biến đổi pha, phá hủy một số phần của điện cực vật liệu.
1.3.2. Quá trình phát sinh năng lượng trên điện cực
Kênh phóng điện gồm 3 vùng: anôt, catôt và vùng phóng điện. Các vùng khác nhau về Gradien điện áp, dạng và tính chất chuyển động các hạt tích điện:
+ Vùng anôt: Dòng mang các điện tử
+ Vùng catôt: Dòng hình thành nhờ 2 dạng: Các ion chuyển dịch tới catôt, điện tử bứt ra khỏi catôt và vùng phóng điện chuyển động ngược chiều. Dòng điện tạo thành mây nhiệt
Khe hở giữa các điện cực kéo dài thời gian phóng điện làm giảm mức tiêu hao năng lượng trong quá trình gia công.
1.3.3. Quá trình thủy khí động học trong khe hở
Sự đánh thủng chất lỏng dẫn tới việc hình thành kênh phóng điện mỏng manh, sau thời gian ngắn: từ 10-8-10-7s và tăng với tốc độ siêu âm (3000-5000m/s). Dòng điện tăng đến cực đại, kênh phóng điện tiếp tục được nới rộng. Sau khi dòng qua giá trị lớn nhất, sự nới rộng kênh phóng điện kết thúc. Ở giai đoạn này, xung quanh kênh vùng khí được hình thành và nó được nới rộng nhanh. Quá trình liên quan sự hình thành và mở rộng kênh phóng điện. Sự hình thành và chuyển động của vùng khí trong khe hở giữa các điện cực tạo ra kênh phóng điện được hoàn thành cách xa kênh phóng điện bằng va đập của sóng (3-5km/s)
Sau khi xung kết thúc áp lực giảm nhanh, nhỏ hơn áp lực khí quyển làm cho vật liệu đã bị nóng chảy quá sôi bùng lên làm kim loại bị pha lỏng bắn ra và tạo thành hố lõm.