1. Đặc tớnh về điện của sự phúng tia lửa điện:
Cỏc đặc tớnh về điện được nhận ra dựa vào cỏc đặc tớnh thời gian của sự phúng tia lửa điện. Cỏc đặc tớnh này chớnh là cỏc thụng số điều chỉnh quan trọng nhất của quỏ trỡnh gia cụng.
Mỗi mỏy phỏt của thiết bị gia cụng tia lửa điện đều cú một nhiệm vụ là cung cấp năng lượng làm việc cần thiết. Trước đõy người ta sử dụng cỏc mỏy phỏt cú tụ bự. Nhược điểm của loại mỏy này là 50% năng lượng tớch trữ trong điện trở nạp biến thành nhiệt. Vỡ vậy, loại mỏy này chỉ cú hiệu xuất khoảng 50%. Ngày này cỏc tụ bự chỉ cũn được sử dụng trong cỏc bộ ngắt bổ xung để thực hiện tối ưu việc gia cụng đơn giản.
Mỏy phỏt xung hiện đại của một thiết bị gia cụng tia lửa điện là một mỏy phỏt xung tĩnh. Ở đõy năng lượng được điều khiển băng điện tử khụng cú yếu tố bự. Nguyờn lý tỏc dụng của mỏy phỏt xung tĩnh thực hiện trước hết thụng qua sự phỏt triển của Transistor mạnh và cỏc sản phẩm điện tử hiện đại. Mỏy phỏt xung tĩnh cú ưu việt lớn ở độ linh hoạt của cỏc thụng số điều chỉnh. Qua đú mỗi trường hợp gia cụng cú thể được giải quyết dưới quan điểm là điện cực ít mũn nhất và chất lượng bề mặt là tối ưu. Muốn vậy cỏc thụng số của quỏ trỡnh gia cụng phải được điều chỉnh cho phự hợp.
2.Cỏc thụng số điều chỉnh:
a) Điện ỏp đỏnh lửa U i : Đõy là điện ỏp cần thiết để dẫn tới sự phúng tia lửa điện. Nú cung cấp cho điện cực và phụi khi mỏy phỏt được phúng điện, gõy ra sự phúng tia lửa điện để đốt chỏy vật
liệu. Điện ỏp đỏnh lửa Ui càng lớn thỡ phúng điện càng nhanh và cho phộp khe hở phúng điện càng lớn.
b) Thời gian đỏnh lửa: Đú là thời gian giữa lỳc đúng điện mỏy phỏt và lỳc xảy ra phúng tia lửa điện. Khi đúng điện mỏy phỏt lỳc đầu chưa xảy ra điều gỡ. Điện ỏp duy trỡ ở giỏ trị điện ỏp đỏnh lửa Ui, dũng điện bằng khụng. Sau một thời gian trễ td mới xảy ra sự phúng tia lửa điện. Dũng điện từ giỏ trị 0 vọt lờn Ie.
c) Điện ỏp phúng tia lửa điện U e : Khi bắt đầu phúng tia lửa điện thỡ điện ỏp tụt xuống từ Ui đến Ue. Đõy là điện ỏp trung bỡnh trong suốt thời gian phúng điện. Ue là một hằng số vật lý phụ thuộc vào cặp vật liệu điện cực/ phụi. Ue khụng điều chỉnh được.
d) Dũng phúng tia lửa điện I e : Là giỏ trị trung bỡnh của dũng điện từ khi bắt đầu phúng tia lửa điện đến khi ngắt điện. Khi bắt đầu phúng tia lửa điện dũng điện tăng từ giỏ trị 0 đến giỏ trị Ie, kốm theo sự đốt chỏy. Ie ảnh hưởng lớn nhất đến lượng hớt vật liệu. Ie càng lớn thỡ lượng hớt vật liệu càng lớn, độ nhỏm càng lớn nhưng độ mũn điện cực giảm.
Độ mũn tương đối của vật liệu được định nghĩa: θ = Ve/Vw Ve: thể tớch vật liệu bị mất ở điện cực.
Vw: thể tớch vật liệu phụi bị hớt đi.
- Dũng điện và diện tớch bề mặt bị ăn mũn: Mật độ dũng điện (A/mm2) sẽ sinh ra lượng nhiệt lớn làm quỏ nhiệt điện cực và gõy
ra mũn điện cực nhanh hơn. Do vậy, để gia cụng một vựng nhỏ cần chọn dũng điện nhỏ và ngược lại.
Như vậy khi gia cụng chỉ cú một điện cực hay cú nhiều điện cực để thay thế thỡ phải chỳ ý lựa chọn dũng điện cho phự hợp sao cho nó cho phộp đạt được lượng hớt vật liệu lớn nhất cú thể đạt được trong khi vẫn duy trỡ độ nhẵn búng và độ mũn điện cực trong giới hạn yờu cầu.
e) Độ kộo dài xung t i : Là khoảng thời gian giữa hai lần đúng ngắt của mỏy phỏt trong cựng một chu kỳ phúng tia lửa điện. Nú bằng thời gian trễ (td) và thời gian phúng tia lửa điện (te):
ti = td + te
Độ kộo dài xung ti ảnh hưởng đến nhiều yếu tố quan trọng cú liờn quan trực tiếp đến chất lượng và nõng năng suất gia cụng.
- ti ảnh hưởng đến lượng hớt vật liệu:
thực nghiệm cho thấy khi giữ nguyờn dũng điện Ie và khoảng cỏch xung t0, nếu ta tăng ti thỡ ban đầu Vw tăng nhưng chỉ tăng đến giỏ trị cực đại ở ti nhất định nào đú sau đú Vw sẽ giảm đi, nếu vẫn tiếp tục tăng ti thỡ năng lượng phúng điện khụng cũn được sử dụng thờm để hớt vật liệu phụi mà nú lại làm tăng nhiệt độ của cỏc điện cực và dung dịch dung mụi.
- Mối quan hệ giữa ti và độ mũn điện cực: Độ mũn của điện cực sẽ giảm đi khi tăng ti thậm chớ cả sau khi đạt lượng hớt vật liệu cực
đại. Nguyờn nhõn do mật độ điện tử tập trung ở bề mặt phụi (+) cao hơn nhiều lần so với mật độ iụn dương tập trung tới bề mặt dụng cụ (-) trong khi mức độ tăng của dũng điện lại quỏ lớn. Đặc biệt là dũng iụn dương chi đạt tới cực (+) trong những micro giõy đầu tiờn mà thụi. Do vậy mà độ mũn tương đụi ngày càng giảm.
- ti và độ nhỏm bề mặt:
Khi tăng ti thỡ độ nhỏm Rm a x cũng tăng do tỏc dụng của dũng điện được duy trỡ lõu hơn làm cho lượng hớt vật liệu tăng lờn ở một vị trớ thuộc hai chu kỡ phúng điện kế tiếp nhau.
f) Khoảng cỏch xung:
Là khoảng thời gian giữa hai lần ngắt đúng của mỏy phỏt xung thuộc hai chu kỳ phúng điện kế tiếp nhau, t0 cũn được gọi là độ kộo dài nghỉ của xung.
Cựng với tỷ lệ ti/t0, t0 cú ảnh hưởng rất lớn đến lượng hớt vật liệu. Khoảng cỏch t0 càng lớn thỡ lượng hớt vật liệu Vw càng nhỏ và ngược lại.
Phải giữ t0 nhỏ nhất cú thể được để nú cú thể đạt lượng hớt vật liệu tối đa. Nhưng khoảng cỏch xung t0 phải đủ lớn để cú đủ thời gian thụi iụn húa chất điện mụi trong khe hở phúng điện. Nhờ đú sẽ trỏnh được lỗi của quỏ trỡnh gia cụng như tạo hồ quang hoặc dũng ngắn mạch. Cũng như trong thời gian của khoảng cỏch xung
dũng chảy chất điện mụi sẽ đẩy vật liệu bị ăn mũn ra khỏi khe hở phúng điện.
Do vậy, tựy thuộc vào kiểu mỏy và trường hợp gia cụng cụ thể mà lựa chọn t0,ti phự hợp thụng qua tỉ số ti/t0 :
+ Khi gia cụng rất thụ chọn : ti/t0 > 10 + Khi gia cụng thụ chọn : ti/t0 = 10 + Khi gia cụng tinh chọn : ti/t0 =5 ữ10
+ Khi gia cụng rất tinh chọn: ti/t0 <5 ( thường chọn =4)
g) Khe hở phúng điện :
Cho tới đõy ta đó cú rất nhiều cỏc thụng số điều chỉnh như : Ie, ti, t0, U, ... mà chỳng chỉ tỏc động lờn sự phúng tia lửa điện. Để dự kiến được lượng hớt vật liệu từ đầu đến cuối hay sau một lần phúng tia lửa điện thỡ vấn đề là phải duy trỡ khe hở với một chiều rộng tối ưu. Quỏ trỡnh đú gọi là sự điều chỉnh khe hở phúng điện. Đú là cỏch để đảm bảo chắc chắn là điện cực tiếp tục ăn xuống để thõm nhập vào phụi.
Trờn mỏy xung, việc đo khe hở δ được thực hiện một cỏch giỏn tiếp thụng qua việc đo Ue, Ue là đại lượng điện thế khi điện cực dụng cụ đó tiến đủ đến gần phụi để xảy ra sự phúng điện, Ue tăng thỡ khe hở phúng điện cũng tăng. Để duy trỡ một chiều rộng khe hở phúng điện là một hằng số thỡ tương ứng với nú là một giỏ trị
danh nghĩa của Ue. Trong quỏ trỡnh gia cụng, do điện cực và phụi bị ăn mũn là cho δ lớn lờn, để điều chỉnh thỡ Ue được đo liờn tục và được so sỏnh với giỏ trị danh nghĩa. Thụng qua hệ điều khiển nú sẽ điều chỉnh khe hở cho phự hợp bởi vỡ hệ điều khiển biết chớnh xỏc Ue nào tương ứng với δ là bao nhiờu.
Thụng thường trong gia cụng, người vận hành mỏy chọn Ie, ti, t0, Ui phự hợp với yờu cầu năng suất và chất lượng bề mặt, lỳc đú hệ điều khiển sẽ tự động điều chỉnh δ cho phự hợp với I và Ui.