مکانیزم کنده شدن فلز در دستگاه اسپارک

پالس های مربعی شکل DC توسط یک جریان مستقیم به دو سر قطعه کار و الکترود اعمال می شوند. در حالت ایده آل هر پالس یک جرقه تولید می کند. جرقه در محلی که مقاومت الکتریکی کمتر است تولید می شود. بر اثر جرقه ها کل سطح تقابل قطعه کار و الکترود خورده می شود. اساس تکنولوژی منابع تغذیه ماشین های اسپارک تولید امواج مربعی نسبت به زمان است. متغیرها , زمان قطع و وصل پالس و ماکزیمم جریان می باشد.

البته آنچه در عمل اتفاق می افتد پیچیده تر است. وقتی که الکترود از قطعه کار فاصله دارد ولتاژ برابر ولتاژ مدار باز , یعنی در حدود 100 ولت است. با نزدیک شدن الکترود به قطعه کار در محلی که کمترین فاصله وجود دارد دی الکتریک شروع به یونیزه شدن می کند. در نتیجه جریان ایجاد شده و افزایش می یابد و ولتاژ تا حدود 35 ولت کاهش می یابد. بدین ترتیب یک جرقه زده می شود. فاصله الکترود و قطعه کار در محلی که جرقه زده می شود بین 01/0 تا 04/0 میلی متر است.

با هر جرقه ای حفره کوچکی (هم در سطح الکترود و قطعه کار) از طریق ذوب و تبخیر مواد ایجاد می شود. زمان وصل پالس را می توان به زمان یونیزه شدن , زمان جرقه و زمان دی یونیزه شدن تقسیم کرد. زمان قطع پالس به ذرات اجازه می دهد توسط جریان دی الکتریک شسته شده و دور شوند و سیال یونیزه شده با سیال تازه جایگزین شود. زمان قطع پالس باید از زمان دی یونیزه شدن بزرگ تر باشد تا مانع تداوم جرقه در یک نقطه شود.

منبع تغذیه

منابع تغذیه دستگاه اسپارک از انواع خازنی-مقاومتی (RC) و انواع لامپ های خلا به انواع ترانزیستوری که درحال حاضر از آنها استفاده می شود تکامل یافته اند. از منابع RC هنوز هم برای سوراخ کاری سوراخ های قطر پایین استفاده می شود. تمایل به استفاده از ترانزیستورهای MOSFET به دلیل توانایی سوییچینگ سریع این نوع ترانزیستورها در قدرت های بالا گسترش می یابد.

در منابع تغذیه پیشرفته امکان تنظیم مستقل زمان قطع و وصل پالس ها وجود دارد. محدوده این زمان ها عموما بین 2 تا1000 میکرو ثانیه است. کل انرژی هر جرقه مجزا متناسب با حجم مکعب مستطیلی است که اضلاع آن زمان , جریان و ولتاژ است. البته منظور از زمان , زمان موثر یعنی زمان بعد از یونیزاسیون است.

قطر حفره ایجاد شده تقریبا متناسب با جریان اعمال شده و عمق آن تقریبا متناسب با زمان وصل پالس است. نرخ ماشین کاری در یک منبع تغذیه 125 آمپری از تقریبا صفر در پرداخت تا حداکثر 410 میلیمتر مکعب بر دقیقه تغییر می کند. یک منبع تغذیه 400 آمپری می تواند تا 4350 میلی متر مکعب بر دقیقه ماشین کاری کند. باید توجه داشت که افزایش نرخ ماشین کاری ( با افزایش جریان) خطی نیست.

در یک منبع تغذیه استاندارد در آن واحد فقط یک جرقه ایجاد می شود. بنابراین افزایش تعداد الکترود ها باعث افزایش راندمان نمی شود. اصطلاح چند راهه است. چنین منبعی در واقع ترکیبی از چند منبع جریان کم در یک دستگاه است که امکان چندین جرقه همزمان در الکترودها را فراهم می کند ( در هر الکترود در آن واحد فقط یک جرقه).

با گسترش استفاده از منابع تغذیه SOLID STATE کاربرد پلاریته مثبت ( اتصال قطب مثبت منبع تغذیه به الکترود) بیش از گذشته عمومیت یافته است. در بعضی از منابع تغذیه در فواصل معینی یک پالس معکوس ایجاد می شود تا حتی الامکان مانع چسبیدن الکترود و قطعه کار ( آرک DC) شود مثلا به ازای هر 15 پالس معمولی یک پالس معکوس ایجاد می شود. منابع تغذیه بر حسب ظرفیت جریان از 10 تا 1000 آمپر طبقه بندی می شوند.