基于硼酸溶液的电火花加工机理分析及实验研究

核电厂堆内零部件在线维修需要浸没在硼酸溶液中实施,为验证硼酸溶液中电火花加工(EDM)的可行性,以2200 mg/L的硼酸溶液为放电介质进行加工实验。采用实验设计(DOE)探究硼酸环境下工艺参数对材料去除率、通孔的入口直径、表面质量以及电极损耗的影响规律,在最优电参数下实现小孔成形加工,并分析小孔尺寸精度和再铸层分布规律。研究结果表明:硼酸溶液作为工作介质的放电过程剧烈且产生大量气泡,气泡辅助放电和促进排屑机理可以提高硼酸溶液中电火花加工的材料去除率;在峰值电流I=24 A、脉宽T_(on)=20μs和脉间T_(off)=20μs的最优参数下,小孔表面再铸层厚度较小且无裂纹;硼酸溶液适合作为电火花加工的工作介质。研究结果可为核电厂堆内零部件在线维修的电火花加工提供理论支撑。