Разновидности электровзрывного формообразования

Известны две основные разновидности электровзрывного формообразования, в которых применяют:

1) высоковольтный разряд при пробое диэлектрической жидкости, которая используется как испаряемое вещество, а также для передачи механических усилий к заготовке;

2) электрический взрыв проводникового испаряемого вещества, помещенного в жидкость, которая служит передатчиком усилий к заготовке.

При высоковольтном разряде, иначе называемом электрогидравлической обработкой, используют электрогидравлический эффект.

Рабочим веществом, как правило, служит техническая вода. Электрический разряд протекает в герметичной камере. В окрестности канала разряда происходит почти мгновенное испарение жидкости, образуется ударная волна — это источник силы для деформации заготовки, а также высокое давление в возникающем газопаровом пузыре.

Энергия разряда может достигать десятков килоджоулей, а длительность составляет несколько десятков микросекунд (мс), мгновенная сила тока достигает 50 кА при длине разрядного промежутка в несколько сантиметров.

Скорость фронта ударной волны заметно превышает скорость звука в воде и доходит до 3000 м/с (скорость звука в воде составляет 1500 м/с).

Начальная скорость стенок газового пузыря может быть больше 100 м/с, наибольший радиус пузыря – несколько сантиметров, максимальное давление в нем – до Па.

Размеры обрабатываемых листовых заготовок толщиной до 5 мм могут превышать один метр.

При электрическом взрыве конденсатор разряжается на проводник в виде тонкой проволоки (или нескольких проволок, фольги или сетки). Проводник располагают в диэлектрической жидкости. Начальное напряжение разряда в данном случае несколько киловольт (значительно меньше, чем в первой разновидности процесса).

При протекании тока большей силы проводник нагревается и происходит его взрывное испарение. Возникает газовый пузырь, давление в котором достигает 10¹⁰ Па. В качестве материалов проводников применяют медь, нихром, константан-сплав меди (основа) плюс 40% никеля и 1,5% марганца. Длина прямой проволоки – до нескольких десятков сантиметров, диаметр — 0,1…0,3 мм.

Достоинства электрогидравлического формообразования:

а) простота оснастки;

б) равномерность нагружения заготовки;

в) сохранение исходного качества поверхности листовой заготовки;

г) возможность изготовления разнообразных деталей из заготовок одного вида;

д) не нужны дополнительные операции;

е) оборудование легко встраивается в автоматические линии.

Электрогидравлические установки в зависимости от назначения различаются устройством камер, расположением заготовки, конфигурацией электродов. Ударная волна может иметь сферическую, цилиндрическую или плоскую форму.

Применяют еще одну разновидность электровзрывной обработки – электрический взрыв в вакууме электропроводного материала (обычно металлической проволоки) с целью нанесения покрытия. Покрытия наносят на различные материалы (в том числе керамику и стекло) без предварительного нагрева изделия.

Этим способом изготовляют детали рентгеновской аппаратуры и электронных приборов, цилиндров автомобильных двигателей и др

Дата добавления: 2014-10-22