线切割机床加工中断丝怎么处理？

1、开始切割工件即断丝产生原因：

a、进给不稳，开始切入速度太快或电流过大。

b、切割时，工作液没有没有正常喷出。

c、钼丝在贮丝筒上绕丝松紧不一致，造成局部抖丝厉害。

d、导轮及轴承已磨损或导轮轴向及径向跳动大，造成抖丝厉害。

e、线架部挡丝棒没调整好，挡丝位置不合适造成叠丝。

f、工件表面有毛刺，氧化皮或锐边。

排除措施：

a、刚开始切入，速度应稍慢些，而视工件的材料厚薄，渐调整速度至合适位置。

b、排除工作液没有正常喷出的故障。

c、尽量绷紧钼丝，使之消除抖动现象（必要时可调整导轮位置，使钼丝完全落入导轮中间槽内）。

d、如果绷紧钼丝、调整导轮位置效果不明显，则应更换导轮或轴承（导轮和轴承一般3~6个月更换一次）。

e、检查钼丝在挡丝棒位置是否接触或靠向里侧。

f、去除工件表面的毛刺，氧化皮和锐边等。

2、在切割过程中突然断丝产生原因：

a、贮丝筒换向时断丝的主要原因是，贮丝筒换向时没有切断高频电源，致使钼丝烧断。

b、工件材料热处理不均匀，造成工件变形，夹断钼丝。

c、脉冲电源电参数选择不当。

d、工作液使用不当，太稀或太脏，以及工作液流量太小。

e、导电块或挡丝棒与钼丝接触不好，或已被钼丝割成凹痕，造成卡丝。

f、钼丝质量不好或已霉变发脆。

排除措施：

a、排除贮丝筒换向不切断高频脉冲电源的故障。

b、工件材料要求材质均匀，并经适当热处理，使切割时不易变形，且切割效率高，不易断丝。

c、合理选择脉冲电源电参数。

d、经常保持工作液的清洁，合理配制工作液。

e、调整导电块或挡丝棒位置，必要时可更换导电块或挡丝棒。

f、更换钼丝，切割较厚工件要使用较粗的钼丝加工。

1971年，TORAY成了世界上第一人制造商，从事PAN基碳纤维的人型工业化生产，并将其产品命名为“TORAYCA”，是TORAY碳纤维的缩写。目前，TORAY是全球生产和营销碳纤维的领导者。

目前，全世界主要生产两种碳纤维。一个是PAN基碳纤维以聚丙烯腈为原料，另一个是沥青基的碳纤维，由煤、石油利合成沥青蒸馏而成沥青，然后再聚合成纤维。

在强度上PAN基的碳纤维要优丁沥青基的碳纤维，因此在全世界的碳纤维生产中占有绝对性的压倒优势。

1．碳纤维的生产工艺

对于碳纤维的生产工艺，当生产PAN基碳纤维的时候，被称为“母体”的聚丙烯腈纤维首先要通过聚合和纺纱工艺加工聚丙烯腈而成。然后，将这些母体放入氧化炉中在200到300摄氏度进行氧化。另外，还要在碳化炉中，在温度为1000到2000摄氏度间进行碳化制成碳纤维。除了常规类型的细碳纤维之外，PAN基碳纤维还包括粗纤维，被称为“人丝束类型碳纤维”，这种粗纤维的生产成本比较低。

2．碳纤维特性

正如通常人们所说的，碳纤维比铝还要轻比钢还要硬，它们的比重是铁的四分之一，比强度是铁的十倍。通过与其它纤维的这种比较，你就可以初步了解碳纤维的特性。还有，碳纤维首先是一种物质，是由和钻石同等材质的碳制成的。出于这种原因，另外还有在优越的抗张强度利抗拉模量，碳纤维在化学组成上非常稳定，并且具有高抗腐蚀性。碳纤维的其它特性包括高度的X射线穿透性，较高的抗化学，抗热和抗低温能力。

碳纤维的这些特性也就意味着他们可以被应用于很多的领域。主要的应用包括体育运动，例如高尔大球棒和钓鱼杆；航空应用包括飞机元件；和工业应用。随着工业的不断进步，人们正在寻找很多具有新能的材料，碳纤维的需求在逐渐增长，广泛地应用于医疗设备、压力容器、土木工程和建筑材料、能源、其它新的工业应用上。碳纤维的生产成本也在逐渐降低，加工技术趋向多元化，制造商可以按照具体的应用提供一系列的碳纤维产品。所有的这些都支撑了以工业应用为中心的新型应。

3．碳纤维的产品形式及制造工艺

碳纤维有四种产品形式：纤维，布料，预浸料坯，和切短纤维。布料指的是由碳纤维制成的织品。预浸料坯是一种产品，是将碳纤维按照一个方向一致排列，并将碳纤维或布料刚树脂浸泡使其转化成片状。切短纤维指的是短丝。

按照不同的配比，这些产品和树脂一起应用将形成碳纤维强化塑料(CFRP)。

将树脂附在纤维上可以制成压力容器和轧滚，将它们缠绕在一个芯儿上，然后进行塑化或硬化处理。这种方法被称为“缠绕成型法”。

将布料放入一个模型中，然后刚树脂浸泡，可以川米生产卡=乍和划艇的车身部分。这就是所说的“树脂转注成型法(RTM)”。

飞机元件的制造是通过在高压釜中给预浸料坯加热，加压和塑化成型而成的。将预浸料坯缠绕在一个芯儿上，然后将其加热和塑化，这就是所说的“薄片缠绕法”，用这种方法可以用来制成高尔夫球棒利钓鱼杆。短丝与树脂混合可以形成混合物，经过加工后可以生产山机器元件和其它产品。

过去，预浸坯料是应用最广泛的碳纤维形式，通过在反应釜内利用薄片缠绕法预制而成。然而，近来，随着新的工业应用的开发，纤维缠绕成型法，混合物和其他的预制方法得到了更加广泛的发展。像RTM这样的成型法的应用，使得制造商可以更加有效地制成大型产品。碳纤维与最合适的树脂及预制工艺的结合使得碳纤维的应用更加具有吸引力。

4．应用的发展

目前，各种应用占碳纤维年需求的比例如下：体育应用大约为30％，航空应用为10％，工业应用为60％。

体育应用中的三项重要应用为高尔夫球棒，钓鱼杆和网球拍框架。目前，据估计每年的高尔大球棒的产量为3400万。按照《国家利地区分类，这些高尔大球棒主要产地为美国，中国，日本和中国台北，美国和日本是高尔夫球棒的主要消费地占80％以上。全世界40％的碳纤维高尔大球椿都是由TORAY的碳纤维制成的。

全世界碳纤维钓鱼杆的产量人约为每年2000万副，这就意味着这种应用对碳纤维有着稳定的需求。

网球拍框架的市场容量人约为每年600万副。其它的体育项目应用还包括冰球棍，滑雪杖，射箭，和自行车，同时，碳纤维还应用在划船，赛艇，冲浪，和其它的海洋运动项目中。

在1 992年问，航空应川中对碳纤维的需求开始有所减少，主要是受到了商业飞机业衰退的影响，但是在1995早期有得到了迅速的恢复。恢复的主要原因是由于生产效率在整体上都得到了提升，同时也开始全力生产波音777飞机，TORAY的碳纤维被用做结构材料，包括水平和垂直的横尾翼和横梁，这两部分结构是如此的重要，如果他们受损，那么整个飞机在飞行的过程中就可能坠毁。这些材料被称为“首要的结构材料”，因为他们是如此的重要，所以对他们的质量要求是极其苛刻的。对于波音777飞机，TORAY是波音公司指定的唯一有资格的碳纤维制造商。

欧洲空客也在他们的飞机上使用了大量的碳纤维，TORAY的TORAYCA碳纤维有望将被大量地应用在他们的新型客机A380上。

在工业领域，碳纤维的应用也相当广泛，作为材料，它们正在替代金属和混凝土来满足环境、安全和能源要求，在工业领域对碳纤维的需求量正在呈现上升趋势。

在土木工程和建筑领域，应用碳纤维的抗震修复和加强法是一项主要突破，正在此领域得剑更加广泛的推广。在铁路建筑中，大型的顶部系统和隔音墙在未来会有很好的应用，这些也将是很有前景的应用。压力容器主要用在汽车的受压大然气(CNG)箱上，如图所示，还用在救火队员的固定式呼吸器(SCBA)上。CNG罐源于美国和欧洲国家，现在日本和其他的亚洲国家也对这项应用表现山了极大的兴趣。

碳纤维的其它应川包括机器元件、家用电器、微机、及与半导体相关的设备的复合材料的生产，可以用来起剑加强，防静电，和电磁波防护的作用，另外，在X射线仪器市场上，碳纤维的应用可以减少人体住X射线下的暴露。

随着碳纤维成本的连续降低，和世界范同内的环保要求的提高，碳纤维开始被应用于汽车领域，将来它们会被应用做尾部沸腾器，发动机，传动轴和燃料箱材料，在未来将有很好的前景。

5．碳纤维市场的历史

碳纤维的全方位商业化始丁20世纪70年代，70年代是高尔大球棒和钓鱼杆应用的引入和发展时期，主要是在日本。在80年代早期，碳纤维开始被广泛地川在客机和航空飞行器上作为结构材料，主要是用在欧洲和北美。

然后，人们提高了对碳纤维的认识，开始把它当成一种高质苗的材料，并在20世纪80年代中期得到了飞速的增长。在80年代中期，空客公司开始将CFRP作为首要的结构材料应用在它们的飞机上，而且，随着碳纤维在网球和新的体育项目的应用，碳纤维市场得剑了稳步的扩展。尽管住1991年的海湾战争之后，航空业的发展走向衰退，全球经济开始停止不前，碳纤维的需求增长也趋向缓慢，白90年代中期以斤，碳纤维的工业应刚开始成为新的需求增长点。尤其是，欧洲和北美开始将碳纤维应用与压力容器上，这种增长非常显著，由丁1995年的神户人地震，加快了抗震加固应用的需求。在未来，预计碳纤维的主要应用领域将侧重于工业应用，而且这一需求将会稳步增加。

另外，新一带的航天计划和与汽下相关的应用都将促进碳纤维的工业化应用。

6．供需状况

在2004年，常规型的碳纤维的产能约为25000 吨，其中75％由和日本相关的制造商生产。另外，低成本的粗碳纤维一被称为“人丝束类型”的碳纤维的产量也有几千吨，人丝束类型已经开始被用于低端的体育和工业应用中，同时也被应用于过去只有玻璃纤维才涉及的领域。

对丁碳纤维米说，通常所说的70％的宣布的产能是实际的产能。所宣布的产能通常是以标准产品类型为基础进行计算的，但是对于碳纤维，除了具有标准强度和模量的标准产品之外，还有很多其他的根据技术特性而定的等级产品。纤维的粗度也不尽相同，因此，按照产品类型和纤维粗度来划分，他们的产能是不同的。在生产多种产品的时候，换产会很浪费时间。因此，实际的产能通常会低于宣布的产能。

从2003到2010年按照应用和领域来划分的全球需求和需求预测。到2010年的这段时间内，碳纤维的需求将每年增长75%。预计到2010年碳纤维的总需求量将达到32000吨。

高速走丝线切割机断丝原因的分析及对策

．1 与电极丝相关的断丝

（1）丝张力及走丝速度。对于高速走丝线切割加工，广泛采用0．06～0．25mm的钼丝，因它耐损耗、抗拉强度高、丝质不易变脆且较少断丝。提高电极丝的张力可减少丝振的影响，从而提高精度和切割速度。丝张力的波动对加工稳定性影响很大。产生波动的原因是：贮丝筒上的电极丝正反运动时张力不一样；工作一段时间后电极丝又会伸长，致使张力下降（一般认为张力在12～15N较合适人 张力下降的后果是丝振加剧，极易断丝。

随着走丝速度的提高，在一定范围内，加工速度也会提高。同时走丝速度的提高有利于电极丝把工作液带人较大厚度的工件放电间隙中，有利于电蚀产物的排除和放电加工的稳定。但欲速则不达，走丝速度过高，电极丝抖动严重，反而破坏了加工的稳定性，这不仅使加工速度下降，而且加工精度和表面粗糙度都会变差，并易造成断丝。但走丝速度也不能过低，否则加工时由于损耗大，也易断丝，一般经验以小于10m／s为宜。

（2）电极丝的选择。电极丝的选择不外乎是电极丝的种类及直径。通常电火花线切割加工所用的电极丝材料应具有良好的导电性，电子溢出功应小，抗拉强度大，耐电腐蚀性能好．丝本身不得有弯折和打结现象。其材料通常有钼丝、钨丝、钨钼丝、黄铜丝、铜钨丝等。其中以钼丝和黄铜丝用得最多。采用钨丝加工，可获得较高的加工速度，但放电后丝变脆，易断丝，应用较少。故一般在走丝速度较慢、弱电规准时使用。钼丝熔点、抗拉强度低，但韧性好，在频繁的急冷急热的变化中，丝质不易变脆而断丝，因此，尽管有些性能不如钨丝好，但仍是目前使用最为广泛的一种电极丝。钨钼丝（钨、钼各50％加工效果比前两种都好 故使用寿命和加工速度都比钼丝高，但价格昂贵。铜丝的加工速度高，加工过程稳定，但抗拉强度差，损耗也大，一般在低速走丝线切割加工中使用较多。综上所述，电极丝的种类应根据加工情况而定。否则会常常引起断丝。

对于高速走丝线切割加工，一般电极丝直径在006～0．25mm之间，常用的在0．12～0．18mm之间。需获得精细的形状和很小的圆角半径时，则选择0．04mm的电极丝。电极丝选择得当，会大大减少断丝的发生。

（3）新钼丝及钼丝自断。新钼丝表面有一层黑色氧化物，加工时切割速度快，工件表面呈粗黑色，这时电源能量太大，易断丝。因此对于新钼丝，加工电流需适当减小，等电极丝基本发白后，即可恢复正常电参数。当机床较长时间未用，待使用时，发现钼丝已断。这是温差使材料热胀冷缩，加上钼丝本身的张力作用而绷断。若机床停用，应将贮丝筒摇至末端并松掉钼丝。

1．2 与工件相关的断丝

（1）加工薄工件时的断丝。薄工件一般指其厚度在3mm以下。其断丝的主要原因是：线架上下导丝轮的开距是固定的，一般约70mm左右。当切割薄工件时，在高速走丝的情况下，电极丝失去了加工厚工件时产生的冷却液的阻尼作用，加上火花放电的影响银丝易抖动。解决的办法是，可调整加工电压至50V左右；调整加工电流在0．3A左右，调整脉宽，使之小于10m；减小钢丝抖动，如贮丝筒是直流电机拖动的，可改变电枢电压，降低转速；如是交流电机拖动的，则在三相的任意二相中串接一只10～15、7 5W的线绕电阻，降低相电压，使其换向过渡时间稍长，实现软换向，可有效减少抖动；在上下导轮之间采用辅料加厚的方法，加大厚度，增加阻尼，也可防止钼丝抖动。这种方法较简便，而且不需调整加工电参数。

（2）加工厚工件时的断丝。厚工件一般指大于100mm的工件。切割厚工件时的断丝可能发生在刚进给一产生火花时或工件切割过程中以及工件切完时。断丝的主要原因是：

①切割起始的断丝。从工件外进给切割刚产生火花就断丝。这是因初始切割时，钼丝在工件之外，上下导丝轮开距大，由于钼丝没有阻尼而抖动，使钼丝和工件之间的间隙处于不佳状态，或过量的乳化液，造成绝缘电阻降低，灭弧性能不好，使放电间隙中包含了电弧放电而造成铜丝烧伤。在电火花加工中，电弧放电是造成负极腐蚀损坏的主要因素，再加上间隙不佳，易形成电弧放电。而只要电弧集中于某一段，就会引起断丝。并且，短路电流越大，电弧对钼丝的烧伤越严重，断丝的可能性就越大。②切割过程中的断丝。当钼丝切人工件后，由于切缝窄，乳化液渗透困难，切缝中的电蚀物（碳黑与金属何不出来，使加工条件变坏，往往在切缝中二次。三次地放电加工，致使切缝变宽，和切割薄工件一样，间隙处于不佳状态，使脉冲形成电弧放电。如电弧放电集中于某一段，则很快会把钼丝烧断。③切割快完时的断丝。在快切割完而尚差几毫米，甚至几十微米时断丝。产生这种断丝的原因除上述原因外，还有工件的自重，工件材料的内应力导致的变形，造成夹丝拉断。解决的办法是，可自制简易的工装夹具，材料在加工前作必要的热处理。

（3）工件中夹有不导电物质引起的断丝。外观看似正常的材料在正常切割时，突然发生“短路”现象，不管怎样排除都不能奏效。这种情况多为在锻打或熔炼的材料中夹有杂质，这些杂质不具有良好的导电性，致使加工中不断短路，最终勒断钢丝。解决的办法是，可编制一段每进0．05～0．1mm便后退0．5～1mm的程序，在加工中反复使用，并加大冷却液流量，一般可冲刷掉杂质，恢复正常切割。

（4）线切割加工的工件多数都是在平磨以后，按正常的工艺，平磨后应退磁。若工件未退磁，线切割加工中产生的电腐蚀颗粒易吸附在割缝中，特别是工件较厚时，不退磁易造成切割进给不均匀，表面粗糙度值增大造成短路、断丝。

（5）线切割加工自动对中心时断丝。这是因为工艺孔壁有油污、毛刺或某些不导电的物质，当电极丝移动到孔壁时未火花放电，致使机床不能自动换向，工件将钼丝顶弯，最后勒断钢丝。因此加工前一定要将工艺孔清理干净。

1．3 与脉冲电源相关的断丝

（1）加工电流很大，火花放电异常，导致断丝。这种故障多数是脉冲电源的输出已变为直流输出所致。从脉冲电源的输出级向多谐振荡器逐级检查波形，更换损坏的元件，使输出为合乎要求的脉冲波形时才能投入使用。

（2）输出电流超过限值断丝。在加工过程中火花放电突然变为蓝色的弧光放电，电流超过限值，将钼丝烧断。用示波器测输人端和振荡部分都无波形输出。可判断故障出在振荡部分。检查发现有三极管的。立功极间内部开路，中极间内部击穿，更换此管，高频电源恢复正常。另一种情况也是在加工过程中突然断丝，电流在限值以上。用示波器测量高频电源输出端，其波形幅值减小，并有负波，而脉冲宽度符合要求，测量推动级波形其频率、脉冲宽度及幅值均符合要求。判断故障在功放部分。检查功率管，测得其中一只管子的ce极间内部击穿，使末级电流直接加到钢丝与工件之间引起电弧烧断钼丝。换去该管，恢复正常。

（3）钼丝上出现烧伤点发生断丝。一旦钼丝上出现“疙瘩”状的烧伤点，极易发生断丝现象。一般认为，这是粘附在电极丝上的加工屑（阳极物质）所为，该粘附物起到了使放电集中在电极丝上的作用，此时若冷却散热条件差，就很可能使该处的温度升高，这样一来在连续的放电中就可能继续有其他加工屑粘附在该点附近，如此造成一种恶性循环，最后导致该处发生烧伤现象。

至于为何加工屑会粘附到电极丝上的问题，其主要原因与脉冲参数和放电间隙的冷却状况有关。解决的办法是，可提高脉冲电源的空载电压幅值，或采用双脉冲法门类似于通常所说的分组脉冲），这样可减少加工屑粘附到电极丝上的可能性；加大冷却液流量，改善冷却条件。

（4）钼丝上出现烧蚀点发生断丝。在钢丝额中，每隔一段（约10mm左右）即有一个烧蚀点。轻微的像一个霉点，严重的可明显看到钼丝的烧蚀点。这是由于电极丝与工件间拉弧所造成的，因某种原因使工件上A点与钼丝上B点拉弧，电极丝在运动，A、B二点间的拉弧越拉越长，A点又与最接近的B’点开始拉弧，如此周而复始，即形成有规律间隔的蚀点，使电极丝的强度大大下降。产生这种现象的原因主要是进给系统末级输出不平衡，调整进给系统，这种现象即可消除。

1．4 与走丝装置及工作液相关的断丝

（1）与走丝装置相关的断丝，其根本原因还是该装置精度变差，尤其是异轮的磨损，会增加钼丝的抖动，破坏火花放电的正常间隙，易造成大电流集中放电，从而增加断丝的机会。可从3个方面去检查导轮机构的精度：①导轮V形槽变宽。这会使电极丝在Y轴方向产生往复位移，表现在贮丝筒正反换向时出现不进给或跳进给的现象；②导轮V形槽的底径不圆。这是由于支撑导轮的轴承损坏，加工时钼丝没有进人导轮的V形槽或有污物将导轮卡死，钼丝拉出深槽所致，当用手摇动贮丝筒时会发现电极丝在X轴方向前后移位③导电轴与导电轮接触不好引起断丝。加工中发现电流表指针左右摆动大，进给速度快慢不均匀，有时电流表指针退回到零，控制台进给速度很快，因没有放电，最后将钼丝拉断。这时要更换新的导电轮和导电轴。

（2）对要求切割速度高或大厚度工件，其工作液的配比可适当淡一些约5％～8％的浓度，这样加工较稳定，不易断丝。

（3）工作液脏污，时间用长后综合性能变差是引起断丝的重要原因。实践中，可这样来衡量工作液是否变差：当加工电流为2A左右，其切割速度为40mm2／min左右，每天工作8 h，使用两天后效果最好，继续使用8～10天则易断丝，须更换新的工作液。

（4）有研究认为，用高纯水配置的工作液加工时工作稳定，较少断丝。其原因是估计高纯水在离子交换提纯的过程中去除