张忠科 张栋 王希靖 陈克选

摘要：电火花沉积可制备硬度高、耐磨性和耐腐蚀性优异的强化涂层，能显著提高机械零部件的性能和使用寿命，传统电火花沉积主要依靠人工操作。基于Labview开发平台设计了一套电火花自动沉积监控系统，其硬件主要由PC机、Arduino控制卡、步进电机等组成，该系统具有运动控制、运动反馈、数据采集、沉积轨迹设置和显示等功能，并在沉积路径规划中加入了Bresenham算法，实现了电火花沉积过程的自动控制。

关键词：Labview;伺服控制系统;电火花沉积;Bresenham算法

中图分类号：TG409      文献标志码：A         文章编号：1001-2003（2021）05-0024-06

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2021.05.05

0    前言

电火花沉积（Electra-Spark Deposition，ESD）是一种金属表面强化处理技术，原理是把电极材料（阳极）作为沉积材料，通过脉冲电源放电在极短时间内（10-5～10-6 s）击穿气体间隙将电极材料转移到金属工件（阴极）的表面形成强化层。电极与工件接触表面温度高达8 000～25 000 ℃，由于放电瞬间在高温下熔化并重新合金化，其残余应力小，经过强化后表面无需热处理加工，可作为最终工序[1]。目前电火花沉积强化与修补已广泛应用于航空航天、能源、医疗等诸多领域。国内外学者针对电火花沉积工艺进行了大量研究，张建斌等人[2]使用手动旋转式电火花沉积枪，对3.5 inch压裂球表面缺陷进行了修复，硬度和降解性能测试达到工件强化指标;Hassan Shafyei等人[3]采用电火花沉积技术，将Ti/TiB/TiB2涂覆到Ti6Al4表面，结果表明涂层与基材之间的粘合强度均高于50 MPa且硬度均得到了提高;耿铭章等人[4]使用旋转式电火花沉积技术在H13钢表……