电火花沉积是一种表面加工技术和再制造技术,能在基体表面上沉积和堆焊一层特种材料,对机械零部件的表面缺陷进行修复。该技术的放电机理与质量过渡机理较为复杂,电极与基体的接触状态直接影响了沉积层的质量和生产效率。本文研究超声波振动对电火花沉积放电机理和表面质量的影响,可丰富电火花沉积放电的基础理论,有利于实现该技术的自动化、质量控制和推广应用。本文进行了不同电极运动形式下电火花沉积的放电机理试验、不同超声波振幅下电火花沉积试验、不同接触力下的超声波振动电火花沉积试验,根据脉冲放电的电压和电流波形、沉积堆焊层与电极的表面形貌、沉积效率等,分析电火花沉积过程的放电和材料转移机理,得出以下结论:电极的运动形式直接影响电极与基体接触点之间接触状态,即接触间隙、接触面积和接触电阻等,从而影响其放电类型、放电电流和沉积效率等。旋转电极和基体之间为切向旋转运动,接触点处的间隙变化小,只有一种短路放电+间隙放电的混合放电类型。超声波振动电极与基体之间为上下超声波振动,接触点处的间隙变化范围大且变化速度快,产生较多的混合放电类型。在相同放电参数条件下,旋转电极的短路放电电流和间隙放电电流要大于超声波振动电极的短路放电电流和间隙放电电流,产生的火花和飞溅较大,其沉积效率小于超声波振动电极的沉积效率。超声波振幅的变化改变了超声电极与基体的间隙状态。随着振幅不断增大,短路放电次数变少,混合放电次数增加,产生的火花变大,沉积点的弧坑增大;在较小和较大的超声波振幅时,电火花沉积的转移系数较小;短路放电时间随超声波振幅增大而减少,间隙放电时间随超声波振幅增大而增多。接触力的变化改变了电极与基体的接触状态。随着接触力增大,短路放电次数增多,总短路时间增长,混合放电和间隙放电次数减少,总间隙放电时间减短,产生的火花和沉积点变小。当接触力为1N时电极转移到基体上的质量最大,并且沉积效率达到最大。