微细电解加工用嵌套式中空电极的焊接制备工艺.pdf

本发明涉及一种微细电解加工用嵌套式中空电极的焊接制备工艺，用于解决微细电解加工间隙内电解液更新和产物排出困难的问题。该工艺包括以下工序：微细中空管穿丝工序，中管粘结工序，金属管嵌套尺寸及位置调整工序和嵌套式中空电极焊接工序。具体地，首先在准备的微细中空管中穿圆柱细丝；其次将穿丝后的微细中空管穿入中管的内孔中并将该中管的一端粘结在所述穿丝后的微细中空管的外壁，形成组合电极；再次将组合电极伸入大管，控制所述组合电极的中管伸入所述大管的长度；最后将所述中管的一端与所述大管焊接，然后将所述中管的另一端与所述微细中空管焊接。所述制备工艺可以保证大管和微细中空管的同轴度，可以使中空电极具有一致的导电性和连通高压电解液的密封能力，该工艺制备过程精确可控，适于成批大量生产。

权利要求书1.  一种微细电解加工用嵌套式中空电极的焊接制备工艺，其包括以下工序：微细中空管穿丝工序，中管粘结工序，金属管嵌套尺寸及位置调整工序和嵌套式中空电极焊接工序，在微细中空管穿丝工序中，在准备的微细中空管中穿圆柱细丝；在中管粘结工序中，将穿丝后的微细中空管穿入中管的内孔中并将该中管的一端粘结在所述穿丝后的微细中空管的外壁，形成组合电极；在金属管嵌套尺寸及位置调整工序中，将组合电极伸入大管，控制所述组合电极的中管伸入所述大管的长度；在嵌套式中空电极焊接工序中，将所述中管的一端与所述大管焊接，然后将所述中管的另一端与所述微细中空管焊接。2.  如权利要求1所述的微细电解加工用嵌套式中空电极的焊接制备工艺，其特征在于：在微细中空管穿丝工序中，在显微镜视场中将所述圆柱细丝穿入所述微细中空管的内孔中，该圆柱细丝穿出所述微细中空管的长度为10~20毫米。3.  如权利要求1所述的微细电解加工用嵌套式中空电极的焊接制备工艺，其特征在于：在中管粘结工序中，控制所述微细中空管穿出所述中管的长度为0.5~1.5毫米。4.  如权利要求3所述的微细电解加工用嵌套式中空电极的焊接制备工艺，其特征在于：在中管粘结工序中，配置高温陶瓷胶，控制固体粉末和液体稀释剂的浓度比例为1克:0.75毫升~1.5毫升，在显微镜视场中将高温陶瓷胶均匀填满所述中管的下端面与所述微细中空管的侧壁的结合处的缝隙并将其密封。5.  如权利要求4所述的微细电解加工用嵌套式中空电极的焊接制备工艺，其特征在于：在金属管嵌套尺寸及位置调整工序中，利用金属管嵌套尺寸及位置调整装置调整组合电极与大管轴线的同轴度，以及控制组合电极的中管伸入所述大管的长度为0.2~1毫米。6.  如权利要求5所述的微细电解加工用嵌套式中空电极的焊接制备工艺，其特征在于：所述金属管嵌套尺寸及位置调整装置包括细丝夹持机构、XYZ三维调整平台、底座、细丝定位单元，大管夹持机构和万向角度调整机构，所述XYZ三维调整平台和大管夹持机构分别设置在所述底座，所述细丝夹持机构设置在所述XYZ三维调整平台，所述万向角度调整机构设置在所述细丝夹持机构，所述细丝定位单元设置在所述细丝夹持机构。7.  如权利要求6所述的微细电解加工用嵌套式中空电极的焊接制备工艺，其特征在于：所述XYZ三维调整平台设置有X轴位置调整旋钮、Y轴位置调整旋钮和Z轴位置调整旋钮，其中所述X轴调整旋钮、Y轴调整旋钮 和Z轴调整旋钮都是带有刻度的千分尺调整机构，通过转动X轴位置调整旋钮、Y轴位置调整旋钮和Z轴位置调整旋钮可以精确调整所述细丝定位单元在X轴、Y轴以及Z轴的位置；所述细丝定位单元具有细丝定位V型槽，所述大管夹持机构具有大管定位V形槽，该大管定位V形槽的轴线方向与所述细丝定位V型槽的轴线方向一致。8.  如权利要求7所述的微细电解加工用嵌套式中空电极的焊接制备工艺，其特征在于：在金属管嵌套尺寸及位置调整工序中，提供密封帽，用该密封帽密封所述大管的下端面，然后将所述大管竖直夹持在所述大管定位V形槽，然后，控制所述组合电极使组合电极中的中管具有高温陶瓷胶的一端伸入所述大管的内孔中，再将所述组合电极中的圆柱细丝夹持在所述细丝定位V形槽，通过调整所述X轴位置调整旋钮、Y轴位置调整旋钮以及Z轴位置调整旋钮和所述万向角度调整机构，使组合电极与大管轴线同轴。9.  如权利要求1所述的微细电解加工用嵌套式中空电极的焊接制备工艺，其特征在于：在嵌套式中空电极焊接工序中，调整焊接温度至295℃~305℃，用水溶性焊锡和温控烙铁将所述中管的一端和大管焊接，焊接时间控制在3~6秒，调整焊接温度至265℃~275℃，利用水溶性焊锡和温控烙铁将所述中管的另一端和所述微细中空管焊接，焊接时间控制在1~3秒。

说明书微细电解加工用嵌套式中空电极的焊接制备工艺
技术领域
本发明涉及一种微细电解加工用嵌套式中空电极的焊接制备工艺，属于特种加工领域。
背景技术
微细电解加工是利用电化学氧化还原反应中阳极溶解的原理将阳极工件蚀除成形的减材加工方法。间隙内的加工电流使金属工件上的原子失去电子成为离子从工件上溶解，这种以离子形式蚀除材料的过程理论上其加工精度可达到微米甚至纳米级，这就使得微细电解加工在作用机理上具备了微细尺度下的加工能力。另外，微细电解加工是一种非接触式的电加工方法，具有不受材料机械性能的局限，工件表面不产生残余应力，阴极电极无损耗，加工精度高等优点。与传统的电解加工相比，微细电解加工有其自身特点，如加工中采用的加工电压低、脉宽窄，电解液浓度低，加工间隙小（数微米至数十微米），加工效率与精度相互制约等，目前微细电解加工已成功应用于航空航天，医疗器械，电子设备和汽车发动机等制造领域，但其发展还面临着很多挑战。
微细电解加工主要有微细孔电解加工和微三维结构电解加工等方式。采用柱状电极铣削加工三维结构可以避免阴极设计、流场设计引起的形状和尺寸精度等问题，可以得到很好的成形精度和表面质量；微细孔电解加工一般采用柱状电极。因此，上述两种加工方式在工具电极的选用方面有相通之处。常用的柱状电极主要有简单柱状电极和柱状成形电极等结构，经国内外研究人员的探索，这两种电极都有了一定程度的发展。
简单柱状电极的制备方法主要有线电极磨削法和电化学腐蚀法等。线电极磨削法制备的微细电极的刚度不足，冲液会影响加工精度甚至破坏微细电极，只能采用静液加工，在微细深小孔加工方面具有一定的局限性。在电化学腐蚀法制备微细电极的工艺中，通过测量和控制电流回路中的电阻值来控制电极的直径，电阻值的测量误差将影响电极的尺寸精度，对电极尺寸的精确控制方面有待改善。
在微细电解加工中，采用的成形电极有：带有微螺旋槽的成形电极、电火花反拷法加工出的变截面电极（其端部是直径为45μm的圆盘）等。利用柱状成形电极进行微细电解加工，具有加工效率高，成形精度高等优势，但是成形电极的形状相对复杂，制备耗时长，使用寿命短，难以实现广泛应用。
微细孔电解加工中一般采用简单柱状电极，且其加工间隙微小，加工中一般采用的中性电解液无法溶解电化学反应产生的沉淀物，加工区域内的无法及时排出的沉淀物将微小加工间隙堵塞，进而阻碍电解液的顺畅更新，影响电化学反应的进行；而且这些沉淀物还会引起电解液电导率的变化，进而使加工电流产生波动，致使工件形状精度和表面质量变差。因此，电解产物的排出和电解液的更新是维持微细深小孔电解加工正常进行的重要因素。而与微细深小孔电解加工相比，微细电解铣削加工冲液环境是开放的；微细深小孔电解加工中的工具电极的工作环境相对恶劣。因此，微细深小孔电解加工中微细电极制备工艺的研究成果，可延伸应用到微三维结构电解铣削加工中。
为了解决电解液的更新和产物排除的问题，国内外的研究人员分别提出了侧冲电解液配合实心柱状电极间歇回退法，低压冲液-中空电极及工件偏心轨迹运动法，真空抽液配合中空电极法等的微细孔电解加工方法。采用实心柱状电极间歇回退加工方式通过电极的快速回退使加工区域内压力降低，形成抽吸作用，可以吸入新鲜电解液，同时排出反应产物。然而在加工深小孔时，该方法中微小加工间隙内电解液流动将变缓，使得加工深度受限，而且重复的进给运动使得加工孔的尺寸精度难以控制；采用具有偏心轨迹的工件运动加工方法主要是将工件安装在能够做均匀偏心运动的工作台上，通过工件的往复运动改善电解液流动情况。但是由于工件做偏心轨迹运动使得工具电极与孔之间的最大间隙大于200μm，不适于加工直径100~200μm的微细深小孔；真空抽液法通过改变电解液的流动方向来改善电解液流场特性，可以减少杂散腐蚀，提高加工稳定性。但这种方法采用真空泵倒吸电解液，由于电解液最高负压为0.1MPa，难以实现电解液在微小加工间隙内的高速流动，不利于产物排出和电解液更新。
针对孔径为100~200μm的微细深小孔电解加工中存在的问题，提出了采用高压供液配合中空电极的冲液方式，来解决上述问题。此种方法中，高达数MPa压力的高压电解液从电极的内孔中高速流出，顺畅流过微小加工间隙，使工件在氧化还原反应的作用下被不断蚀除，同时电解产物随着向两侧冲出的电解液被带出加工区域，可以解决电解液更新和产物排除的问题。因此微细中空工具电极应该具备以下特点：其一、工具电极是中空结构且能承受数MPa高压，能够使新鲜电解液从其内孔中冲出，顺畅流过微小加工区域；其二、电极作为电化学反应的阴极，具备良好的导电能力；其三、加工过程中，工具电极随着机床主轴做进给运动，工具电极运动方向须与主轴方向一致；其四、加工区域内的沉淀物和外冲液会对电极产生冲击，因此电极应该具备一定的刚度，保证微细深小孔电解加工的稳定性。
前述的微细电解加工用的工具电极制备方法如线电极磨削法或电化学腐蚀方法，难以制备出具有中空结构的微细电极，而利用直径为100~200μm的中空金属管作为微细电极的制备方法鲜有报道，主要受以下几个因素制约：微细中空金属管本身的径向尺寸非常小，使得微细中空金属管与高压电解液的连通和密封困难；在通电方面，微细中空金属管上导线连接也较困难；装夹方面，在保证高压密封和连通电解液的前提下，要保证装夹中微细中空金属管与主轴轴线的同轴度和其本身的直线度都较困难；因此，如何解决上述问题是微细中空电极制备工艺中的关键所在。
发明内容
有鉴于此，确有必要提供一种微细电解加工用嵌套式中空电极的焊接制备工艺，该制备工艺能够使微细中空管与高压电解液的连通和密封容易，微细中空管上导线连接也较容易，且能够保证装夹中微细中空管与主轴轴线的同轴度和其本身的直线度。
一种微细电解加工用嵌套式中空电极的焊接制备工艺，其包括以下工序：微细中空管穿丝工序，中管粘结工序，金属管嵌套尺寸及位置调整工序和嵌套式中空电极焊接工序。具体地，首先在准备的微细中空管中穿圆柱细丝；其次将穿丝后的微细中空管穿入中管的内孔中并将该中管的一端粘结在所述穿丝后的微细中空管的外壁，形成组合电极；再次将组合电极伸入大管，控制所述组合电极的中管伸入所述大管的长度；最后将所述中管的一端与所述大管焊接，然后将所述中管的另一端与所述微细中空管焊接。
与现有技术相比较，本发明提供的微细电解加工用嵌套式中空电极的焊接制备工艺制备的中空电极将便于连通电解液、易导电、易装夹的直径较大的大管与限位中管、微细中空管依次进行嵌套连接，可以保证各级管之间轴线的同轴度和导电性的一致性，以及各级管与高压电解液输送管之间的高压密封性，该制备方法克服了微细中空管的径向尺寸小带来的困难。对直径较大的管进行连通、导电和装夹，可以解决利用微细中空管制作微细中空电极的难题；采用焊接方法连接大管、限位中管和微细中空管，可以保证微细中空管、限位中管与大管之间具有一致的导电性和连通高压电解液的密封能力。
附图说明
图1是本发明实施方式提供的微细电解加工用嵌套式中空电极的焊接制备工艺的流程图。
图2是本发明实施方式提供的微细中空管与中管粘结涂胶的示意图。
图3是本发明实施方式提供的金属管嵌套尺寸及位置调整装置的立体结构示意图。
图4是图3中Ⅳ部分的放大结构示意图。
图5是本发明实施方式提供的通过微细电解加工用嵌套式中空电极的焊接制备工艺制备的中空电极的电解液流速随压力变化的曲线图。
主要元件符号说明
各级管限位夹具基体1中管定位V型槽2中管3高温陶瓷胶4微细中空管定位V型槽5微细中空管6圆柱细丝7细丝夹持机构8XYZ三维调整平台9X轴位置调整旋钮10Y轴位置调整旋钮11Z轴位置调整旋钮12底座13大管定位V形槽14大管15细丝定位V型槽16大管夹持机构17密封帽18万向角度调整机构19细丝定位单元20金属管嵌套尺寸及位置调整装置21
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合附图及具体实施例，对本发明提供的微细电解加工用嵌套式中空电极的焊接制备工艺作进一步的详细说明。
本发明提供的微细电解加工用嵌套式中空电极的焊接制备工艺主要是实现以直径为100~200微米微细中空金属管作为微细中空电极的中空电极的制备方法。
请参阅图1，所述微细电解加工用嵌套式中空电极的焊接制备工艺包括以下工序：微细中空管穿丝工序，中管粘结工序，金属管嵌套尺寸及位置调整工序和嵌套式中空电极焊接工序。具体地，首先在准备的微细中空管中穿圆柱细丝；其次将穿丝后的微细中空管穿入中管的内孔中并将该中管的一端粘结在所述穿丝后的微细中空管的外壁，形成组合电极；再次将组合电极伸入大管，控制所述组合电极的中管伸入所述大管的长度；最后将所述中管的一端与所述大管焊接，然后将所述中管的另一端与所述微细中空管焊接。
请参阅图2，在微细中空管穿丝工序中，首先，提供微细中空管6和圆柱细丝7，该微细中空管6的长度为5~10毫米，其材料为金属材料。所述圆柱细丝7具有较高的圆柱度，且其直径小于所述微细中空管6的内径3~5微米，其材料为金属材料。
然后用纯净水清洗所述微细中空管6和所述圆柱细丝7，之后烘干。再将所述微细中空管6用载玻片夹紧，用浓度为0.5%~5%的硝酸将其端面腐蚀平整。之后，将载玻片固定在有机玻璃基体上，在显微镜视场中将所述圆柱细丝7穿入所述微细中空管6的内孔中，该圆柱细丝7穿出所述微细中空管6的长度为10~20毫米。最后，将上述穿丝后的微细中空管放在纯净水中清洗，之后烘干。
在中管粘结工序中，提供中管3，其材料为金属材料。首先，用砂纸打磨中管3的侧壁并清洗，然后将所述穿丝后的微细中空管穿入所述中管3的内孔中，控制所述微细中空管6穿出所述中管3的长度为0.5~1.5毫米。
然后提供各级管限位夹具基体1，该各级管限位夹具基体1具有一个中管定位V型槽2和一个微细中空管定位V型槽5，该中管定位V型槽2和微细中空管定位V型槽5相对设置。之后将所述微细中空管6放入所述微细中空管定位V型槽5中并夹紧，将所述中管3放入所述中管定位V形槽2中并夹紧，使所述微细中空管6的轴线与所述中管3的轴线重合或平行，并将其夹紧，保证在后续操作中其位置不会移动和偏转。
其次，配置高温陶瓷胶4，控制固体粉末和液体稀释剂的浓度比例为1g:0.75ml~1.5ml。在显微镜视场中将高温陶瓷胶4均匀填满所述中管3的下端面与所述微细中空管6的侧壁的结合处的缝隙并将其密封，控制高温陶瓷胶4的流动范围，避免堵塞所述微细中空管6。最后，采用加温的方式使高温陶瓷胶4完全固化，清洗，之后烘干，将上述制作完成的嵌套金属管称为组合电极。
在金属管嵌套尺寸及位置调整工序中，首先，提供大管15，该大管15的材料为金属材料。打磨、清洗并烘干所述大管15，清洗液依次为丙酮，1%~5%的葡萄糖酸钠和纯净水，其中葡萄糖酸钠作为一种金属清洗剂可以改善要焊接的表面的焊接性能。
请参阅图3，提供金属管嵌套尺寸及位置调整装置21，该金属管嵌套尺寸及位置调整装置21包括细丝夹持机构8、XYZ三维调整平台9、底座13、细丝定位单元20，大管夹持机构17和万向角度调整机构19。
所述XYZ三维调整平台9和大管夹持机构17分别设置在所述底座13，所述细丝夹持机构8设置在所述XYZ三维调整平台9，所述万向角度调整机构19设置在所述细丝夹持机构8，所述细丝定位单元20设置在所述细丝夹持机构8。所述XYZ三维调整平台9 设置有X轴位置调整旋钮10、Y轴位置调整旋钮11和Z轴位置调整旋钮12，其中所述X轴调整旋钮10、Y轴调整旋钮11 和Z轴调整旋钮12都是带有刻度的千分尺调整机构，通过转动X轴位置调整旋钮10、Y轴位置调整旋钮11和Z轴位置调整旋钮12可精确调整所述细丝定位单元20在X轴、Y轴以及Z轴的位置。另外，通过调整所述万向角度调整机构19也可以调节所述细丝定位单元20在各个方向上的角度。所述细丝定位单元20具有细丝定位V型槽16，所述大管夹持机构17具有大管定位V形槽14，该大管定位V形槽14的轴线方向与所述细丝定位V型槽16的轴线方向一致。
请一并参阅图4，提供密封帽18，用该密封帽18密封所述大管15的下端面，然后将所述大管15竖直夹持在所述大管定位V形槽14。然后，控制所述组合电极使组合电极中的中管3具有高温陶瓷胶4的一端伸入所述大管15的内孔中，再将所述组合电极中的圆柱细丝7夹持在细丝定位V形槽16。通过调整所述X轴位置调整旋钮10、Y轴位置调整旋钮11以及Z轴位置调整旋钮12和所述万向角度调整机构19，保证组合电极与大管15轴线的同轴度。最后将组合电极调整至所述中管3的下端面与所述大管15的上端面重合的位置，认为此处为所述大管15的“零点”，调整Z轴位置调整旋钮12，通过千分尺读数精确控制组合电极的中管3伸入所述大管15的长度，控制该长度为0.2~1毫米。伸入长度过长会使中空电极内部的压力局部损失过大，从而影响通过中空电极的电解液流速，伸入长度过短，焊接操作困难，容易堵塞中空电极。
所述将中管3粘结在微细中空管6的作用一方面是限制微细中空管6在所述大管15内孔中的径向和轴向位置，该中管3起导向、限位和夹持的作用，使微细中空管6处于可控的状态。另一方面，电解液在大管15中的径向方向上存在速度梯度，靠近轴线处流速较大，中管3将大管内过流面处剪切速度最大的电解液导入中管3，进而提高从微细中空管6流出电解液的流速。
在嵌套式中空电极焊接工序中，将所述中管3的一端与所述大管15焊接，然后将所述中管3的另一端与所述微细中空管6焊接。在焊接工序中，主要控制焊接温度和焊接时间等参数。首先，调整焊接温度至295℃～305℃，用水溶性焊锡和温控烙铁将所述中管3下端的侧面和大管15焊接，焊接时间控制在3~6秒。焊接时间过长可能导致焊锡进入中空电极间隙内的量过多，容易堵塞中空电极。然后，调整焊接温度至265℃～275℃，利用水溶性焊锡和温控烙铁将所述中管3上端的端面和所述微细中空管6焊接，焊接时间控制在1~3秒。然后清洗中空电极，之后烘干。
在金属管嵌套尺寸及位置调整工序中，利用所述密封帽18将大管15下端面密封的作用是控制熔融焊锡流入所述中管3与大管15之间间隙的量。在短时高温作用下，大管15内部的空气迅速膨胀，由于该大管15的下端面密封，该大管15上端面的气体浮力和膨胀力与间隙内焊锡的重力很快达到平衡，使焊锡均匀分布在间隙中，通过调整焊接温度和时间，控制焊锡在间隙内的流动范围，可以防止堵塞所述微细中空管6。
所述嵌套式中空电极焊接工序的焊接完成后可以进一步包括清洗中空电极的工序，具体过程为：首先将酒精加热到60~80℃，将所述中空电极放置在酒精中超声清洗并恒温浸泡一段时间，然后取出中空电极，并将其竖直放置。使如此反复在酒精和纯净水各洗泡一次。然后进行烘干，烘干过程中保持中空电极为竖直放置的状态，便于排除清洗液。
实施例
请参阅图2，在微细中空管穿丝工序中，提供微细中空管和圆柱细丝，在该微细中空管中穿圆柱细丝。具体的，首先，提供微细中空管6和圆柱细丝7，该微细中空管6的材料为黄铜，尺寸为长度6.5毫米，外径130微米，内径60微米。将所述微细中空管6用酒精清洗并烘干。所述圆柱细丝7为不锈钢纱线，该不锈钢纱线的直径是50微米，长度为100毫米，将该不锈钢纱线清洗并烘干。然后，在所述微细中空管6中穿圆柱细丝7。先将所述微细中空管6用载玻片夹紧，用2%的硝酸将其端面腐蚀平整，然后将载玻片固定在有机玻璃基体上，在显微镜视场中将所述圆柱细丝7穿入所述微细中空管6的内孔中，并穿出所述微细中空管6左端面的长度为15毫米，清洗上述穿丝后的微细中空管并烘干。
在中管粘结工序中，提供中管，将穿丝后的微细中空管穿入所述中管的内孔中并将该中管的一端粘结在所述穿丝后的微细中空管的外壁，形成组合电极。具体的，提供中管3，该中管3的材料为黄铜，中管3的外径为0.6毫米，内径为0.2毫米，打磨该中管3的端面和侧面，然后用酒精清洗后烘干。然后将穿丝后的微细中空管穿入所述中管3的内孔中，控制所述微细中空管6穿过所述中管3的长度为1毫米。之后提供各级管限位夹具基体1，该各级管限位夹具基体1具有一个中管定位V型槽2和一个微细中空管定位V型槽5，该中管定位V型槽2和微细中空管定位V型槽5相对设置。之后将所述微细中空管6放入所述微细中空管定位V型槽5中并夹紧，将所述中管3放入所述中管定位V形槽2中并夹紧，使所述微细中空管6的轴线与所述中管3的轴线重合，并将其夹紧。
然后配置高温陶瓷胶4，控制该高温陶瓷胶4中固体粉末与液体稀释剂的比例为1g:1ml，该固体粉末是无机氧化铜和陶瓷粉末。然后在显微镜视场中将高温陶瓷胶4均匀填满所述中管3的下端面与所述微细中空管6的侧壁结合处的缝隙并将其结合处密封。采用加温的方式使高温陶瓷胶4固化，并用纯净水清洗后烘干。将制作完成的嵌套金属管称为组合电极。
在金属管嵌套尺寸及位置调整工序中，提供大管，将组合电极伸入所述大管，控制所述组合电极的中管伸入所述大管的长度。具体的，首先，提供大管15，该大管15的材料为黄铜，该大管15的尺寸为外径2.0毫米，内径0.65毫米，将该大管15依次放在丙酮、5%的葡萄糖酸钠、纯净水中清洗然后烘干。
然后，请参阅图3，提供如前所述的金属管嵌套尺寸及位置调整装置21。请一并参阅图4，提供密封帽18，用该密封帽18密封所述大管15的下端面，然后将该大管15竖直夹持在所述大管定位V形槽14。然后，控制所述组合电极使组合电极中的中管3具有高温陶瓷胶4的一端伸入所述大管15的内孔中，再将所述组合电极中的圆柱细丝7夹持在细丝定位V形槽16。通过调整所述X轴位置调整旋钮10、Y轴位置调整旋钮11以及Z轴位置调整旋钮12和所述万向角度调整机构19，保证组合电极与大管15轴线的同轴度。最后通过千分尺读数精确控制组合电极中的中管3伸入大管15的长度为0.5毫米。
在嵌套式中空电极焊接工序中，将所述中管的一端与所述大管焊接，然后将所述中管的另一端与所述微细中空管焊接。首先调整焊接温度至300℃，用水溶性焊锡和温控烙铁将所述中管3下端的侧面和大管15焊接，焊接时间5秒。其次，调整焊接温度至270℃，利用水溶性焊锡和温控烙铁将中管3上端的端面和所述微细中空管6焊接，焊接时间为2秒；最后，清洗中空电极并烘干。
在嵌套式中空电极焊接工序之后进一步包括清洗中空电极的工序。具体的，首先将酒精加热到80℃。将所述中空电极放置在酒精中超声清洗并恒温浸泡一段时间，然后取出中空电极，并将其竖直放置。使如此反复在酒精和纯净水各洗泡一次。烘干过程中保持中空电极为竖直放置的状态，便于排除清洗液。最后取出所述中空电极中的圆柱细丝7。
之后进行中空电极的电解液压力-流速特性测试。将所述大管15与电解液管连接并密封，然后连接电解液供液系统。测试通过焊接法制备的中空电极的电解液流速随压力的变化规律。请参阅图5，图5中曲线分别表示微细中空管6总长度分别为6.5毫米，8.0毫米和10毫米的三种中空电极的电解液流速随管路中压力变化的曲线。从曲线中可以看出：1. 随着管路内压力的增加，微细中空电极流速平稳增加；2. 微细中空管6长度相同的不同电极的流速特性差异不大；3. 在一定范围内，微细中空管6的长度越小，电解液的流速性能就越好，流速最高达到9m/s以上。
进行中空电极导电性测试。对微细中空电极进行导电性测试，得到其体电阻为约为0.03欧姆，表明焊接法制备的嵌套式微细中空电极，能够完全满足微细电解加工对电极导电性的要求。
本实施例提供的微细电解加工用嵌套式中空电极的焊接制备工艺制备的中空电极将便于连通电解液、易导电、易装夹的直径较大的大管与限位中管、微细中空管依次进行嵌套连接，同时可以保证各级管之间轴线的同轴度和导电性的一致性，以及各级管与高压电解液输送管之间的高压密封性，该方法克服了微细中空管的径向尺寸小带来的困难。对直径较大的管进行连通、导电和装夹，可以解决利用微细中空管制作微细中空电极的难题。采用焊接方法连接大管、限位中管和微细中空管，可以保证微细中空管、限位中管与大管之间具有一致的导电性和连通高压电解液的密封能力。而且利用本发明实施例中的金属管嵌套尺寸及位置调整装置可以实现对轴线位置和嵌套尺寸的精确控制使微细中空管与大管满足很高同轴度的要求。
本实施例提供的微细电解加工用嵌套式中空电极的焊接制备工艺具有以下优点：其一、解决了以直径为100~200微米微细中空金属管作为微细中空电极的连通电解液、导电和装夹等电极制备的关键问题，避免设计复杂的电极夹具和生产设备；其二、在焊接和调整的过程中每一步都进行了精确的控制和量化的操作，尤其是嵌入长度，焊接温度，焊接时间等关键的工艺参数，保证了本实施例制作的电极特性的一致性；其三、通过设计金属管嵌套尺寸及位置的调整装置保证了微细中空管和大管的同轴度；其四、利用微细中空金属管作为原材料进行制备电极，大大减少了成本，适于成批量生产。
另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。