电火花加工是目前应用非常广泛的特种加工方法之一,它是基于两电极之间火花放电产生的高温对材料进行蚀除。放电通道作为加工的热源,是影响放电蚀除的最直接因素,因此本文通过仿真与观测实验对放电通道的特性进行研究,并进一步研究放电凹坑的形成过程,探索放电通道的特性对凹坑的影响。通过耦合传热场、流场及电磁场建立放电通道模型,仿真得到放电通道的各物理场分布结果,发现通道的温度在中心达到最高,自该点向四周逐渐减小;电极表面的热通量在放电中心点处最高,并沿径向逐渐减小;压力在放电通道中心轴处达到最大,并沿径向逐渐减小、沿轴向变化不大;极间介质在电极表面附近向通道中心轴流动,在间隙中心附近背向中心轴流动,形成两个对称的漩涡;通道中心轴附近的极间介质电势呈现出在电极表面附近下降快,在间隙中心附近下降慢的不均匀变化趋势。同时研究了不同放电电流、放电间隙、极间介质及外加磁场对通道特性的影响,其中外加磁场后,通道的热通量及压力有较明显的增加。将上述放电通道模型的热通量及压力仿真结果作为输入建立放电凹坑模型,仿真得到放电凹坑的形成过程及最终形貌,发现放电凹坑的直径及深度在开始阶段迅速增加,随后增加速度减缓,直至放电结束凹坑尺寸基本保持不变,且凹坑周围存在翻边凸起。同时研究了不同放电电流、放电间隙、脉冲宽度及外加磁场对放电凹坑形貌和尺寸的影响,其中外加磁场后,放电凹坑的直径明显减小、深度明显增加,单次放电的蚀除量增加,且翻边凸起的体积增加、高度增加。本文还借助于高速摄像机对单脉冲放电过程中的放电通道进行观测,发现放电通道在放电开始后的数微秒内完成膨胀,随后通道直径基本保持不变,并开始在极间不断做类似圆周的运动,运动幅度逐渐增加,且运动方向不断改变,直至放电结束,通道迅速消失。同时探究了不同放电电流、放电间隙、电极材料及外加磁场对通道直径及运动情况的影响,其与仿真结果吻合较好,并且发现极间介质内混入的电极蒸汽对通道的影响较大。进一步对放电凹坑进行观测,发现通道的运动对凹坑的形貌及尺寸有较大的影响。外加磁场后整个放电区域呈现较高的亮度,并且由于通道的直径及运动幅度减小,导致凹坑的直径减小、深度增加,单次放电的蚀除量增加,因此外加磁场是一种有效的调整放电凹坑形貌的方式。