Способ концентрации ультразвуковой энергии Советский патент 1950 года по МПК B06B3/00 

Предметом изобретения является способ колцентрации ультразвуковой энергии для использования в металлургии, с целью получения высококачественных слитков металла или деталей.

Известные способы концентрации ультразвуковых колебаний с помощью лина не могут быть использованы для целей получения высококачественных металлических деталей или слитков, так как они не обеспечивают достаточной концентрации ультразвуковой энергии, необходимой для получения высококачественной структуры металла.

Предлагаемый способ позволяет устранить указанный неаостаток путем выбора конусообразной насадки, имеющей образуюн1ую в виде прямой линии, экспоненты или параболы, и путем придания необходимой формы верхнему ее срезу. При этом можно получить плотное npnj легание насадки к месту обработки и направить пучок ультразвуковой энергии достаточной концентрации на участки слитков или деталей, подлежащих обработке ультразвуком.

Воздействие ультразвуковой энергии на процесс кристаллизации предотвращает рост кристаллов в. сре1дней части слитка (или изделия) вследствие вибраций, а также за счет кавитаций, возникающих под действием ультразвукового давления.

На фиг. 1, 2 и 3 схематически изображено устройство, обеспечивающее осуществление пре длагаемого способа, где: 1--сердечник излучателя колебаний, собранный из тонких листов никеля; 2-об)мотка подмалничивания излучателя, соединенная с источником постоянного тока; 3 и 4-обмотка, приключенная к генератору колебаний ультразвуковой частоты; 5 и 5-концентрирующая насадка.

Нижняя плоскость излучателя тщательно пригоняется при помощи шлифовки и притирки к торцу концентрирующей металлической насадки 6. Торец насадки выполняется, капример, в виде цилиндра диаметром DI, снабженного переходным участком с образующей в виде прямой линии, экспоненты или параболы и цилиндрическим диаметром Di, (меньщим чем Di). Между вертикальной осью и образующей переходного участка должен быть угол колусности а не более 15° (фиг. 1). При этом звуковое давление, передаваемое от излучателя, будет перераспределяться пропорционально соотношению днаметров коппентрируюшей насадки Di/D. Нижний торец выступа наса|дки 6 должен примыкать к участку объекта, подвергаемого воздействию ультразвуковых колебаний.

Возможно выполнение концентрирующих насадок, имеющих фор му, аналогичную изображенным на фиг. 2 и 3. При этом на участке перехода от зоны с :больщи1М диаметром к зоне с меньщим диаметром конфигурация образующей мржет изменяться по кривой, опре|деляемой соответствующим расчетом. Для получения высокой концентрации ультразвуковой энергии соотпощение-между длиной волны и размерами насадки должно быть мало.

Придавая концентрирующим насадкам конфигурацию в рекомендуемых пределах, можно добиться значительного увеличения ультразвукового давления, подводимого к зоне, подлежащей обработке.

Предмет изобретения

Способ концентрации ультразвуковой эпергпи, используемый в металлургии для обра.ботки Л1еталлических деталей, отличающийся тем, что, с целью предотвращения роста кристаллов .в средней части сплава или слитков, применяется конусообразная пасадка, упирающаяся основанием в излучатель, а верхнем срезом в участок слитка или детали, подлежащил обработке ультразвуком, и имеющая образующую, (подобно рупору) в ви)де прямой линии, экспоненты . или параболы.

SФиг./

Фиг.З