Оборудование для ультразвуковой обработки

Ультразвуковые волны — это не слышимые человеческим ухом упругие волны, лежащие в диапазоне частот от 20 кГц до 1 ГГц. Высокая частота и малая длина ультразвуковых волн позволяют фокусировать, распространять направленными пучками, генерировать мощные волны, способные переносить значительную энергию. Ультразвуковые волны с различной скоростью распространяются в жидкостях, газах и твердых телах, поэтому они нашли широкое применение в современной технике — это ультразвуковая дефектоскопия, ультразвуковая обработка металлов (сварка, пайка, очистка), 1 также интенсификация многих процессов, таких, как резка, химико-термическая обработка, упрочнение и шлифование металлических поверхностей и др.

В основе большинства ультразвуковых устройств используется явление кавитации, возникающей на низких частотах 18... 100 кГц, которое рассмотрим подробнее. На более высоких частотах ультразвуковых колебаний от 2,5 до 10 мГц величина ускорения свободного падения повышается в сотни и тысячи раз и, следовательно, механизм воздействия ультразвуковых колебаний на вещество изменяется.

Условно ультразвуковые колебания можно представить в виде синусоиды, при их распространении в жидкой среде возникает чередование зон сжатия и растяжения с одинаковой амплитудой. Кавитация начинается в связи с тем, что жидкость хорошо воспринимает большие сжатия и очень плохо — растяжения. При растяжении создается разрежение и в жидкости образуется большое количество разрывов в виде мельчайших пузырьков, сосредоточенных в местах ослабления ее сплошности. Такими местами являются пузырьки газа, частицы посторонних примесей и др. Эти места называют кавитационными пузырьками, они имеют короткое время жизни и, захлопываясь, создают большие (сотни бар) локальные давления, которые и используют при обработке различных веществ.