Устройство ввода ультразвуковых колебаний в жидкую среду

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 В 06 В 3 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2900523/24-10 (22) 04.01.80 (46) 07.08.87. Бюл. № 29 (71) Белорусский институт механизации сельского хозяйства (72) А. С. Шиляев, В. И. Ивинский, А, Т. Филяев и Ю. Е. Шарин (53) 534.232 (088.8) (56) 1. Ерохин А. А. и др. Воздействие ультразвуковых колебаний на кристаллизацию шва при электрошлаковой сварке.—

Автоматическая сварка. Киев Изд-во

АН УССР, 1960, №. 1, с. 15.

2. Лебига В. А. Влияние ультразвуковых колебаний на кристаллизацию сварочной ванны при автоматической сварке.

Автоматическая сварка. Киев: Изд-во

АН УССР, 1960, № 1, с. 24.

„„SU„„1327994 Д 4 (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ВВОДА УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ В ЖИДКУЮ

СРЕДУ, содержащее концентратор с канавкой, в которой размещены волноводная прово лока и прижимной элемент, отличающееся тем, что, с целью обеспечения стабильной амплитуды колебаний, канавка выполнена винтообразной по всей поверхности концентратора под углом 20 — 40 к его оси, а рабочий участок волноводной проволоки на выходе с концентратора параллелен оси концентратора.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что прижимной элемент выполнен в виде цилиндрической втулки.

1327994

Изобретение предназначено для ультразвуковой обработке расплавов черных и цветных металлов при наплавке, сварке, электрошлаковом переплаве в печах с открытым зеркалом расплава.

Известно устройство ввода ультразвуковых колебаний в расплав через присадочную проволоку, содержащее концентратор и устройство прижима присадочной проволоки к концентратору, выполненное в виде прижимного ролика (1).

Недостатком устройства является сравнительно неравномерная структура направленного слоя металла вследствие плохого акустического контакта присадочной проволоки с концентратором.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство ввода ультразвуковых колебаний в жидкую срезу, содержащее концентратор с канавкой, в которой размещена волноводная проволока, и прижимной элемент, выполненный в виде двух роликов, обеспечиваюгцих прижим проволоки в двух точках: в пучности и узле колебаний (2).

Однако жесткость такого прижима явно недостаточна для того, чтобы эта система могла иметь собственную частоту колебаний, близкую к резонансной с ультразвуковым инструментом.

Целью изобретения является обеспечение стабильной амплитуды колебаний.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве ввода ультразвуковых колебаний в жидкую фазу, содержащем концентратор с канавкой, в которой размещены волновая проволока и прижимной элемент, канавка выполнена винтообразной по всей поверхности концентратора под углом 20—

40 к его оси, а рабочий участок волноводной проволоки на выходе с концентратора параллелен оси концентратора.

Кроме того прижимной элемент выполнен в виде цилиндрической втулки.

На чертеже представлено предлагаемое устройство.

Устройство ввода ультразвуковых колебаний в жидкую среду состоит из концентратора 1, выполненного в виде цилиндра с волноводной проволокой 2, канавкой 3 прижимного элемента 4 при прижатия проволоки к концентратору, а также преобразователя 5.

Прижимной элемент 4 имеет вид цилиндрической втулки. Втулка служит ограничителем выхода волноводной проволоки из канавки, что обеспечивает стабильный контакт волноводной проволоки по длине канавки концентратора.

Канавка выполнена винтообразной с углом наклона 20 — 40 к оси концентратора. При угле, меньшем 20, ультразвуковые колебания от концентратора почти не передаются присадочной проволоке.

При угле, большем 40, в присадочной проволоке возникают поперечные колебания, ко5

40 торые передаются расплаву вместе с продольными. Наличие поперечных колебаний ухудшает качество наплавленного шва, который получается широким, при этом провар металла ухудшается.

Устройство для ввода ультразвуковых колебаний в жидкую среду работает следующим образом.

Механические упругие колебания, полученные в преобразователе 5 от электрических колебаний генератора, передаются на концентратор 1.

Ввод ультразвуковых колебаний в жидкие высокотемпературные расплавы металлов и сплавов осугцествляется расходуемой волноводной присадочной проволокой 2, проходящей через винтовую канавку 3 концентратора 1 и подаваемой в расплав непрерывно по мере ее плавления. Скорость подачи волноводной присадочной проволоки определяется экспериментально и теоретически по уравнениям, полученным из теплофизического расчета скорости плавления проволоки, погружаемой в расплав металла.

Благодаря тому, что акустический контакт волноводной проволоки 2 с концентратором 1 осуществлен по винтовой линии, обеспечивается надежная акустическая передача энергии от концентратора проволоке.

При этом на конце проволоки 2 образуется устойчивая продольная волна, что проявляется в колебании проволоки в осевом направлении с амплитудой 10 — 20 мкм. (Величина амплитуды зависит от режима работы ультразвукового генератора).

Электродуговая наплавка в ультразвуковом поле состоит в том, что к изготавливаемой детали подводится электродная и волноводная проволоки, в зону горения дуги подается флюс, включается ультразвуковой генератор, подается электродная проволока при одновременном перемещении наплавляемой заготовки.

При этом с опозданием на 2с подается волноводная проволока, что обеспечивает подачу ультразвуковых колебаний и волноводной проволоки в расплав, полученный от плавления электродной проволоки. Процесс стабильно протекает до пол ного направления заданной поверхности деталей.

Возможность контакта волноводной проволоки по поверхности на всей длине канавки обеспечивает передачу всей ультразвуковой энергии от концентратора волноводной проволоке.

Параллельное оси концентратора направление волноводной проволоки на выходе позволяет получить стабильные продольные колебания, обеспечивающие качественную наплавку.

Предлагаемое устройство надежно к работе . износ канавки вследствие движения проволоки не изменяет способности кон.

1327994

Составитель И. Попова

Редактор Н. Лазаренко Техред И. Верес Корректор Л. Патай

Заказ 3426/10 Тираж 437 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 центратора передавать ультразвуковую энергию проволоке. Это обеспечивается за счет цилиндрической втулки. Устройство компактно, что позволяет его использовать при наплавке малогабаритных и крупногабаритных деталей. Кроме того, компактность позволяет монтировать его с узлами стационарного ультразвукового оборудования.