大功率超聲波金屬熔體處理系統工作原理

大功率超聲波金屬熔體處理系統由超聲波振動部件和超聲波驅動電源

兩部分構成：超聲波振動部件主要包括大功率超聲波換能器、變幅桿、工具頭（發射頭），用于產生超聲波振動，并將此振動能量向金屬熔體中發射。換能器將輸入的電能轉換成機械能，即超聲波。

其表現形式是換能器在縱向作來回伸縮運動，振幅一般在幾個微米。這樣的振幅功率密度不夠，是不能直接使用的。變幅桿按設計需要放大振幅，隔離金屬熔體和熱能傳遞，同時也起到固定整個超聲波振動系統的作用。工具頭與變幅桿相連，變幅桿將超聲波能量振動傳遞給工具頭，再由工具頭將超聲波能量發射到金屬熔體中。

圖中所示的是超聲波金屬熔體處理器的典型結構。

根據實際生產設備的不同要求，超聲波處理器的結構形式和尺寸可以作相應的變動。

超聲波驅動電源（超聲波發生器）包括整流電路，振蕩電路，放大電路，反饋電路，跟蹤電路、保護電路，匹配電路、顯示儀表等。用于產生高頻高功率電流，驅動超聲波振動部件工作。

超聲波發生器的功率可調，以適應不同的工作狀態。發生器內還可根據需要集成有時序控制器，設定控制超聲波發振時間和間歇時間。

超聲波應用于金屬熔體處理還有兩個特殊的困難，即高溫和腐蝕。我們都知道壓電陶瓷超聲波換能器的核心部件是壓電陶瓷片，它是經過高電壓極化后才具有壓電性能的。若溫度超過80℃，壓電陶瓷就要退極化，壓電性能就要下降，而且這個下降時不可逆的。其次是金屬熔體的溫度普遍很高，黑色金屬的溫度甚至超過一千多度。發射頭要浸入在熔體中，還要發射大功率超聲波，會受到超聲波腐蝕和熔融金屬液體腐蝕的雙重作用。這就對超聲波金屬熔體處理器設計和制作提出了很高的要求。所幸的是，經過成功人不懈的努力，這些問題都已經解決。我們會根據用戶的現狀和要求，量身定制滿足用戶使用要求的超聲波金屬熔體處理器。

2、應用方法：以前述的典型結構為例，超聲波金屬熔體處理器的發射頭是一個圓棒狀結構。

在金屬被熔化后，只需將該發射頭插入金屬熔體中，就能向金屬熔體發射超聲波。振動系統外殼前端的法蘭盤用于固定。因超聲波振動系統沒有運動部件和力部件，對固定沒有特別的要求。被處理熔體盛在特定的容器中，如坩堝，熔煉爐，結晶爐。工具頭插入熔體中，發射超聲波。一般而言，建議在熔體冷卻時加入超聲波，讓熔體在冷卻結晶的同時也被強烈的超聲波作用。被處理熔體量可多可少。

對特定熔體而言，被處理的熔體量越少，超聲波發生器的輸出功率越大，超聲波作用的時間越長，則超聲波綜合作用強度就高。同樣，我們也可通過控制熔體量的多少，超聲波發生器輸出功率的大小，

以及超聲波作用的時間，來控制超聲波作用的強度。由于各種金屬材料的特性和要求不同，超聲波的作用和影響也各不相同。針對用戶的特定金屬的性能要求，只能通過多次反復試驗，找到超

聲波作用強度和實際效果的平衡點，從而制定出處理工藝。