ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 24 № 2 2022 60 ТЕХНОЛОГИЯ случае является поверхностью, излучающей колебания. Диспергированные части дендритов будут являться новыми зародышами кристаллизации, которые будут расти и затем дробиться под действием кавитации. Акустические течения, возникающие в обрабатываемом расплаве, улучшают тепло- и массоперенос в расплаве до начала процесса кристаллизации. После дробления дендритов течения осуществляют распределение новых зародышей по ванне расплава, часть из которых попадет в зону активной кавитации и диспергируется еще раз. За счет того, что все компоненты расплава, находящиеся как в жидкой, так и в твердой фазе, находятся в состоянии движения под действием вибраций, акустических течений, ударных волн и кумулятивных струй, создаются более сложные условия для присоединения атомов жидкой фазы к зародышам. Схематично процесс кристаллизации сварного шва при наложении колебаний можно представить в виде, представленном на рис. 8. Зона I: при охлаждении металла, кристаллизующегося без колебаний, до температуры ликвидуса Tлик начинают расти первые дендриты. При наложении колебаний вследствие увеличения энергии Гиббса образование зародышей еще не началось. Действие кавитации и акустических потоков способствует равномерному перемешиванию компонентов расплава, находящихся в жидкой фазе. Зона II: при дальнейшем охлаждении без колебаний продолжается рост дендритов и происходит образование новых. С колебаниями начинают образовываться дендриты. Вследствие особенностей распределения кавитационных пузырьков по озвучиваемому объему они в основном скапливаются в местах наибольших неровностей, которыми здесь является зона дендритов. Зона III: без колебаний продолжается рост дендритов и начинается образование зародышей в остальном объеме ванны расплава. Схлопывание кавитационных пузырьков приводит к диспергированию дендритов, обломки которых переносятся акустическими течениями в глубь шва. Данные обломки являются зародышами кристаллизации и одновременно областями, притягивающими кавитационные пузырьки. Зона IV: без колебаний продолжается рост дендритов, при этом растут не дендритные зародыши, и образуются новые. С ультразвуком вследствие охлаждения и связанного с ним увеличения вязкости расплава происходит снижение кавитационной активности, уменьшается количество пузырьков. Начинают расти дендриты, их обломки и образуются новые зародыши. При этом схлопывание пузырьков продолжает оказывать диспергирующее действие. Далее: при продолжении роста дендритов и остальных зародышей без колебаний формируется окончательная структура шва. Действие Рис. 8. Схема кристаллизации сварного шва Fig. 8. Crystallization scheme of the weld
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1