Способ генерации ультра- и гиперзвуковыхколебаний

О П И С А Н И Е I66I89

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со(оз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт, свидетельства №вЂ”

Кл. 42s

49h, 35о2

Заявлено 16.!.1963 (№ 815515/25-8) с присоединением заявки ¹

Приоритет—

Опубликовано 10.Х!.1964 г. Бюллетень № 21

Дата опубликования описания 20.11.1965.

Государственный комитет по делам изобретений и откРытий СССР

МПК В 06

В 23k

УДК

A и

СПОСОБ ГЕНЕРАЦИИ УЛЬТРА- И ГИПЕРЗВУКОВЬ|Х

КОЛЕБАНИЙ

Под!и!сна.! г/)у!тп ЛВ /55

Известны способы генерации ультра- и гннерзвуковых колебаний, например, при обработке материалов ионным, электронным или световым лучами, основанные на преобразовании высокочастотных электрических колебаний и механические с помощью преобразователей.

Однако этим способам свойственны !!алая концентрация энергии, невозмо>кность достнжсння высоких частот колебаний, а также износ вибрирующего элемента.

Опнсываемьш способ позволяет получить гораздо более мощные и более остро сфокуснрованные ультра- и гиперзвуковые колебаш!я, »ричем полностью свил!ается проблема и:;носа вибриру!ощего элемента, 11нтенснвная генерация ультра- н гнперзвуконых колебаний осуществляется путем фокус»1)(>13»и на поверхности материала ионного, :>,.1«ктронного илн светового лучей и нх модуляции и ос»онана на двух установленных автор;>м» эфф«игах: большом рсактивном давл(н»» истечения паров вещества и малом врс.«»(«»»«<»(»ii о I illa!I!i;I горячего»ятна >)оку(:i »ри «ильн<л! испарении 1)cutecTI)a. Эти эф(j>(кты приводят к тому, что фокусная точка луча Ti»l(>IIIIT«51 источником мо»пнях высокоч;:«тот»1,1х м«хан>гческих колебаний при высоКО !(1«то! НОй МОДУЛЯЦИИ Нит«НСИВНОСтп, ЭНЕРгни нлн фокусировi(ï луча.

Давление Р„„,„„ отдачи при испарении поверхности среды под действием сфокусированного луча может в тысячи и более раз превосходить прямое давление луча Рл,„:

Р )г> Рг

llCflCI!J A!j×Î 2 где v) и v2 — соответственно скорость частиц луча и скорость испаренных частиц;

10 Л удельная теплота испарения.

Например, для v! — 10(о сл!/сек, v2= 10 с>и/сек и Л=10з кал/г, получим Р„„,„=-.101 Рлу„а.

Коэффициент преобразования К потока энергии 1 луча в поток / энер)ч(и обьемных

/ у„2 колебаний К =

1 >. : 2(С может быть достаточно большим. Например, для акустического сопротивления средырС вЂ”

=10п г/с.>!"-сек, для I IOIT эрг/с,!!2сск (мощность=! квт на площадь 10 с>и-), в =

=10. г,>1/сек и =10! кал/г величина 1(=-. 0,1.

25 Возможность достн>кения больших частот, больших инт«нснвностсй и больших градиентов амплитуд обьемньlx колебаний обеспечит раз руl»(IIII(ма (р!1!)л 1 !3бл из!! фоку са лу и на 11(>»«I)xII(>cTII н Усил(»ис Pc>lgylltcl () Дс IcTIII3;I

30 луча. Ло:;альныс вибрации могут также уси66189

Составитель T. Ш. Олесова

Редактор Б. С. йанкина Техрсд Ю. В. Баранов

Корректор Л. В. Тюнясва

Заказ 3606/1 Тираж 650 Формат бум. 60X90 /а Объем 0,16 иед. л. Цена 5 коп.

LlHHHfIH Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типографии, пр. Сапунова, 2

3 лить сваривающее действие луча, обеспечив тесный контакт поверхностей и локальное выделение тепла на стыке трущихся вибрируюших поверхностей.

В качестве источника луча можно использовать оптический квантовый генератор (лазер), электронные или ионные пушки, применяемые для лучевой обработки.

Получение модулированного луча возможно различными способами. Например, в случае светового луча лазера смешение двух световых потоков, различающихся по частоте, обеспечивает необходимую модуляцию интенсивности результирующего луча. Возможна модул: цпя луча специальными мерами; электрооптическими затворами, механическими прерывателями, быстродействующими устройствами для изменения фокусировки или отклонения луча, Модуляция луча заряженных частиц может быть осуществлена с помощью быстропеременных электрических или магнитных полей, вызывающих изменение энергии, направления или фокусировки потока частиц.

Предложенный способ мох<ет быть успешно применен в процессах, связанных с обработкой металлов, например при сварке, резке или пайке, так как позволяет одновременно сочетать преимущества лучевой и ультразвуковой обработки.

Возможен также режим ультразвуковой сварки и пайки лучом при наложении тонкой металлической или неметаллической прокладки, налагаемой. на место стыка между соединяемыми частями обрабатываемого изделия.

Падающий на тонкую ленту модулированный луч будет эффективно генерировать ультразвуковые колебания в ленте, передающиеся обрабатываемому изделию. Испарение вещества

5 в этом случае происходит не с поверхности обрабатываемого изделия, а с поверхности примыкающей к изделию прокладки. Применение прокладки позволяет осуществлять сварку н пайку электронным и ионным лучами

10 материалов, плохо проводящих электричество.

Прокладка необходима также в случае сварки световым лучом прозрачных или отра>кающих свет материалов.

1(рсj,мет изобретения

1, Способ генерации ультра- и гиперзвуковых колебаний, например, при обработке материалов ионным, электронным или световым лучами, отлиппющийся тем, что, с целью ин20 тенсификацин действия луча, последний фокусируют на поверхности материала и модулируют, вследствие чего в точке воздействия луча возникают быстропеременные изменения давления отдачи испарения вещества, порож25 дающие объемные волны.

2. Способ по п. 1, отлинаюп1пися тем, что, с цельк> обеспечения возможности сварки и резки материалов, плохо проводящих электричество, а такх<е сварки и резки световым луко чом материалов, прозрачных или отражающих свет, луч фокусируют на дополнительной прокладке, установленной между источником луча и обрабатываемым изделием, вплотную к его поверхности.