L'attrezzatura per la lavorazione della fusione di metalli a ultrasuoni è composta da parti a vibrazione ultrasonica e da un generatore ultrasonico: le parti a vibrazione ultrasonica vengono utilizzate per generare vibrazioni ultrasoniche, comprendenti principalmente un trasduttore ultrasonico, un corno ultrasonico e una testa dell'utensile (testa di trasmissione), e trasmettono questa energia di vibrazione alla fusione di metalli.

Funzione della fusione di metalli ad ultrasuoni:

1. Rimozione delle impurità: è molto difficile per le piccole inclusioni nell'acciaio liquido galleggiare. Solo quando si raccolgono, la loro risalita sarà più facile. Utilizzando un'apparecchiatura per il trattamento della fusione dei metalli a ultrasuoni, che aggiunge ultrasuoni alla soluzione, l'onda stazionaria ultrasonica può causare la delaminazione e l'agglomerazione della polvere di inclusione nella soluzione.

2. Degasaggio ultrasonico: gli ultrasuoni hanno un effetto notevole sulla rimozione dei gas dal metallo fuso. Le vibrazioni elastiche ultrasoniche possono degasare completamente la lega in pochi minuti. Quando le vibrazioni ultrasoniche vengono introdotte nel metallo fuso, si riscontra un fenomeno di cavitazione, dovuto alla cavità generata dopo l'interruzione della continuità della fase liquida, che determina la concentrazione del gas disciolto nel metallo liquido.

3. Affinamento del grano: durante la produzione di getti con il metodo di solidificazione a vibrazione ultrasonica, l'onda ultrasonica genera una pressione sonora alternata positiva e negativa e forma un getto. Allo stesso tempo, grazie all'effetto non lineare, genera un flusso sonoro e un flusso microsonoro, mentre la cavitazione ultrasonica genera un microgetto ad alta velocità all'interfaccia tra solido e liquido.

L'effetto di cavitazione nel liquido ultrasonico può tagliare e distruggere i dendriti, influire sul fronte di solidificazione, aumentare l'effetto di agitazione e diffusione, purificare la struttura, affinare la grana e omogeneizzare la struttura.

Oltre al danno meccanico dei dendriti causato dalle vibrazioni, un altro ruolo importante della solidificazione tramite vibrazioni ultrasoniche è quello di migliorare l'effettivo sottoraffreddamento del metallo liquido e ridurre il raggio critico del nucleo, in modo da aumentare la velocità di nucleazione e raffinare i grani.

3. Miglioramento della qualità delle bramme: l'apparecchiatura per il trattamento a ultrasuoni della fusione del metallo può agire sullo stampo per migliorarne la qualità superficiale. La vibrazione ultrasonica dello stampo può essere utilizzata per billette, blumi e bramme, senza alcuno scorrimento negativo. Nella fusione di billette e blumi, è possibile ottenere una superficie della billetta estremamente liscia dopo l'applicazione della vibrazione ultrasonica allo stampo.