ULTRASONIC EFFECT ON ELECTRIC SPARK FORMING AND DEVELOPMENT IN ELECTROACOUSTIC SPRAYING

Introduction. The electroacoustic application of wear-resistance coatings is studied. The work objective is to obtain a mathematical model of the ultrasonic effect on the formation and development of an electric spark occurring in the process of the electroacoustic sputtering.

Materials and Methods. The effect of ultrasonic vibrations on the processes occurring during the formation and development of a spark discharge is analyzed; the equations of continuity, energy motion and transfer, with the ultrasonic field contribution are considered. Factors affecting the thermal conductivity and electrical conductivity of strongly ionized gas are studied. Research Results. When obtaining the model, it was assumed that the heat removal from the channel is carried out by a “clear emitter”. Then, for the channel region, a self-similar solution is made: pressure, temperature and density are constant over the cross-section, and velocity is proportional to the radius. A mathematical model that describes the processes occurring in the spark channel with the ultrasonic field energy effect is obtained.

Discussion and Conclusions. On the basis of the developed model, it is specified that under the ultrasonic radiation effect, the radius and temperature of the spark channel increase, and conditions of the double ionization under high ultrasonic energy are created.

1. Жданов, Г. С. Физика твердого тела / Г. С. Жданов. — Москва : МГУ, 1962. — 500 с.

2. Gadalov V. N. Emel’yanov S. G. Safonov S. V. Vornacheva I. V. Filonovich A. V. Electroacoustic coating application to improve the performance of composites based on heat-resistant nickel alloys. – M: Allerton Press, Inc. Russian Engineering Research, 2017. – Volume 37, Issue 9, pp 751–753

3. Гуревич, А. Г. Физика твердого тела / А. Г. Гуревич. — Санкт-Петербург : БХВ-Петербург, 2004. — 320 с.

4. Кушнер, В. С. Материаловедение / В. С. Кушнер [и др.]. — Омск : ОмГТУ, 2008. — 232 с.

5. Кудряшев, С. Б. Разработка динамики продольно-крутильных волноводов применительно к процессу электроакустического напыления при упрочнении режущего инструмента: автореф. дис. … канд. техн. наук /С. Б. Кудряшев. — Ростов-на-Дону, 1998. — 22 с.

6. Лозанский, Э. Д. Теория искры / Э. Д. Лозанский, О. Б. Фирсов. — Москва : Атомиздат, 1975. — 272с.

7. Малеев, Д. Н. Электроакустическое напыление упрочняющих покрытий / Д. Н. Малеев, В. С. Минаков. — Ростов-на-Дону : ДГТУ, 2014. — 136 с.

8. Малеев, Д. Н. Оптимизация процесса электроакустического напыления по критерию микротвердости / Д. Н. Малеев, В. Х. Аль-Тибби, Д. А. Чиликин // Вестник Донского государственного технического. университета. — 2010. — Т.10, №3(46). — С. 339–344.

9. Гадалов, В. Н. Некоторые сведения о состоянии современных упрочняющих технологий с акцентом на электроискровое легирование [электронный ресурс] / В. Н. Гадалов, И. В. Ворначева, И. А. Макарова // Auditorium. Электронный научный журнал Курского государственного университета. — 2017. — № 4 (16). — Режим доступа : https://cyberleninka.ru/article/v/nekotorye-svedeniya-o-sostoyanii-sovremennyh-uprochnyayuschih-tehnologiy-s-aktsentom-na-elektroiskrovoe-legirovanie (дата обращения 24.04.2018).

10. Белоцкий, А. В. Ультразвуковое упрочнение металлов / А. В. Белоцкий. — Киев : Техника, 1989. — 168 с.