高能超声具有独特的声学效应。在金属凝固过程中引入超声振动，凝固组织从粗大的柱状晶变为均匀细等轴晶，金属的宏观及微观偏析均得到改善。普遍认为，高能超声波在超声波处理、超声波金属处理、超声波晶粒细化、超声波金属凝固、超声波熔体消泡、超声波结晶、超声波声空化、超声波铸造、超声波凝固组织、超声波金属连铸等方面都有用武之地。

超声波对金属熔体的气泡消除也很有效，在超声波的作用下气泡的排出速度大大加快，能显著提高金属的品质。被处理熔体盛在特定的容器中，如坩埚、熔炼炉、结晶炉，把超声波能量发射到金属熔体中有许多种方法。这其中，将超声波工具头插入熔体中，直接向熔融金属液体发射超声波，无疑是最有效的一种。熔体在冷却结晶的同时也被强烈的超声波作用，材料特性随之发生改变。对特定熔体而言，熔体量越少，超声波发生器的输出功率越大，超声波作用的时间越长，则超声波综合作用强度就越高。也就是说，我们也可通过控制金属熔体量的多少、超声波发生器输出功率的大小、以及超声波作用的时间，来控制超声波作用的效果，找到超声波作用和实际效果的平衡点。

在需要特别大的超声波功率的情况下，可以将多个超声波单元组合使用，使超声波功率得到成倍增加。国内外众多的专家学者、生产技术人员已经做过各种研究试验，证明超声波在处理金属熔体过程中的显著功效。

超声波金属熔体处理设备主要由超声波驱动电源和超声波振动设备两部分组成，并通过专用电缆连接。超声波驱动电源起着将50Hz-60Hz的市电（交流220V）转化为高功率、高频率的电信号并输出给超声波振动部件的作用。超声波振动设备主要包括大功率超声波换能器、变幅杆、焊接法兰、工具头，用于产生超声波振动，并向工艺对象中发射此振动能量。换能器在纵向做来回伸缩运动，从而将输入的电能转换成机械能（即超声波），变幅杆依据设计需求来放大振幅，隔离反应溶液和换能器，一般情况下，变幅杆与发射头之间连接有焊接法兰，焊接法兰起到固定整个超声波振动系统的作用。变幅杆与工具头相连，变幅杆将从换能器传递过来的超声波振动能量传递给工具头，最后通过工具头将超声波振动能量发射到工艺对象中。

图1 金属处理设备发射头参考结构图

图中所示的是超声波金属熔体处理器的典型结构。根据实际生产设备的不同要求，超声波处理器的结构形式和尺寸可以作相应的变动。

1. 耐高温：最高承受温度800℃ 。

2. 安装简便：通过法兰连接固定 。

3. 耐腐蚀：使用高强度工具头 。

4. 功率大：单辐射头的最大功率可达3000W 。

1. 高强度铝合金、镁合金铸造

2. 铝、镁合金棒料、板料生产

3. 各种合金材料、电动机转子等结晶除气

4. 各种金属基复合材料、高强度铝合金活塞铸造