Passando imagem para o php via Ajax

Boa tarde!

Estou tentando passar o valor de uma campo input do tipo file para o php via ajax da seguinte forma

html

<form id="frm_cad_prod" name="form_produtos" class="frm_cad" method="post" enctype="multipart/form-data">
<label>
<input type="file" name="arquivo" id="arquivo" />
</label>
</form>

jQuery

$( function(){
$( '.submit' ).on( 'click', function( e ){
e.preventDefault();

var formulario_serialize = $( this ).parents( 'form' ).serialize();
var id_formulario = $( this ).parents( 'form' ).attr( 'id' );

// Enviar imagem para cadastro de produtos e anúncios

var name = document.getElementById( 'arquivo' );
var alpha = name.files[ 0 ];
var data = new FormData( alpha );
//data.append( 'file', alpha );

console.log( data );

if( id_formulario == 'frm_cad_prod' )

{

formulario_serialize = formulario_serialize + '&arquivo=' + data;
}

$.ajax({
type: 'post',
url: 'modulos/cadastros/index.php',
data: formulario_serialize,
processData:false,
contentType:false,
dataType: 'json',

beforeSend: function(){
$( '#'+ id_formulario + ' button' ).html( 'Enviando...' );
},
success: function( resposta ){

if( resposta.sucesso )

{

window.location.pathname = window.location.pathname;
}

else
{

$.each( resposta, function(){
var separa = resposta.erros.split( '+' );
var ret_txt = separa[0];
var ret_campo = separa[1];
var campo = $( '#' + ret_campo );

if( ret_campo == 'duplicou' )

{

$( '.erros' ).fadeIn( 'slow' ).html( '<span>' + ret_txt + '</span>' );
}
if( resposta.erros )

{

$( campo ).focus().css( 'border', '1px solid #f00' );
$( campo ).blur(function(){

if( ( campo ).val() == "" ){
$( campo ).css( 'border', '1px solid #f00' );
}else{

$( this ).css( 'border', '1px solid #ccc' );
}
});
}
});
}
},
complete: function(){
$( '#'+ id_formulario + ' button' ).html( 'Enviar' );
}
});
});
});

php

if( $action == 'send_cad_prod' )
{

$imagem = $_POST[ 'arquivo' ];

...

O retorno do json é action=send_cad_prod&modelo=Teste&fabricante=38&categoria=15&subcategoria=3&subcategoria2=0&subcategoria3=0&descricao=&arquivo=[object FormData]

Nunca tentei dessa forma antes. Eu recupero esse valor [object FormData] ou está indo errado ?