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超声波清洗技术介绍

2021-08-26 16:11

1.超声波清洗技术概述


人的耳朵只能感觉振荡频率在20~20000Hz范围内的声波,把超过人耳朵能感觉到的声波频率以上的声波称为超声波。超声波技术用于清洗始于20世纪50年代,随着技术的日渐成熟,超声波清洗技术被广泛应用于航空航天工业清洗发动机、液压及过滤系统;电子行业清洗硅片、电路板、电器元件等;核工业用于清洗有放射性的设备及零件;医疗行业清洗非一般性的医疗器械;建材业清洗装饰材料表面,进行预处理;化纤行业用于清洗喷丝板、喷丝头、滤芯;食品行业清洗可重复使用的玻璃瓶;维修业用于清洗大批量的零件及发动机系统等。总之,超声波清洗技术已经成为很多工业领域必不可少的清洗方法。
超声波清洗技术

2.超声波清洗原理


超声波清洗机由超声波发生器、电声换能器及清洗箱组成。超声波发生器是一个大功率的信号发生器,是产生电磁振荡信号、提供能量的工作部分;电声换能器的作用是将高频电源的电磁振荡信号能量转换成机械振动的能量而发生超声波。超声波清洗箱就是容纳清洗液及清洗对象的器件,其加工尺寸及外形都需根据具体清洗工艺确定。

超声波清洗作用主要由3个部分组成:超声波本身能量、空穴爆破释放的能量以及超声波对媒液的搅拌作用。超声波本身具有很强的能量,当它在媒液中传播时,能把能量通过传媒质点传到清洗对象表面释放,造成污垢分散剥离。同时超声波在媒液的传播过程中是以正压和负压垂复交替变化的方式向前传播,负压时在媒液中造成微小的真空洞穴,促使媒液中溶解的气体很快释放进入真空洞穴,形成空穴;正压时空穴被绝热压缩以致爆炸,释放巨大的能量,在气泡周围产生10'2~1013Pa压力和局部高温,是以把对象表面的污垢击落,达到清洗效果。超声波对媒液的搅拌作用同时能促进以上两种作用更均匀地进行,加速污垢的剥离,提高清洗效率。
超声波清洗原理

3. 工艺参数的选择


超声波应用清洗时,要达到最佳清洗效果,必须注意以下操作工艺参数的选择。

①功率选择。功率的选择是超声波清洗的主要参数。功率太小,超声波声强太小,达不到清洗效果;功率太大,易使精密零件产生点蚀,减少清洗机寿命。超声波清洗功率选.择一般是0.1~10kW,产强可达0.1~1.0W/cm2

②频率的选择。超声波清洗频率选择一般在20~100kHz。由于目前大力推广水基型清洗,水基型超声波清洗得到广泛应用,一般在15~30kHz,而对于一些特殊清洗对象或特殊清洗要求的可适当提高效率,例如表面有小缝隙、深孔等形状的可适当提高效率。

③温度的选择。清洗液温度对超声波清洗有较大影响。每种媒液都有最佳使用温度,即空化活跃温度。温度太高或过低都会对空穴产生影响。如水基型媒液空化活跃温度为60℃,因此用60℃水做清洗液较为话宜。
 
影响超声波清洗效果除了以上3个方面主要因素外,还·要注意媒液量、流速、清洗对象的位置及清洗配件等因素的影响。一般来说,在清洗过程中。洗媒液液面至少要高于振动子表面100mm以上,且媒液流速不易过快,最好不流动,清洗对象在媒液中上下移动使清洗达到最佳效果。


4. 超声波清洗的特点


超声波清洗技术的特点是:清洗速度快。质量高;适用于表面形状复杂设备、零件等的清洗;降低劳动强度,提高安全性;特定领域超声波清洗技术可实现水基清洗代替溶剂清洗。
近年来,超声波清洗技术发展迅速,根据不同的清洗对象开发出不同的超声波发生器,如用于冷拔钢丝等线材的清洗的管形超声波清洗槽,针对深孔型的棒状超声波清洗器等等。而且技术不断完善并有所拓展,据有关资料介绍,国外已开发出--种高频率超声波清洗技术,频率可达700kHz~1MFHz,能除去1um的污物,并且拓展开发出一种新型超振动清洗技术,可使用20~50Hz频率振动清洗,这种清洗对清洗对象损伤小,可应用于表面脆弱易损伤的清洗对象。
 
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