超声波清洗机应用常识

 

 

一 超声波清洗机的原理：

    液体中存在无数的微小气泡，当液体被20khz以上的超声波冲击，声压达到一定值时，液体中的微小气泡（空化核）被正和负的压力交替作用，迅速增长后突然闭合，在闭合时瞬间产生激波，在其周围产生上千万个大气压力，这局部的压力足以使分子内的化学键断裂，它的特征是反应能力高，而且存在的时间很短（一般在10-4—10-6秒左右）它能使化学反应较易进行。当气泡裂开时产生的冲击波作用于工件上，使工件上的附着物（污垢）得到剥离。这是超声波的空化作用，气泡还能“钻入”裂缝作振动，从而对具有复杂结构或者有孔洞的物件清洗产生的作用。能够使清洗时间得到大幅度德量的缩短，同时清洗的质量也得到提高。

二 超声波清洗机频率的选择：

    超声空化阀值和超声波的频率有密切关系，频率越高，空化阀越高。换句话说，频率低，空化越容易产生，而且在低频情况下液体受到的压缩和稀疏作用有更长的时间间隔，使气泡在崩溃前能生长到较大的尺寸，增高空化强度，有利于清洗作用。所以低频超声清洗适用于大部件表面或者污物和清洗件表面结合度高的场合。但易腐蚀清洗件表面，不适宜清洗表面光洁度高的部件，而且空化噪音大。40 khz左右的频率，在相同声强下，产生的空化泡数量比频率为20khz时多，穿透力较强，宜清洗表面形状复杂或有盲孔的工件，空化噪音较小，但空化强度较低，适合清洗污物与被清洗件表面结合力较弱的场合。高频超声清洗适用于计算机，微电子元件的精细清洗；兆赫超声清洗适用于集成电路芯片、硅片及波薄膜的清洗，能去除微米、亚微米级的污物而对清洗件没有任何损伤。因此从清洗效果及经济性考虑，频率一般选择在20—130khz范围，当然正确选择频率至关重要，而具体合适的工作频率的选取需要做一定的实验取得。

三 超声波清洗机功率的选择：

    声强增加时，空化泡的Zui大半径与起始半径的比值增大，空化强度增大，即声强愈高，空化愈强烈，有利于清洗作用。但不是声功率越大越好，声强过高，会产生大量无用的气泡，增加散射衰减，形成声屏障，同时声强增大也会增加非线性衰减，这样都会削弱远离声源地方的清洗效果，同时清洗机底部振动板金属空化严重，水点腐蚀也增大，如果振动板表面已受到空化腐蚀，强功率下水底产生空化腐蚀更严重，造成设备寿命降低；但超声波清洗功率选择小了，花费很长时间也没有清除污垢，也是不可取的。因此要按实际使用情况选择超声功率。一般我们将声功率（声强）定为1?5w/cm左右。

四 液位如何确定：

    如果在振动板表面产生波纹状的空化现象，超声波就不能有效的进入液体中，从而振动板表面就会被损坏，缩短使用寿命，这时候如果稍微改变液体的深度，液体中就能有效的发生空化。一般超声波清洗距离为500mm,但也不能太低，Zui低在离振板100mm以上。由于单频清洗机受驻波场的影响，波节处振幅很小，波幅处振幅大造成清洗不均匀。因此我们可以使工件在清洗槽中来回上下移动，使其均匀的清洗。

五 清洗时间：

    根据需去除的污垢不同，我们将单次清洗的时间或节拍定为3--10分钟，根据需清洗产品特性、数量等参数，我们可以设置多个清洗槽，使不同的清洗液以达到快速、大规模的生产目的。

六 清洗篮或工装：

    清洗的另一个考虑因素是清洗件放置的篮或工装。清洗件在清洗槽内时，无论清洗件还是清洗篮都不得触及槽底。清洗件总的横截面积不应超过槽横截面积的70%。橡胶以及非刚化塑料会吸收超声波能量，故将此类材料用于工装时应谨慎。绝缘的清洗件也应引起特别注意。清洗篮或工装设计不当，或所盛工件太多，纵使得超声清洗系统的效率也会被大大降低。钢网、钩子、架子以及烧杯都可用来支持清洗件。可以设计成固定的、旋转的、可提拉的等方式。一个好的清洗篮或工装在设备当中非常重要，它是我们在设计过程中需要足够重视的环节。

七 清洗剂或清洗液：

    Zui廉价的清洗溶剂的使用成本并不一定Zui低。使用中必须考虑到溶剂的清洗效率、安全性、利用率、回收率、环保等因素。清洗过程中，超声波系统、浸、喷射、刷洗等方式是物理清洗，一定要配合各类清洗液或溶剂等化学清洗方式。水为Zui普通的清洗液，故使用水基溶液的系统操作简便、使用成本低、应用广泛。然而某些材料以及污垢等并不适用于水性溶液，那么还有很多溶剂可供选用。考虑到清洗液的物理特性对超声清洗的影响，其中蒸汽压、表面张力、粘度以及密度应为Zui显著的影响因素。温度能影响这些因素，所以它也会影响空化作用得着效率。任何清洗系统必须使用清洗液。清洗液、溶剂的选择可以同专业的制造厂咨询，根据产品的特性调配出相应的清洗液。

八 清洗液温度：

    水基清洗液Zui适合的清洗温度为40-60。c，尤其在天冷时若清洗液温度低空化效应差，清洗液的化学反应也慢，清洗效果变差。因此需在清洗槽内加装发热器件，一般中小型的清洗槽采用电热管的方式加热，大型的清洗槽可采用柴油燃烧机、锅炉、其它工业余热的方式加热，并需对温度进行控制。当温度升高后空化易发生，所以清洗效果好。当温度继续升高以后，空泡内气体压力增加，引起冲击声压下降，效果也会减弱。有机溶剂清洗液则要接近于沸点的温度来清洗。

九 超声波清洗工艺的确定：

    在购买清洗设备之前，应对被清洗件做如下分析：明确清洗件的材料构成、结构和数量，以及现有场地条件，分析并明确要清除的污物，判断应用水性清洗液还是溶剂清洗。清洗大量污垢的零件一般要采用浸、喷射、蒸汽、刷洗等方法进行预清洗。在清除了大部分污垢之后，再用超声清洗余下的污垢，会取得较好的效果。如果清洗小物件及形状复杂的物品（零件）时，采用清洗网或者使清洗物旋转，边振动边用超声辐射，能得到均匀清洗。所以正确的选择清洗工艺，是您定制设备过程中重要的一环扣一环。

十 超声波清洗一般流程：

    热浸洗 → 超声波粗洗 → 超声波精洗 → 超声波漂洗 → 压缩空气吹干 → 热风烘干等过程。

十一 影响超声波清洗效果的因素主要有以下几种：

    1 超声波功率密度：功率密度越高,空化效果越强，清洗效果越好,清洗速度越快。对于难清洗的工件宜采用大功率密度，对于精密工件宜采用小功率密度。

    2 超声波频率:频率越低,空化越好,频率越高,折反射效果越好。对于简单表面宜采用低频，对于复杂表面及深孔盲孔宜采用高频。 （20khz/28khz/40khz/80khz/0.8mhz）

    3 清洗温度:超声波在40℃～50℃时空化。温度越高，越有利于污物分解，但当温度达到70℃～80℃以后，便影响超声波发挥作用，降低清洗效果。

    4 清洗时间:清洗时间越长效果越好，特殊材料除外。

    5 清洗溶液（介质）的种类:根据对象不同，选择不同的参数，以达到的清洗效果。

十二 超声波清洗应用范围：

    主要应用于机械、电子、光学、医药、电镀、涂装及真空镀膜前处理等行业。特别适用于表面形状复杂的零件，如对精密工件上的狭缝、凹槽、深孔、肓孔的清洗，同时能够清洗掉零件表面油污、锈蚀及氧化皮。特别对制药行业各种玻璃制器及内外科器械的清洗效果Zui为理想，不仅能达到清洗的目的，还能对玻璃器皿内外壁附着的各种微生物、病菌起到粉碎作用，达到清洗消毒灭菌的作用。

 

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烟台共进超声波设备   仅供参考！！