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超声波清洗机原理与清洗的特点

超声波清洗原理与工艺分析,超声波清洗机,超音波清洗机,超声波设备,超声波的清洗效果取决于超声波清洗工艺的正确选用。为此,对一些工艺参数(如超声波频率、超声波功率密度、超声波清洗时间)、被清洗件的放置、对清洗液的要求及其配方等作一简要分析。
  (一)超声波频率
  在超声波清洗中,首先要正确选用超声波的频率。超声波频率是起决定性作用的工艺参数,因为它对空化作用有直接的影响。超声波频率越低,超声空化作用越强,清洗效果也比较理想,但噪音较大。故一般采用的超声波频率为20千赫左右,此时的空化作用强,清洗效果也比较好。
  对于表面光洁度较高的零件以及具有较小直径的孔类零件,宜采用波长较短、能量较集中的高频超声波清洗。但高频的超声振动在清洗液中衰减较大、作用距离较短、空化强度较弱,因而清洗效率也较低。此外,还由于高频超声波的方向性所产生的"阴影",会造成被清洗件的某些部位清洗不到的现象。
  在使用无频率跟踪的超声波清洗机时,需经常调节超声波发生器的"频率调节"旋钮,以便使其输出信号的频率与换能器的固有频率始终保持一致,从而达到空化作用强、清洗效果好的目的。
  (二)超声波功率密度
  超声波清洗中,清洗效果是随着超声波功率密度增加而提高的。但过高的功率密度会由于空化作用过份强烈而引起被清洗件表面的浸蚀(即所谓空化腐蚀),从而使被清洗件表面受到损伤。这种现象尤其对工件上的各种镀层以及铝合金件更为突出。为此,对于油污程度严重、形状复杂、有深孔和盲孔的被清洗件,以及在清洗槽较深、清洗液粘度较大时,可选用较大的功率密度。高频超声波清洗时,功率密度也可以选大一些,以抵消其衰减大、作用距离短的弱点。若在粘度较小的清洗液中进行漂洗时,则超声波功率密度可以选小一些。
  (三)清洗时间
  超声波清洗的效果和质量与超声波清洗的时间有关。清洗时间太短会达不到清洗的质量要求;但清洗时间过长,不仅降低工效,而且由于超声波对被清洗件表面的空化腐蚀作用而影响了零件的表面质量。
  油污程度严重、形状复杂的零件清洗时间宜略长一些;具有各种镀层的零件、铝及铝合金件的清洗时间应短些;表面光洁度较高的零件,一般情况下油污会相对少一些,此时清洗时间也不宜过长。
  对于不同件的具体清洗时间应通过试洗确定之。
  (四)被清洗件的放置及清洗方式
  常用的超声波清洗方式是将被清洗件放在清洗槽内清洗液中进行清洗,这主要适用于一般中、小型零件。对于外形尺寸较大的大型零件,可采用局部清洗方式。即将被清洗件部分浸入清洗液中进行清洗,待清洗完毕后再将尚未清洗的部位浸入清洗液中继续清洗,依次直至完全洗遍。对于能在清洗槽中放下的大型零件(如曲轴),则可采用浸没式换能器进行超声波清洗。
  对于油污程度严重的零件,可先加热浸洗或冲洗,然后再采用超声波清洗。这样可以提高清洗效率和降低清洗成本。
  对于几何形状比较复杂(如有大小不等的孔穴、凹角等)的零件,则可采用多种频率的超声波清洗,即分别在几种不同的超声波频率下进行清洗。
  对于要求严格的工件,可采用几种不同配方的清洗液,分槽依次进行超声波清洗。若使用水溶性清洗液(如碱性清洗液和金属清洗剂清洗液)进行清洗,则后应用热水对工件进行漂洗。
  在同一清洗槽内,超声波的空化强度并不是均匀相等的。就清洗槽的垂直方向而言,分为空化强烈区和不强烈区。空化强烈区与不强烈区相间,超声波清洗时,应将被清洗件置于空化强烈区内,以便获得较好的清洗效果。若工件较大,则可在清洗时使工件作缓慢的移动。空化强烈区内,越接近超声源,空化强度越高。为此,超声波清洗时,应使被清洗件尽可能地接近超声源。若被清洗件离开超声源太远,则超声波的部分能量将被清洗液所吸收。
  对于那些精度较高的零件,在超声波清洗过程中,为了使它们彼此不至相互撞击而破坏工件的表面精度,应制备一些形状简单的挂具放在清洗槽内,以吊挂各种被清洗件。这样做还可防止工件直接压放在清洗槽底的辐射面上。
  对于小型零件,超声波清洗时,应将它们集中于清洗筐内,然后放入清洗槽中。清洗筐的网眼应尽可能大些(以零件不至于掉落为限),因为清洗筐的网眼越小,超声波能量的衰减越大。

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