一、功率的選擇
超聲波清洗效果不一定與(功率×清洗時(shí)間)成正比,有時(shí)用小功率,花費(fèi)很長時(shí)間也沒有清除污垢。而假如功率達(dá)到一定數(shù)值,有時(shí)很快便將污垢往除。若選擇功率太大,空化強(qiáng)度將大大增加,清洗效果是進(jìn)步了,但時(shí)使較精密的零件也產(chǎn)生蝕點(diǎn),得不償失,而且清洗缸底部振動(dòng)板處空化嚴(yán)重,水點(diǎn)腐蝕也增大,在采用三氯乙烯等有機(jī)溶劑時(shí),基本上沒有題目,但采用水或水溶性清洗液時(shí),易于受到水點(diǎn)腐蝕,假如振動(dòng)板表面已受到傷痕,強(qiáng)功率下水底產(chǎn)生空化腐蝕嚴(yán)重,因此要按實(shí)際使用情況選擇超聲功率。
二、頻率的選擇
超聲清洗頻率從28kHz到120kHz之間,在使用水或水清洗劑時(shí)由空穴作用引起的物理清洗力顯然對(duì)低頻有利,一般使用28-40kHz左右。對(duì)小間隙、狹縫、深孔的零件清洗,用高頻(一般40kHz以上)較好,甚至幾百kHz。對(duì)鐘表零件清洗時(shí),用400kHz。若用寬帶調(diào)頻清洗,效果更良好。
三、清洗籃的使用
在清洗小零件物品時(shí),常使用網(wǎng)籃,由于網(wǎng)眼要引起超聲衰減,要特別引起留意。當(dāng)頻率為28khz時(shí)使用10mm以上的網(wǎng)眼為好。
四、清洗液溫度的選擇
水清洗液較為適用的清洗溫度為40-60℃,尤其在天冷時(shí)若清洗液溫度低空化效應(yīng)差,清洗效果也差。因此有部分清洗機(jī)在清洗缸外邊繞上加熱電熱絲進(jìn)行溫度控制,當(dāng)溫度升高后空化易發(fā)生,所以清洗效果較好。當(dāng)溫度繼續(xù)升高以后,空泡內(nèi)氣體壓力增加,引起沖擊聲壓下降,反應(yīng)出這兩因素的相乘作用。
五、清洗液量的多少和清洗零件的位置的確定
一般清洗液液面高于振動(dòng)子表面100mm以上為佳。由于單頻清洗機(jī)受駐波場的影響,波節(jié)處振幅很小,波幅處振幅大造成清洗不均勻。因此較佳選擇清洗物品位置應(yīng)放在波幅處。
六、超聲清洗工藝及清洗液的選擇
在購買清洗系統(tǒng)之前,應(yīng)對(duì)被清洗件做如下應(yīng)用分析:明確被洗件的材料構(gòu)成、結(jié)構(gòu)和數(shù)目,分析并明確要清除的污物,這些都是決定所要使用什么樣的清洗方法,判定應(yīng)用水性清洗液還是用溶劑的先決條件。終極的清洗工藝還需做清洗實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。只有這樣,才能提供合適的清洗系統(tǒng)、設(shè)計(jì)公道的清洗工序以及清洗液??紤]到清洗液的物理特性對(duì)超聲清洗的影響,其中蒸汽壓、表面張力、黏度以及密度應(yīng)為最顯著的影響因素。溫度能影響這些因素,所以它也會(huì)影響空化作用的效率。任何清洗系統(tǒng)必須使用清洗液。
選擇清洗液時(shí),應(yīng)考慮以下三因素:
1、清洗效率:選擇比較有效的清洗溶劑時(shí),一定要做實(shí)驗(yàn)。如在現(xiàn)有的清洗工藝中引進(jìn)超聲,所使用的溶劑一般不必變更;
2、操縱簡單:所使用的液體應(yīng)安全無毒、操縱簡單且使用壽命長;
3、本錢:較為便宜的清洗溶劑的使用本錢并不一定最低。使用中必須考慮到溶劑的清洗效率、安全性、一定量的溶劑可清洗多少工件利用率最高等因素。當(dāng)然,所選擇的清洗溶劑必須達(dá)到清洗效果,并應(yīng)與所清洗的工件材料相容。水為最普通的清洗液,故使用水基溶液的系統(tǒng)操縱簡便、使用本錢低、應(yīng)用廣泛。然而對(duì)某些材料以及污垢等并不適用于水性溶液,那么還有很多溶劑可供選用。
超聲波是一種振動(dòng)頻率高于聲波的機(jī)械波,由換能晶片在電壓的激勵(lì)下發(fā)生振動(dòng)產(chǎn)生的,它具有頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小,特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點(diǎn)。超聲波對(duì)液體、固體的穿透本領(lǐng)很大,尤其是在陽光不透明的固體中,它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會(huì)產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波,碰到活動(dòng)物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。因此超聲波檢測廣泛應(yīng)用在工業(yè)、國防、生物醫(yī)學(xué)等方面。 工作原理
全自動(dòng)超聲波清洗機(jī)原理主要是將換能器,將功率超聲頻源的聲能,并且要轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng),通過清洗槽壁使之將槽子中的清洗液輻射到超聲波。由于受到輻射的超聲波,使之槽內(nèi)液體中的微氣泡能夠在聲波的作用下從而保持振動(dòng)。當(dāng)聲壓或者聲強(qiáng)受到壓力到達(dá)一定程度時(shí)候,氣泡就會(huì)迅速膨脹,然后又突然閉合。在這段過程中,氣泡閉合的瞬間產(chǎn)生沖擊波,使氣泡周圍產(chǎn)生1012-1013pa的壓力及局調(diào)溫,這種超聲波空化所產(chǎn)生的巨大壓力能破壞不溶性污物而使他們分化于溶液中,蒸汽型空化對(duì)污垢的直接反復(fù)沖擊。一方面破壞污物與清洗件表面的吸附,另一方面能引起污物層的疲勞破壞而被駁離,氣體型氣泡的振動(dòng)對(duì)固體表面進(jìn)行擦洗,污層一旦有縫可鉆,氣泡立即“鉆入”振動(dòng)使污層脫落,由于空化作用,兩種液體在界面迅速分散而乳化,當(dāng)固體粒子被油污裹著而粘附在清洗件表面時(shí),油被乳化、固體粒子自行脫落,超聲在清洗液中傳播時(shí)會(huì)產(chǎn)生正負(fù)交變的聲壓,形成射流,沖擊清洗件,同時(shí)由于非線性效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生聲流和微聲流,而超聲空化在固體和液體界面會(huì)產(chǎn)生高速的微射流,所有這些作用,能夠破壞污物,除去或削弱邊界污層,增加攪拌、擴(kuò)散作用,加速可溶性污物的溶解,強(qiáng)化化學(xué)清洗劑的清洗作用。由此可見,凡是液體能浸到且聲場存在的地方都有清洗作用,其特點(diǎn)適用于表面形狀非常復(fù)雜的零件的清洗。尤其是采用這一技術(shù)后,可減少化學(xué)溶劑的用量,從而大大降低環(huán)境污染