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超聲波清洗原理

作者: 時(shí)間:2011-07-19 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

超聲波在超聲波在本質(zhì)上和聲波是一樣的,都是機(jī)械振動(dòng)在彈性介質(zhì)中的傳播過程,超聲波和聲波的區(qū)別僅在于頻率范圍的不同。聲波是指人耳能聽到的聲音,一般認(rèn)為聲波的頻率在20~20000赫范圍內(nèi),而振動(dòng)頻率超過20千赫以上的聲波則稱為超聲波。超聲波中振動(dòng)頻率在100千赫以下的稱為低頻超聲波;振動(dòng)頻率在100千赫以上到數(shù)十兆赫的稱為高頻超聲波。用于清洗的超聲波所采用的頻率為20~400千赫,屬于低頻及高頻超聲波的范圍。
超聲波清洗時(shí),在超聲波的作用下,機(jī)械振動(dòng)傳到清洗槽內(nèi)的清洗液中,使清洗液體內(nèi)交替出現(xiàn)疏密相間的振動(dòng),液體不斷受到拉伸和壓縮。疏的地方受到拉伸,形成微氣泡(空穴);密的地方受到壓縮。由于清洗液內(nèi)部受超聲波的振動(dòng)而頻繁地拉伸和壓縮,其結(jié)果使微氣泡不斷地產(chǎn)生和不斷地破裂。微氣泡破裂時(shí),周圍的清洗液以巨大的速度從各個(gè)方向伸向氣泡的中心,產(chǎn)生水擊。這種現(xiàn)象可以通過肉眼直接觀察到,即在清洗液中可以看到有劇烈活動(dòng)的氣泡,而且清洗液上下對流。此時(shí)若將手指浸入清洗液中,則有強(qiáng)烈針刺的感覺。上述這種現(xiàn)象稱為超聲空化作用。
超聲清洗就是利用了空化作用的沖擊波,其清洗過程中由下列四個(gè)因素作用所引起。
(1)因空泡破滅時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊波,污垢層在沖擊波的作用下被剝離下來,即分散及脫落。
(2)因空化現(xiàn)象產(chǎn)生,由沖擊形成的污垢層與表面之間的間隙和空隙滲透,由于這種小氣泡與聲壓同步膨脹,收縮,產(chǎn)生像剝皮那樣的物理力重復(fù)作用于污垢層,污垢一層層被剝開,小氣泡再繼續(xù)向前推進(jìn),直到污垢層被剝下為止。這就是空化二次效應(yīng)。
(3)超聲清洗中清洗液的超聲振動(dòng)本身對清洗的作用力
(4)清洗劑也溶解了污垢,產(chǎn)生乳化分散的化學(xué)力。
(5)空化閡與介質(zhì)的粘滯性有關(guān),粘度大,表面張力大,空化閡高。
(6)空化閡與液體含氣量有關(guān),含氣量越少,空化閡越高。
(7)空化閡與清洗液溫度有關(guān),清洗液溫度升高,對空化有利。但清洗液溫度過高時(shí),氣泡中蒸氣壓增大,因在氣泡閉合期增強(qiáng)了緩沖作用而使空化減弱。而溫度還與清洗液的溶解度有關(guān)。對于水清洗液較適宜的溫度約為60度。
  在超聲空化作用一定時(shí)間后,被清洗件上的污垢逐漸脫落(當(dāng)然也有清洗液本身的作用在內(nèi)),這就是超聲波清洗的基本原理。
較長時(shí)間的超聲空化作用,會(huì)使被清洗件表面的基體金屬有一定程度的剝落,這稱為空化的浸蝕作用。
超聲沖擊波能在液體中產(chǎn)生微沖流,具有攪拌作用。在不相溶的兩相液體中,微沖流能促使兩液相面加速互相分散,具有乳化作用。
超聲空化的產(chǎn)生是依附于空化核進(jìn)行的,而被清洗件表面的縫隙正好是空化核的中心。
總之,超聲波清洗是超聲空化作用、浸蝕作用、攪拌作用、乳化作用及空化核作用的綜合表現(xiàn)。其中空化作用在超聲波清洗中是起主要作用的,它能破壞污垢微粒在被清洗件表面的粘附狀態(tài)。再加上微沖流的作用,使清洗液產(chǎn)生振動(dòng)和攪拌,將污垢從被清洗件表面清除干凈。而乳化作用則使清洗下來的油污很快地分散、乳化在清洗液中。
應(yīng)當(dāng)指出,超聲波清洗過程中,除了超聲波的上述作用外,還有所采用的清洗液的浸潤、浸透、乳化、分散及溶解等作用,其結(jié)果必然大大加速清洗過程,提高清洗效果。

4. 超聲波清洗效果及相關(guān)參數(shù):
a.清洗介質(zhì):采用超聲波清洗,一般有兩種清洗劑:化學(xué)清洗劑和水基清洗劑。清洗介質(zhì)是化學(xué)作用,而超聲波清洗是物理作用,兩種作用相結(jié)合,以對物體進(jìn)行充分、徹底的清洗。
b. 功率密度:超聲波的功率密度越高,空化效果越強(qiáng),速度越快,清洗效果越好。單對于精密的、表面光潔度甚高的物體,采用長時(shí)間的高功率密度清洗會(huì)對物體表面產(chǎn)生“空化”腐蝕。
c. 超聲波頻率: 超聲波頻率越低,在液體中產(chǎn)生空化越容易,作用也越強(qiáng)。頻率高則超聲波方向性強(qiáng),適合于精細(xì)的物體清洗。
d. 一般來說,超聲波在30oС~40oС時(shí)空化效果最好。清洗劑則溫度越高,作用越顯著。通常實(shí)際應(yīng)用超聲波清洗時(shí),采用30oС~60oС的工作溫度。
5.超聲波清洗特點(diǎn):
1)、  清洗效果好  
就清洗方式而言,運(yùn)用于工業(yè)清洗的清洗方式一般為手工清洗,有機(jī)溶劑清洗,蒸汽氣相清洗,高壓水射流清洗和超聲波清洗。不論工件形狀多么復(fù)雜,將其放入清洗液內(nèi),只要是能接觸到液體的地方,超聲波的清洗作用都能達(dá)到。尤其是對于形狀和結(jié)構(gòu)復(fù)雜、手工及其它清洗方式不能完全有效地進(jìn)行清洗的工件,具有顯著的清洗效果。清洗時(shí)液體內(nèi)產(chǎn)生的氣泡非常均勻,工件的清洗效果也非常均勻一致。超聲波清洗可根據(jù)不同的溶劑達(dá)到不同的效果,如 :除油、除銹或磷化,配合清洗劑的使用,加速污染物的分離和溶解,可有效防止清洗液對工件的腐蝕。
2)、 清洗成本低  
在所有清洗方式中,清洗成本大體可分為:設(shè)備成本和消耗成本。超聲波清洗設(shè)備使用壽命約為十年,除設(shè)備購置成本高于手工清洗和有機(jī)堿性溶劑刷洗外,低于氣相清洗和高壓水射流清洗,對于消耗成本,以功率為1KW,價(jià)格約為1萬元的超聲波清洗機(jī)為例,工作一小時(shí),耗電1度,費(fèi)用約為0.5元,堿性金屬清洗劑1公斤,價(jià)格約為20元,可反復(fù)使用20-50個(gè)小時(shí)(根據(jù)污染程度而定),相當(dāng)于0.4-1元/小時(shí),而一般工件清洗時(shí)間僅為3-15分鐘即可,且一次清洗可對一定數(shù)量及體積的工件同時(shí)清洗,因此對于消耗成本而言,采用超聲波清洗,不僅清洗效果最好,而且清洗成本相當(dāng)于不到0.04元/件,還不算節(jié)省的勞動(dòng)力成本,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他各類清洗方法。
3)、超聲波清洗與其他清洗方法的比較:
清洗方法
吹式清洗
浸潤式清洗
蒸氣式清洗
刷子清洗
超聲清洗
殘留物%
86
70
65
8
0.5

4) 超聲波清洗還可有效地降低污染,減少有毒溶劑對人類的損害, 有清洗潔凈度高、清洗速度快等。
超 聲 波 設(shè) 備 的 組 成
  標(biāo)準(zhǔn)超聲波清洗設(shè)備由三部分組成:超聲波發(fā)生器(又稱超聲波電源)、換能器及其它的輔助系統(tǒng)。超聲波發(fā)生器將工頻電轉(zhuǎn)變成 28KHZ以上的高頻電信號,通過電纜輸送到換能器上。一般超聲波換能器是固定在清洗槽的底板上,清洗槽內(nèi)裝滿了液體,當(dāng)換能器被加上高頻電壓后,它的壓電陶瓷元件在電場作用下便產(chǎn)生縱向振動(dòng)。超聲波換能器(又稱聲頭)是一種高效率的換能元件,能將電能轉(zhuǎn)換成強(qiáng)有力的超聲波振動(dòng),在產(chǎn)生超聲波振動(dòng)時(shí),仿佛是一個(gè)小的活塞,振幅很小,約只有幾微米。但這個(gè)振動(dòng)加速度很大(幾十至幾千個(gè)g);槽上具有許多個(gè)換能器,施加相同的頻率及相位的電能時(shí),就合成了一個(gè)巨大的活塞進(jìn)行往復(fù)振動(dòng),這種振動(dòng)的現(xiàn)象,就是平時(shí)我們所說的超聲波。以下是超聲波的組成部分說明:
(1)換能器:采用特種鋯酸鈦酸鉛(PZT)壓電陶瓷片組成的三明治式的振動(dòng)頭具有效率高、壽命長、不易發(fā)生故障的優(yōu)點(diǎn)。換能器采用特種耐高溫、耐振動(dòng)、高粘度的樹脂膠輔以特殊的方法加以固定絕不脫落,且可耐受100℃~150℃的高溫
(2)超聲波發(fā)生器(電源):采用功率MOS管超聲波發(fā)生器,電路先進(jìn),結(jié)構(gòu)完整,輔以靈敏可靠的集成控制系統(tǒng),保證了超聲波清洗機(jī)在各種負(fù)載下穩(wěn)定工作。發(fā)生器體積小巧,外觀新穎,操作十分簡便,產(chǎn)品質(zhì)量及技術(shù)水準(zhǔn)可與國外同類產(chǎn)品相媲美,一經(jīng)推出便受到了同行的重視,更得到了廣大用戶的歡迎。各種超聲波發(fā)生器可獨(dú)立工作,亦可多組并聯(lián)使用,以完成大規(guī)模清洗工程。維修簡單,若有一組發(fā)生故障時(shí),不影響其它各組的工作,此點(diǎn)對于生產(chǎn)線來說,更為重要。機(jī)箱內(nèi)裝有散熱風(fēng)扇施行強(qiáng)制冷風(fēng),確保長期工作的安全性。
(3)加熱及溫度控制系統(tǒng):加熱器采用鑄鋁加熱片,可耐酸堿,壽命長。加熱的目的是將清洗劑加熱以增加清洗機(jī)的洗滌效果,溫度自動(dòng)控制,可在適當(dāng)范圍內(nèi)隨意調(diào)整
(4) 清洗槽:清洗槽采用SU304不銹鋼經(jīng)氬弧焊焊制而成,槽體上設(shè)置有排渣檢修口、保溫隔聲層等
(5)槽液循環(huán)過濾系統(tǒng):在該系統(tǒng)中設(shè)有過濾器,對槽液進(jìn)行動(dòng)態(tài)過濾,以維持槽液的清潔度。當(dāng)工件出槽,經(jīng)過過濾的液體流經(jīng)槽體上部的噴淋環(huán)節(jié)對工件進(jìn)行一次沖洗,以便沖掉工件出槽,以避免其對下道槽液造成污染 。
(6)輸送系統(tǒng):根據(jù)被清洗工件的形狀、體積、批量等確定超聲波清洗機(jī)的輸送方式及控制方式。典型的輸送方式有——懸鏈、網(wǎng)帶、雙鏈、步進(jìn)、電葫蘆、自行葫蘆、滾筒、轉(zhuǎn)盤、龍門架、機(jī)械手、吊籃、推盤等等。
(7)噴淋漂洗系統(tǒng):根據(jù)被清洗工件的表面狀況,有的清洗機(jī)配備噴淋漂洗工序,將超聲波清洗和噴淋清洗有機(jī)地結(jié)合起來。
   (8)烘干系統(tǒng):根據(jù)被清洗工件的狀況,有的清洗機(jī)配備烘干系統(tǒng),烘干系統(tǒng)主要由加熱器、風(fēng)機(jī)、吹風(fēng)噴嘴等組成,溫度自動(dòng)控制。
超聲波設(shè)備的應(yīng)用
7、清洗應(yīng)用表

行業(yè)部門
清洗產(chǎn)品分類
可清除主要附著物
主要清洗液
電子、電氣工業(yè)機(jī)器另部件
繼電器、開關(guān)、印制電路板、電位器、真空管另件、半導(dǎo)體元件、硅片、電容器、照相機(jī)快門等。
銹、氧貨物、鹽、手垢、塵;印制板油墨、焊料、油質(zhì)防腐劑、石臘、磨料、染料。土。
使用有機(jī)性清洗液、三氯乙烯、氟、乙醇、丙酮;堿性清洗液、中性、酸性清洗液、水。
玉石加工、鐘表、光學(xué)、機(jī)械等精密工業(yè)
儀器、儀表、鐘表字盤、另部件;齒輪、彈簧、軸承、寶石、透鏡、眼睛架、貴金屬裝飾品
涂料、噴漆、油脂、復(fù)合物、玻璃纖維;
染料、塑料殘留物
有機(jī)性清洗液(三氯乙烯,氟溶液);
堿性清洗劑、中性清洗液
汽車業(yè)
氣門、點(diǎn)火栓、氣化栓、燃料泵、蓄電池電極、活塞環(huán)、機(jī)器操縱盤另件、摩托車和汽車油箱
油、油脂、防腐劑、機(jī)械切屑、塑料殘留物、研磨磨料、玻璃纖維、塵埃、石墨、焦油
有機(jī)性清洗液(三氯乙烯等)、輕油、堿性清洗液
橡膠工業(yè)
手套、帶、輪胎、外科醫(yī)用橡膠手套
指紋、塵埃、染料、防腐劑、墨跡、塑料殘留物、橡膠殘?jiān)?
堿性、中性及酸性清洗液
奶酪、釀造業(yè)
瓶子、蓋、烹調(diào)器具、料理盤碟
食物殘留物,指印、塵土、染料、蛋白、標(biāo)簽印刷上彩前的墨跡;油脂、硅油
堿性、中性清洗液;
有機(jī)清洗液
航空工業(yè)
燃料油過濾器、燃料儀器、儀器儀表、注入噴咀、流量控制設(shè)備、機(jī)械控制設(shè)備用的另件、水力水壓系列產(chǎn)品
氧化物、塵土、切屑、油類、油脂、磨粉、防腐劑;銹、碳、水垢
有機(jī)清洗液、輕油;焦油分離劑酸堿清洗液
印刷業(yè)
旋轉(zhuǎn)機(jī)、金屬板
墨跡、指紋、油、染料
輕油、有機(jī)性清洗液
公共事業(yè)、電力、煤氣、新聞通訊
路燈、燃料油表、電力計(jì)、燈泡、軟片、電傳機(jī)、絕緣子。
墨跡、油、塵土、紗屑、銹、泥、接觸海水的鹽分
有機(jī)性清洗劑、輕油、酸堿性清洗液
原子能工業(yè)及研究院所
控制棒、燃料泵、鋁管類、容器、玻璃、分析試料
放射能量粒子、塵埃、硅油、油脂
堿性、中性清洗液、純水。有機(jī)性清洗液、乙醇、丙酮等
醫(yī)療、醫(yī)研
注射器、手術(shù)機(jī)械、吸量管、玻璃容器、食道鏡、齒科機(jī)械、直腸鏡、方向鏡、顯微鏡用試料玻璃
血液、凝膠體、指紋、料理物殘留物、蛋白(卵白)、混入血液中的污垢
堿性、中性清洗液、純水
金融機(jī)關(guān)
圖章、標(biāo)簽、號碼機(jī)、高級陶瓷、金銀制品
手垢、塵土、指紋、印泥、糊狀物、膠、紗屑
中性、堿性清洗液
機(jī)械工具、
五金制品
電鍍件前后處理、各種小五金件、絲桿、噴咀、齒輪、夾具、固定裝置用附件、彈簧、氣門、游標(biāo)卡尺等工量具
磨料、鐵屑、防銹劑、復(fù)合物、切削油、冷卻油、研磨油;塵土、拋光、氧化物
有機(jī)清洗液、復(fù)合劑、氟溶劑、輕油、乙醇系列;堿性、中性清洗液
應(yīng)用例舉如下:  
1).電鍍前處理  
電鍍工藝,對工件表面清潔度要求較高,而超聲波清洗技術(shù)是能達(dá)到此要求的理想技術(shù)。利用超聲波清洗技術(shù),可以替代溶劑清洗油污 ;可以替代電解除油;可以替代強(qiáng)酸浸蝕去除碳鋼及低合金鋼表面的鐵銹及氧化皮。近年來諸多電鍍廠商采用超聲波清洗技術(shù)設(shè)備,替代電鍍線原有的酸堿處理工位獲得成功,使電鍍件質(zhì)量及產(chǎn)量較原來有更大提高,并改善了生產(chǎn)環(huán)境?! ?
冷軋鋼板表面一般有油、污或少量鐵銹,要洗干凈比較容易,但經(jīng)一般方法清洗后,工件表面仍殘留一層非常細(xì)薄的浮灰,影響后續(xù)加工質(zhì)量,有時(shí)不得不再采用強(qiáng)酸浸泡的辦法去除這層浮灰。而采用超聲波清洗并適當(dāng)?shù)那逑匆海煞奖憧旖莸貙?shí)現(xiàn)工件表面徹底清潔,并使工件表面具有較高的活性,有時(shí)甚至可以免去電鍍前酸浸活化工序。
傳統(tǒng)的辦法是采用鹽酸或硫酸浸泡清洗。如采用超聲波綜合處理技術(shù),可以快捷地在幾分鐘內(nèi)同時(shí)去除工件表面的油、銹、并避免了因強(qiáng)酸清洗伴隨產(chǎn)生的氫脆問題。  
2).制藥工業(yè)  
超聲波清洗技術(shù)經(jīng)過眾多制藥企業(yè)的應(yīng)用而得到廣泛使用,特別是對西林瓶、口服液瓶、安瓶、大輸液瓶的清洗以及對丁基膠塞、天然膠塞的清洗方面,已經(jīng)得到首肯。對于瓶類的清洗,是用超聲波清洗技術(shù)代替原有的毛刷機(jī),它經(jīng)過翻轉(zhuǎn)注水、超聲清洗、內(nèi)外沖洗、空氣吹干、翻轉(zhuǎn)等流程而實(shí)現(xiàn)的?! ?
3).濾芯  
無論何種用途的過濾器,使用一段時(shí)間后,都會(huì)由于雜質(zhì)而造成通透性降低而報(bào)廢,普通濾芯價(jià)格較低還可以,但對于化纖行業(yè),一只進(jìn)口濾芯,價(jià)格近萬元,棄之實(shí)在可惜。若用超聲波濾芯清洗機(jī),采用聚能型超聲波清洗機(jī),它可把1KW以上的能量集中在200×20mm2的輻射面上,超聲強(qiáng)度大,能夠快速將堵塞物去除。。適用于PP綿濾芯、活性炭濾芯、中空纖維濾芯陶瓷膜濾芯?!?
4).金屬  
眾所周知,金屬棒材經(jīng)擠壓成絲后,金屬絲的外部往往有一層碳化膜和油,用酸清洗或其它清洗方法,很難讓污物去除(尤其整盤絲),超聲波洗絲機(jī)是根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要而設(shè)計(jì)的一種連續(xù)走絲,高效清洗設(shè)備,粗洗部分由清洗液儲(chǔ)槽、換能器、循環(huán)泵、過濾器及配套管道系統(tǒng)組成,金屬絲經(jīng)超聲波粗洗精洗后,再經(jīng)過吹干,從而完成整個(gè)清洗過程。整套設(shè)備集成控制,簡潔、方便、效果好,廣泛用于鉭絲、鎢絲、鉬絲、鈮絲、銅絲(絕緣漆涂覆前)等其它金屬絲?! ?
5.)日常生活清洗  
日常生產(chǎn)中,眼鏡、首飾都可以用超聲波進(jìn)行清洗,速度快,無損傷,大型的賓館、飯店用它清洗餐具,不僅清洗效果好,還具有殺滅病毒的作用。
6) 其他:
超聲攪拌:加快溶解,提高均勻度,加快物理化學(xué)反應(yīng),防止過腐蝕,加速油水乳化,如:
溶劑染料混合,超聲磷化等。
超聲凝聚:加速沉淀,分離,如:種子浮選,飲料除渣等。
超聲殺菌:殺滅細(xì)菌及有機(jī)污染物,如:污水處理,除氣等。
超聲粉碎:降低溶質(zhì)顆粒度,如:細(xì)胞粉碎,化學(xué)檢測等。
超聲封孔:排除間隙氣體,提高整體密度,如:工件浸漆等
超聲波清洗技術(shù)在以上和其它領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛,甚至應(yīng)用到日常生活中清洗金銀首飾、酒店餐飲具等,大大提高了工作效率和清洗質(zhì)量。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,超聲波清洗技術(shù)將被更普遍地應(yīng)用在生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域。
選用超聲波清洗設(shè)備時(shí)要考量的問題
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。而如果功率達(dá)到一定數(shù)值,有時(shí)很快便將污垢去除。若選擇功率太大,空化強(qiáng)度將大大增加,清洗效果是提高了,但這時(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),基本上沒有問題,但采用水或水溶性清洗液時(shí),易于受到水點(diǎn)腐蝕,如果振動(dòng)板表面已受到傷痕,強(qiáng)功率下水底產(chǎn)生空化腐蝕更嚴(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
?? 超聲清洗頻率從十幾 kHz 到 100kHz 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低頻有利,一般使用 15-40kHz 左右。對小間隙、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,要特別引起注意。當(dāng)頻率為 28khz 時(shí)使用 10mm 以上的網(wǎng)眼為好。當(dāng)然有時(shí)清洗是不是采用籃子,而是采用掛、夾等方式(如光電鏡片等),是以不同工件的清洗治具也不同,要專門制作。
四、清洗液溫度的選擇
?? 水清洗液最適宜的清洗溫度為 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、關(guān)于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。因此最佳選擇清洗物品位置應(yīng)放在波幅處。
六、超聲波清洗工藝及清洗液的選擇
在購買清洗系統(tǒng)之前,應(yīng)對被清洗件做如下應(yīng)用分析: 明確被洗件的材料構(gòu)成、結(jié)構(gòu)和數(shù)量, 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,判斷應(yīng)用水性清洗液還是用溶劑的先決條件。最終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)合理的清洗工序以及清洗液??紤]到清洗液的物理特性對超聲清洗的影響,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)考慮以下三個(gè)因素:
1 .清洗效率:選擇最有效的清洗溶劑時(shí),一定要做實(shí)驗(yàn)。如在現(xiàn)有的清洗工藝中引入超聲,所使用的溶劑一般不必變更;
2 .操作簡單:所使用的液體應(yīng)安全無毒、操作簡單且使用壽命長;
3 .成本:最廉價(jià)的清洗溶劑的使用成本并不一定最低。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)操作簡便、使用成本低、應(yīng)用廣泛。然而對某些材料以及污垢等并不適用于水性溶液,那么還有許多溶劑可供選用。
。主要清洗工藝流程如下:
1) 浸洗或噴洗:目的是將工件上的污染物軟化、分離、溶解,并減輕下道清洗工序的負(fù)荷。
2)超聲波清洗:利用超聲波產(chǎn)生的強(qiáng)烈空化作用及振動(dòng)將工件表面的污垢剝離脫落,同時(shí)還可將油脂性的污物分解、乳化,
3)冷漂洗:利用流動(dòng)的凈水將已脫落但尚浮在工件表面上污物沖洗干凈。
4)聲波漂洗:溶劑為干凈的清水,工件浸入后,利用超聲波將浮在工件各邊、角及孔隙處的污物清洗干凈。
5)熱凈水及冷凈水漂洗:進(jìn)一步去除懸附在工件表面上的污物微粒。
6)熱風(fēng)烘干:利用一定的溫度和風(fēng)速,使零件表面快速干燥。
七、不同的清洗液,要區(qū)分的清洗系統(tǒng)
水性系統(tǒng):通常由敞口槽組成,工件浸沒其中。而復(fù)雜的系統(tǒng)會(huì)由多個(gè)槽組成,并配備循環(huán)過濾系統(tǒng)、沖淋槽、干燥槽以及其它附件。
溶劑系統(tǒng):多為超聲波汽相除油脂清洗機(jī),常配備廢液連續(xù)回收裝置。超聲波汽相清除油脂過程是由溶劑蒸發(fā)槽和超聲浸洗槽組成的集成式多槽系統(tǒng)完成的。在熱的溶劑蒸汽和超聲激蕩共同作用下,油、脂、蠟以及其他溶于溶劑的污垢就被除去。經(jīng)過一系列清洗工序后下料的工件發(fā)熱、潔凈、干燥。
八、清洗件處理
? ?超聲清洗的另一個(gè)考慮因素是清洗件的上、下料或者說是放置清洗件的工裝的設(shè)計(jì)。清洗件在超聲清洗槽內(nèi)時(shí),無論清洗件還是清洗件籃都不得觸及槽底。清洗件總的橫截面積不應(yīng)超過超聲槽橫截面積的 70% 。橡膠以及非剛化塑料會(huì)吸收超聲波能量,故將此類材料用于工裝時(shí)應(yīng)謹(jǐn)慎。絕緣的清洗件也應(yīng)引起特別注意。工裝籃設(shè)計(jì)不當(dāng),或所盛工件太重,縱使最好的超聲清洗系統(tǒng)的效率也會(huì)被大大降低。鉤子、架子以及燒杯都可用來支持清洗件。
九、機(jī)器工作方式
根據(jù)每天工作時(shí)間、待清洗工件種類、待清洗工件數(shù)量、清洗溶劑種類、和投入資金來選用全自動(dòng)、半自動(dòng)、手動(dòng)等工作方式和傳動(dòng)部件。

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