山東超聲波清洗機(jī)原理

濟(jì)寧恒碩超聲機(jī)械有限公司  

www.hengshuochaosheng.com

產(chǎn)品介紹：HSCX系列清洗機(jī)超聲波發(fā)生器與清洗缸為一體，全不銹鋼制作，體積小重量輕,美觀實(shí)用。主要適用于小批量作業(yè)，如電子元件（硅片、晶片、磁性材料等）、線路板、精密機(jī)械零件（油泵、油嘴、活塞），紡織化纖（噴絲板、噴絲頭），超硬材料（金剛石篩、金剛石微粉），輕工（鐘表眼鏡、珠寶首飾）等行業(yè)的小批量生產(chǎn)的清洗。

技術(shù)參數(shù)：

 超聲波清洗是一種在現(xiàn)代工業(yè)中越來越受重視的新工藝，它可以*的提高清洗生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)品的檔次。 歸納其優(yōu)點(diǎn)如下： 

清洗效果好 , 清潔度高且全部工件清潔度* ，清洗速度快，提高生產(chǎn)效率 ，不須人手接觸清洗液，安全可靠 對(duì)深孔、細(xì)縫和工件隱蔽處亦可清洗干凈 ，對(duì)工件表面無損傷 ，節(jié)省溶劑、熱能、工作場地和人工等 

它和一般常規(guī)的清洗方法比較如下表： 

 可以看出：超聲波清洗方式超過一般的常規(guī)清洗方法，特別是工件的表面比較復(fù)雜象一些表面凹凸不平，有盲孔的機(jī)械零部件，一些特別小而對(duì)請(qǐng)潔度有較高要求的產(chǎn)品如：鐘表和精密機(jī)械的零件，電子元器件，電路板組件等，使用超聲波清洗都能達(dá)到很理想的效果。目前我們接觸到的應(yīng)用超聲波清洗的行業(yè)有電子，機(jī)械 ，電氣， 玻璃， 眼鏡， 鐘表， 電鍍， 儀器 ， 儀表。 珠寶，醫(yī)療，五金，軸承，液壓， 航空，陶瓷， 化纖， 制筆 ，電鍍前處理等等，可以說覆蓋了現(xiàn)代工業(yè)的每一個(gè)方面、相比其他多種的清洗方式，超聲波清洗機(jī)顯示出了巨大的*性。尤其在專業(yè)化、集團(tuán)化的生產(chǎn)企業(yè)中，已逐漸用超聲波清洗機(jī)取代了傳統(tǒng)浸洗刷洗、壓力沖洗、氣相清洗和蒸汽清洗等工藝方法。超聲波清洗機(jī)的高效率和高清潔度，得益于其聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)產(chǎn)生的穿透性和空化沖擊波。所以很容易將帶有復(fù)雜外形、內(nèi)腔和細(xì)空的零部件清洗干凈，對(duì)一般的除油、防銹、磷化等工藝過程，在超聲波作用下只需兩三分鐘即可完成，其速度比傳統(tǒng)方法可提高幾倍到幾十倍，清潔度也能達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)。這在許多對(duì)產(chǎn)品表面質(zhì)量和生產(chǎn)率要求較高的場合，更突出地顯示了用其它處理方法難以達(dá)到或不可取代的結(jié)果。

超聲波清洗的原理 

由超聲波發(fā)生器發(fā)出的高頻振蕩信號(hào)，通過換能器轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振蕩而傳播到介質(zhì) -- 清洗溶劑中，超聲波在清洗液中疏密相間的向前輻射，使液體流動(dòng)而產(chǎn)生數(shù)以萬計(jì)的微小氣泡。這些氣泡在超聲波縱向傳播的負(fù)壓區(qū)形成、生長，而在正壓區(qū)迅速閉合。在這種被稱之為“空化”效應(yīng)的過程中，氣泡閉合可形成超過 1000 個(gè)氣壓的瞬間高壓，連續(xù)不斷地產(chǎn)生瞬間高壓就象一連串小“爆炸”不斷地沖擊物件表面，使物件的表面及縫隙中的污垢迅速剝落，從而達(dá)到物件表面凈化的目的   。 

上圖是一個(gè)在水中工作的換能器剖面圖： 

在中間是一層一定厚度的不銹鋼板，換能頭沾結(jié)在這一層鋼板下，通過超聲發(fā)生源產(chǎn)生一定頻率和電壓的交流電信號(hào)帶動(dòng)換能頭和不銹鋼板一起做高頻震動(dòng)，當(dāng)鋼板向上震動(dòng)時(shí)，將水向上推開，當(dāng)鋼板向下震動(dòng)時(shí)，水跟不上鋼板的震動(dòng)速度，在水和鋼板之間會(huì)形成一個(gè)空隙，這樣反復(fù)震動(dòng)就會(huì)有許多的氣泡形成，如圖所示：這種氣泡就是由“空化效應(yīng)”產(chǎn)生的，我們稱之為空化泡?？栈蓓樦饎?dòng)方向向水中傳播，如果水中正好有工件，空化泡撞擊到工件表面產(chǎn)生數(shù)千個(gè)大氣壓的撞擊力，帶動(dòng)工件表面的污垢脫落。 

超聲波清洗的作用機(jī)理主要有以下幾個(gè)方面： 

1. 因空化泡破滅時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊波，污垢層的一部分在沖擊波作用下被剝離下來，分散，乳化，脫落。 

2. 因?yàn)榭栈F(xiàn)象產(chǎn)生的氣泡，由沖擊形成的污垢層與表層間的間隙和空隙滲透，由于這種小氣泡和聲壓同步膨脹，收縮，象剝皮一樣的物理力反復(fù)作用于污垢層，污垢層一層層被剝開，氣泡繼續(xù)向里滲透，直到污垢層被*剝離。這是空化二次效應(yīng)。 

3. 超聲波清洗中清洗液超聲震動(dòng)對(duì)污垢的沖擊。 

4. 超聲波加速化學(xué)清洗劑對(duì)污垢的溶解過程，化學(xué)力與物理力相結(jié)合，加速清洗過程。 

超聲波清洗的一些相關(guān)技術(shù)問題 

超聲波清洗的兩個(gè)主要參數(shù)：

頻率：≥20KHz

功率密度ρ = 發(fā)射功率 （W）/ 發(fā)射面積 （cm2）  通常ρ≥ 0.3W/CM2 ，我們常用的超聲波清洗機(jī)的功率密度都在0.5瓦/平方厘米以上。例如：DY-1200型超聲波清洗機(jī)，功率密度為0.5瓦/平方厘米，這也是國內(nèi)普通標(biāo)準(zhǔn)超聲波清洗機(jī)的平均水平，對(duì)于普通的工業(yè)應(yīng)用已經(jīng)可以達(dá)到要求。

· 清洗介質(zhì)：采用超聲波清洗，一般有兩類清洗劑：化學(xué)溶劑、水基清洗劑等。清洗介質(zhì)的化學(xué)作用，可以加速超聲波清洗效果，超聲波清洗是物理作用，兩種作用相結(jié)合，以對(duì)物件進(jìn)行充分、*的清洗。

· 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。但對(duì)于精密的、表面光潔度甚高的物件，采用長時(shí)間的高功率密度清洗會(huì)對(duì)物件表面產(chǎn)生“空化”腐蝕。

· 超聲波頻率：超聲波頻率越低，在液體中產(chǎn)生的空化越容易，產(chǎn)生的力度大，作用也越強(qiáng)，適用于工件（粗、臟）初洗。頻率高則超聲波方向性強(qiáng)，適合于精細(xì)的物件清洗。   

· 清洗溫度：一般來說，超聲波在 30-40攝氏度 時(shí)的空化效果。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 40-60攝氏度 的工作溫度。

· 清洗時(shí)工件的放置方式及清洗液量的選擇，一般清洗液的液面高于振動(dòng)面100mm以上，對(duì)于較大的工件，一般用不銹鋼的網(wǎng)籠清洗，網(wǎng)籠的網(wǎng)眼與超聲波的工作頻率有關(guān)，目前的工業(yè)清洗頻率要求一般網(wǎng)眼大于10mm以上。 

超聲波清洗機(jī)的構(gòu)成

上圖是一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)的單槽超聲波清洗機(jī)的構(gòu)成圖，右圖是換能器振動(dòng)面的放大圖 

實(shí)際照片如下圖