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超声波清洗机主要工艺参数

超声波清洗技术属于物理方法,利用超高声波在传递过程中的空化作用,当声压达到一定值,气泡迅速膨胀,然后爆裂,瞬间产生冲击波,使气泡周围产生1012~1013pa的压力,这种超声空化所产生的压力不仅会破坏不溶性污物,还使他们分化于溶液中,使污物被分化、乳化或剥离,以达到清洗的目的。 超声波清洗其超声空化在固体和液体界面会产生高速的微射流,破坏污物,增加搅拌,扩散作用,加速可溶性物的溶解,强化化学清洗剂的清洗作用。因此基于超声波的清洗技术会大大降低环境污染。超声空化作用的强弱与工艺参数和清洗液的物理化学性质有关。为获得良好的清洗效果,必须选择合适的清洗液和工艺参数。超声波清洗机的主要工艺参数有:

1、超声波的振动频率

声波振动频率对空化作用影响较大,所以必须选择合适的振动频率,一般超声波清洗振动频率范围在20kHz~80kHz。空化阈值和超声波的频率有密切关系,频率越高,空化阈越高。换句话说,频率越高,在液体中要产生空化所需要的声强或声功率也越大。

超声波频率越低,在液体中产生空化越容易,产生的力度大,作用也越强,适用于较难清洗的污垢,如工件粗、脏、初洗;频率高则超声波方向性强,波长较短,能量集中,适合于表面光洁度高,具有小深孔、狭窄的缝隙、精细工件的清洗。但频率不能过高,否则波长减短,空化作用反而减弱,从而降低了清洗效率。

稳定的混响场对清洗有利,如果清洗槽中有驻波场,则因声压分布不均而使清洗工件得不到均匀的清洗,因此,在可能的条件下,清洗槽的几何形状要选择适合建立混响场的形状。此外,可以采用双频、多频和扫频工作方式以避免清洗盲区。

2、超声波功率密度

为了提高清洗效率,往往采用较高的超声波功率密度。特别是对于油污严重、形状复杂、有深孔的制件要求用较高的功率密度在较深的清洗槽内清洗。

过高的功率密度会由于空化作用太强而引起金属表面的浸蚀(即空化腐蚀),这对于具有各种镀层的零件、铝及铝合金件和精密的、表面光洁度甚高的工件危害较大。而且,超声功率太大,使液体中声强过高,会产生大量气泡,在声波表面形成一道屏障,声波不易辐射到整个缸体中,造成远离声源的地方清洗效果减弱。

一般用辐射板(即清洗槽底板)单位面积上的功率来进行设计,替代ODS清洗工艺的超声波清洗设备常按0.3~0.5W/cm2配置。

3、清洗液温度

清洗过程要破坏污染物对工件表面的粘附,增加热能有利于克服粘附力。提高温度可以增加清洗介质的活性,降低清洗介质的表面张力,降低污染物的粘度,提高清洗的效率和效果。但并不是温度越高越好,对不同性质的清洗介质来说,其最佳效果和最佳空化效应也有一定的温度范围,水基清洗剂的最佳温度范围是35~65℃。温度还影响清洗介质的蒸汽压、表面张力、粘度和密度四个物理因素,温度升高到沸点时空化效应就会失去。

4、清洗剂的选择

超声波清洗采用非ODS水基清洗剂,它成本低、效果好、使用安全,对环境污染少,是符合环保要求的绿色清洗剂。应根据被清洗工件材质的不同,工件表面粘附污垢组份的不同选择不同的清洗剂。

5、超声波清洗时间

超声波清洗的效果和清洗质量,与超声波清洗的时间有关。时间太短清洗质量达不到标准,时间太长,降低了清洗效率,还会引起零件表面产生空化腐蚀。一般情况下,油污重、形状复杂的零件,清洗时间可长。表面光洁度高、油污轻的零件,清洗时间可短。有各种镀层的零件和铝及铝合金零件的清洗时间可短。

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