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  • 威海隆昌超声波清洗机技术支持
  • 发布时间:2018-11-17 12:17
  • 超声波是现代科技的产物, 在实践中应用广泛. 如超声探伤仪, 超声焊接机, 超声清洗机等, 其中超声波清洗机用途广泛. 广泛应用于国防. 科研. 机械制造. 化工.医院等.
      一.超声波清洗原理 
        超声波清洗原理: 超声清洗属于物理清洗. 超声波清洗机是通过超声波发生器将高于20KHz频率的有震荡信号进行了电功率放大, 经超声波换能器(震头)的逆压电效应转换成高频机械振动能量, 通过清洗介质中的声辐射. 使清洗液分子振动并产生无数微小气泡. 气泡沿超声传播方向在负压区形成. 生长. 并在正压区迅速闭合而产生上千个大气压的瞬间高压而爆破,形成无数微观高压而爆破, 形成无数微观高压冲击波作用于被清洗工件表面. 此即超声波清洗中“空化效应”的基本原理工作的. 也因此, 超声清洗对具有内外结构复杂, 微观不平表面, 夹缝,小孔,拐角.死角.元件密集等特点的工件均具有卓越的清洗能力, 是其它清洗方法无可比拟的, 随着超声频率的提高,气泡数量增加而爆破冲击力增加,高频超声清洗特别适用育除油, 除垢, 除锈, 除污, 除碳及氧化物的清洗, 不破坏清洗工件的表面.不伤害工件.
    二. 空化泡的扩大以及爆裂(内爆)
       气泡是在液体中施加高频(超声频率). 高强度的声波而产生的. 因此, 任何超超声清洗系统都必须具备三个基本元件: 盛放清洗液的槽. 将电能转化为机械能的换能器以及产生高频电信号的超声波发生器,(电源).
    三. 换能器和发生器
    超声清洗系统最重要的部件是换能器. 现存两种换能器. 一种是磁力换能器. 是由镍合金制成. 一种是压电换能器, 有锆钛酸铅或其它陶瓷制成. 将压电材料放入电压变化的电场中时, 它会发生变形, .遮就是所谓的压电效应. 相对来说, 磁力换能器是用在变化的磁场中发生变形的材料制成的. 无论使用何中换能器, 通常最基本的因素为其产生的空话效应的强度. 超声波和其它声波一样,是一系列的压力点, 即一种压缩和膨胀交替的波, 如果声能足够强,液体在波的膨胀阶段被推开,由此产生气泡,. 而在波的压缩阶段, 这些气泡就在液体中瞬间爆裂或内爆. 产生一种非常有效的冲击力,特别适用于清洗. 这个过程被称作空化作用.
    四. 声波的压缩和膨胀
    从理论上分析, 爆裂的空化泡会产生超过10,000psi的压力和20,000℉(11,000℃)的高温, 并在其爆裂的瞬间冲击波会迅速向外辐射. 单个空化泡所释放的能量很小, 但是每秒钟内有几百万的空化泡同时爆裂, 累计起来的效果将是非常强烈的. 产生强大的冲击力将工件表面的污物剥落, 这就是所有超声清洗的特点.
    如果超声能量足够大, 空化现象会在清洗液各处产生, 所以超声波能够有效的清洗微笑的裂缝和孔. 超声波还具有超强的渗透里, 可以在盲孔, 深孔. 里面产生微气泡,, 是的物件更容易清洗. 空化作用也促进了化学反应并加速了表面膜的溶解. 然而只有盲区域的液体压力低于该气泡内气体压力是才会在该区域产生空化现象. 产生空化所需的最小功率被称作空化临界点, 不同的液体有不同的临界点,故超声波能量必须超过该临界点才能达到清洗效果, 也就是说只有能量超过临界点才能产生空化作用, 以便进行超声清洗.
    五.  频率的重要性
    当工作频率很低(在人的听觉范围内)就会产生噪音. 一般的超声清洗的频率是在20kHz--40kHz. 在需要高功率除污垢通常选择从20kHz--30kHz范围内的较低清洗频率,该频率范围内的清洗频率常常被用于清洗大型. 重型零件或高密度材料的工件. 较精密的零件或清除微小颗粒. 使用高频信号.
    高频与低频的区别在于,低频产生的空化气泡, 压力比高频的强. 冲击力更大, 超声渗透里更强, 超声深度更深, 缺点, 低频的噪音比高频的要大,(在允许的范围之内)。
    六. 超声清洗的优越性
    高精度: 由于超声波的能量能够穿透细微的缝隙和小孔, 故可以应用于任何零部件或装配件清洗., 清洗件为精密部件或装配件时, 超声清洗往往成为能满足其特殊技术要求的唯一的清洗方式; 快速: 超声清洗相对常规清洗方法在工件除尘除垢方面要快的多. 装备件无须拆卸即可清洗. 超声清洗可节省劳动力的优点往往是其成为最经济的清洗方法; 一致认为:  无论被清洗件是大是小,  简单还是复杂,  单件还是批量或在自动流水线上,  使用超声波清洗都可以获得手工清洗无可比拟的清洁度.
    七. 超声清洗工艺及清洗液的选择
    在清洗时, 应要对被清洗物件作如下应用分析. 明确被请洗件的材料构成.结构和数量. 分析并明确要清除的污物, 这些都是决定所要使用什麽清洗方法, 判断应用水性清洗液还是溶剂的先决条件. 最终的清洗工艺还需要清洗实验来验证. 只有这样, 才能提供合适的清洗系统. 设计合理的清洗工序和清洗剂.
    八. 清洗液的选择.
    考虑到清洗液的物理特性对超声清洗的影响, 其中蒸汽压, 表面张力. 黏度以及密度应为最显著的影响因素. 温度能影响这些因素,  所以它也会影响空化的作用, 超声清洗最好的温度是在35℃---60℃之间, 空化效果最理想选择清洗液时, 应该考虑一下三个因素.
    1. 清洗效果:选择最有效的清洗剂时, 一定要做实验. 如在现有的清洗工艺中引入超声, 所使用的清洗剂一般的不用变更.
    2. 操作简单: 所使用的液体应安全无毒, 无强腐蚀性操作简单使用寿命长.
    3. 成本. 最廉价的清洗剂的使用成本不一定最低. 使用中必须考虑到容积的效率, 安全性. 一定量的溶剂可以清洗多少工件利用率最高等因素, 当然, 所选择的清洗液必须要达到清洗效果. 并应于清洗的材料相容. 水为最普通的清洗液, 故使用水基溶液的系统操作简便, 使用成本低. 应用广泛. 清洗油污,氧化层, 水垢. 碳以及锈迹等要是相匹配的溶剂.
    九. 清洗件处理
    超声清洗的另一个考虑因素是清洗件的上. 下料或者说是放置清洗件. 清洗件在超声清洗槽内时, 无论是清洗件还是清洗筐都不能触及槽底 清洗筐要使用金属制作, 非钢化塑料筐会吸收超声波能量. 工件筐设计不当和所成功见太重都会影响清洗效果. 清洗效率也会大大降低.
    十.超声波的特性
    超声波具有很强的渗透力, 工件壁不太厚, 可以在工件内部产生空化微气泡. 但是必须要在内部有清洗液, 超声波受外界影响也很大, 如清洗液的运动都对清洗的频率有影响, 容易受干扰. 所以控制电源要具有自动跟踪功能, 避免液体的运动对清洗的效果的影响. 因频率的变化对超声功率就有变化. 功率有了变化就会对清洗效果有影响, 故超声清洗频率不需要变化, 这样才能达到最理想的清洗效果. 换能器现在有多种. 一般由频率20kHz,功率每单个为100W, 频率25kHz和28kHz功率每单个为80W. 频率30kHz每单个为60W. 频率40kHz每单个50W. 因超声清洗是由多个单元换能器组成的, 故频率有差距. 在使用大型清洗机, 要选择频率接近的换能器, 以使清洗功率能达到最佳效果. 在选用多个换能器要留一定的范围, 如一千瓦要使用100瓦的换能器12个以上, 有的厂家他们只说换能器功率不说实际功率. 如一千瓦的清洗机说成1200瓦. 误导消费者.
     
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