超聲波清洗已經(jīng)在多種機械零件的裝配前清洗 、電鍍前清洗、涂裝前清洗、熱處理過程中、脫醋、除臘、除銹等各個方面得到大量的應(yīng)用 。與常規(guī)的清洗手段相比, 超聲波清洗具有不可比擬的優(yōu)勢: ①速度快。超聲波的清洗時間通�？梢栽趲资氲綆追昼娭畠�(nèi)完成。②清潔度高 。③適合于復(fù)雜零件。聲波的特性使得零件的孔、狹縫、內(nèi)壁等都得到良好的處理。④易于采用環(huán)�；那逑词侄巍�
其作用是通過逆變電路將50Hz的交流電轉(zhuǎn)換成超過20000Hz高頻的功率輸出。所謂“他激式”是指超聲波發(fā)生器具有完整的電路控制、保護系統(tǒng), 適合于連續(xù)工作; 與其對應(yīng)的是“自激式”的超聲波發(fā)生器, 電路相對簡單, 成本低, 可靠性差。
換能器是一種電聲轉(zhuǎn)換器件, 典型的清洗用換能器如下圖所示。在上端尾塊和下端發(fā)射塊之間夾著壓電晶體(壓電陶瓷) , 常用的壓電陶瓷是鈦鋯酸鉛。當(dāng)在壓電陶瓷兩極之間施加電壓時, 陶瓷的幾何尺寸會發(fā)生改變。當(dāng)施加高頻交流電壓時,陶瓷就驅(qū)動換能器整體做高頻往復(fù)振動, 從而發(fā)出大功率的超聲波。將一組換能器粘接到一個發(fā)射面上, 就成為超聲波矩陣(換能器盒)。換能器的上方是清洗容器(槽) , 被清洗的零件需要浸沒在槽中的清洗液中以進行清洗。這樣就構(gòu)成一個基本的超聲波清洗系統(tǒng)。
超聲波的“空化” 作用 超聲波清洗力主要來源于“ 空化” 作用。直觀地講, 當(dāng)換能器組以相同相位做高頻振動時, 宛如一個巨大的活塞, 當(dāng)振動的功率足夠大時 (超過閥值) , 這個活塞將液體中拉裂出無數(shù)細小的氣泡(空化泡)。反向的振動使其迅速破裂, 這種空洞產(chǎn)生和破裂的速度如此之快, 使其具有極高的運動加速度( >200g ) 和爆破沖擊力, 而且這種“空化”作用最易在固液交界面上產(chǎn)生, 可快速徹底地剝離附著在零件表面的污物。
超聲波設(shè)備的工藝條件 要達到有效地清洗
, 需要滿足一定的工藝條件。設(shè)備方面功率密度: 超聲波輸出必須達到一定的強度才能產(chǎn)生空化作用, 這個強度我們用功率密度來衡量, 最低的密度應(yīng)大于 0.35 W/cm2 實際應(yīng)用多采用 0.4 ~ 0.8 W/cm2 。頻率: 工業(yè)用超聲波清洗設(shè)備的頻率通常在16 ~ 80kHz之間, 常用的頻率包括 20、25、28、33 和 40kHz。工藝方面溫度: 超聲波清洗一般采用中溫( 40 ～ 60℃ )。清洗液: 根據(jù)清洗對象選取不同的清洗液。清洗液有水激清洗液和溶劑型的清洗液兩大類。目前水激清洗液得到越來越廣的應(yīng)用。除油可采用堿性、中性或酸性脫脂液; 除銹及氧化皮可采用磷酸等弱酸清洗。氟里昂、三氧乙烯、汽油等都是良好的清洗溶劑, 但這些物質(zhì)或污染環(huán)境、或毒害人體、或易燃易爆, 使用中受到嚴格限制。一種由法國 ATOCHEM 出品的 ALTENE D6 通過了歐洲和美國的環(huán)境認證, 且性能出色, 很有應(yīng)用價值。
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