超聲清洗工藝及清洗液的選擇 - 正確采購(gòu)超聲波電源及使用

　　在購(gòu)買(mǎi)清洗系統(tǒng)之前，應(yīng)對(duì)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(lái)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(duì)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(jiǎn)單：所使用的液體應(yīng)安全無(wú)毒、操作簡(jiǎn)單且使用壽命長(zhǎng);

　　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(jiǎn)便、使用成本低、應(yīng)用廣泛。然而對(duì)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。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(méi)其中。而復(fù)雜的系統(tǒng)由多個(gè)槽組成，并配備循環(huán)過(guò)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(guò)程是由溶劑蒸發(fā)槽和超聲浸洗槽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用下，油、脂、蠟以及其他溶于溶劑的污垢就被除去。經(jīng)過(guò)一列清洗工序后下料的工件發(fā)熱、潔凈、干燥。

　　1、了解超聲波

　　用超聲波可以分為三種，即次聲波、聲波、超聲波。次聲波的頻率為20Hz以下;聲波的頻率為20Hz~20kHz;超聲波的頻率則為20kHz以上。其中的次聲波和超聲波一般人耳是聽(tīng)不到的。超聲波由于頻率高、波長(zhǎng)短，因而傳播的方向性好、穿透能力強(qiáng)，這也就是為什么設(shè)計(jì)制作超聲波清洗機(jī)的原因。

　　2、超聲波如何完成清洗工作

　　超聲波清洗是利用超聲波在液體中的社會(huì)化作用、加速度作用及直進(jìn)流作用對(duì)液體和污物直接、間接的作用，使污物層被分散、乳化、剝離而達(dá)到清洗目的。目前所用的超聲波清洗機(jī)中，空化作用和直進(jìn)流作用應(yīng)用得更多。

　　(1)空化作用：空化作用就是超聲波以每秒兩萬(wàn)次以上的壓縮力和減壓力交互性的高頻變換方式向液體進(jìn)行透射。在減壓力作用時(shí)，液體中產(chǎn)生真空核群泡的現(xiàn)象，在壓縮力作用時(shí)，真空核群泡受壓力壓碎時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊力，由此剝離被清洗物表面的污垢，從而達(dá)到精密洗凈目的。

　　(2)直進(jìn)流作用：超聲波在液體中沿聲的傳播方向產(chǎn)生流動(dòng)的現(xiàn)象稱(chēng)為直進(jìn)流。聲波強(qiáng)度在0.5W/cm2時(shí)，肉眼能看到直進(jìn)流，垂直于振動(dòng)面產(chǎn)生流動(dòng)，流速約為10cm/s。通過(guò)此直進(jìn)流使被清洗物表面的微油污垢被攪拌，污垢表面的清洗液也產(chǎn)生對(duì)流，溶解污物的溶解液與新液混合，使溶解速度加快，對(duì)污物的搬運(yùn)起著很大的作用。

　　(3)加速度：液體粒子推動(dòng)產(chǎn)生的加速度。對(duì)于頻率較高的超聲波清洗機(jī)，空化作用就很不顯著了，這時(shí)的清洗主要靠液體粒子超聲作用下的加速度撞擊粒子對(duì)污物進(jìn)行超精密清洗。

　　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(shuō)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(wú)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(guò)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(lèi)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(lái)支持清洗件。

　　清洗時(shí)間：3-10分鐘，最好采用定時(shí)方式清洗。

　　3、超聲波清洗機(jī)的原理是什么

　　超聲波換能器將高頻振蕩電訊號(hào)轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振蕩，以縱波的形式在清洗液中輻射。在輻射波擴(kuò)張的半波期間，清洗液的致密性破壞并形成無(wú)數(shù)直徑為50-500μm的氣泡。這種氣泡中充滿(mǎn)著溶液蒸汽。在壓縮的半波期間，氣泡訊速閉合，會(huì)產(chǎn)生上百M(fèi)pa的局部液壓撞擊。這種現(xiàn)象稱(chēng)為“空化”效應(yīng)。在“空化”效應(yīng)的連續(xù)作用下，工件表面或隱蔽處的污垢被爆裂、剝落。同時(shí)，在超聲的作用下，清洗液的滲透作用加強(qiáng);脈動(dòng)攪拌加劇;溶解、分散和乳化加速;從而將工件徹底清洗干凈。

　　超聲波清洗的應(yīng)用原理是由超聲波發(fā)生器發(fā)出的高頻振蕩信號(hào)，通過(guò)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(wàn)計(jì)的微小氣泡，存在于液體中的微小氣泡(空化核)在聲場(chǎng)的作用下振動(dòng)，當(dāng)聲壓達(dá)到一定值時(shí)，氣泡迅速增長(zhǎng)，然后突然閉合，在氣泡閉合時(shí)產(chǎn)生沖擊波，在其周?chē)a(chǎn)生上千個(gè)大氣壓力，數(shù)百度的高溫，利用閉合時(shí)的爆炸沖擊波破壞不溶性污物而使它們分散于清洗液中，當(dāng)團(tuán)體粒子被油污裹著而粘附在清洗件表面時(shí)，油被乳化，固體粒子即脫離，從而達(dá)到清洗件表面凈化的目的。由于超聲波固有的穿透力，所以可以清洗各種表面復(fù)雜，形狀特異的物件，對(duì)小孔和縫隙都有很好的清洗效果，對(duì)不吸音或吸音系數(shù)小的物體清洗效果最佳。

　　4、超聲波清洗機(jī)是由哪幾部分構(gòu)成的

　　超波清洗機(jī)主要由超聲波清洗槽和超聲波發(fā)生器兩部分構(gòu)成。超聲波清洗槽用堅(jiān)固彈性好、耐腐蝕的優(yōu)質(zhì)不銹鋼制成，底部安裝有超聲波換能器振子;超聲波發(fā)生器產(chǎn)生高頻高壓，通過(guò)電纜聯(lián)結(jié)線(xiàn)傳導(dǎo)給換能器，換能器與振動(dòng)板一起產(chǎn)生高頻共振，從而使清洗槽中的溶劑受超聲波作用對(duì)污垢進(jìn)行洗凈。

　　5、超聲波清洗機(jī)有什么特點(diǎn)

　　超聲波清洗與各種化學(xué)的、物理的、電化的和物化的清洗方法比較，具有以下獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：

　　·能快速、徹地清除工件表面上的各種污垢。

　　·能清洗帶有空腔、溝槽等形狀復(fù)雜的精密零件。

　　·對(duì)工件表面無(wú)損。

　　·可采用各種清洗劑。

　　·在室溫或適當(dāng)加溫(60℃左右)即可進(jìn)行清洗。

　　·整機(jī)一體化結(jié)構(gòu)便于移動(dòng)。

　　·節(jié)省溶劑、清潔紙、能源、工作場(chǎng)地和人工等。

　　6、如何使用超聲波清洗機(jī)

　　超聲波清洗機(jī)的使用應(yīng)嚴(yán)格按以下要求分部驟操作。

　　(1)聯(lián)結(jié)好清洗槽與發(fā)生器之間的電纜;

　　(2)將清洗液倒入清洗槽中(倒入清洗液的量就為放入被清洗物時(shí)，液面的位置約為整體的四分之三為佳);

　　(3)將被清洗物放入清洗槽;

　　(4)插上電源插頭;

　　(5)設(shè)立清洗時(shí)間，開(kāi)機(jī)。

　　7、使用超聲波清洗機(jī)應(yīng)注意什么問(wèn)題

　　一、超聲波清洗機(jī)電源及電熱器電源必須有良好接地裝置。

　　二、超聲波清洗機(jī)嚴(yán)禁無(wú)清洗液開(kāi)機(jī)，即清洗缸沒(méi)有加一定數(shù)量的清洗液，不得合超聲波開(kāi)關(guān)。

　　三、有加熱設(shè)備的清洗設(shè)備嚴(yán)禁無(wú)液時(shí)打開(kāi)加熱開(kāi)關(guān)。

　　四、禁止用重物(鐵件)撞擊清洗缸缸底，以免能量轉(zhuǎn)換器晶片受損。

　　五、超聲波發(fā)生器電源應(yīng)單獨(dú)使用一路220V/50Hz電源并配裝2000W以上穩(wěn)壓器。

　　六、清洗缸缸底要定期沖洗，不得有過(guò)多的雜物或污垢。

　　七、每次換新液時(shí)，待超聲波起動(dòng)后，方可洗件。

　　8、使超聲波清洗效果最佳的方式

　　(1)超聲波清洗槽的溫度最好為30~50℃。

　　(2)根據(jù)不同的清洗對(duì)象正確選擇清洗劑。清洗劑一般分為水基(堿性)清洗劑、有機(jī)溶劑清洗劑和化學(xué)反應(yīng)清洗劑。通常使用最多的為水基清洗劑。

　　(3)根據(jù)被清洗物的污染程度和污垢性質(zhì)，選用不同的清洗時(shí)間。

　　9、節(jié)約清洗液的小竅門(mén)

　　超聲波清洗機(jī)的清洗液可以循環(huán)使用，這種清洗方式可以節(jié)約大量的清洗液，每次使用完清洗機(jī)后，最好將清洗液放入容器中，下次使用時(shí)再倒入清洗槽，余下的沉淀物可處理掉。如清洗液的濃度不夠時(shí)，適量加入一點(diǎn)即可重復(fù)使用。

　　10、怎樣能實(shí)現(xiàn)最佳超聲波清洗效果?

　　有許多條件能夠決定最終的清洗效果，其中最重要的是選擇合適的清洗液，在正確的溫度下清洗恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間，選擇合適尺寸和類(lèi)型的超聲波清洗機(jī)。