超聲波清洗是基于超聲波的空化作用，即在清洗液中無數(shù)氣泡快速形成并迅速內(nèi)爆。由此產(chǎn)生的沖擊波將浸沒在清洗液中的工件內(nèi)外表面的污物剝落下來。隨著超聲頻率的提高，氣泡數(shù)量增加而爆破沖擊力減弱，因此，高頻超聲特別適用於小顆粒污垢的清洗。氣泡是在液體中施加高頻（超聲頻率）、高強(qiáng)度的聲波而產(chǎn)生的。因此，任何超聲清洗系統(tǒng)都要具備三個基本元素：盛放清洗液的槽體、將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的換能器以及產(chǎn)生高頻電信號的超聲波發(fā)生器。
換能器和發(fā)生器
超聲清洗系統(tǒng)重要的部分是換能器。常用的一種壓電換能器，由鋯鈦酸鉛或其他陶瓷制成。 將壓電材料放入電壓變化的電場中時(shí)，它會發(fā)生變形，這就是所謂的’壓電效應(yīng)’。
無論使用何種換能器，通?；镜囊蛩貫槠洚a(chǎn)生的空化效應(yīng)的強(qiáng)度。超聲波和其它聲波一樣，是一系列的壓力點(diǎn)，即一種壓縮和膨脹交替的波（如下圖示）。如果聲能足夠強(qiáng)，液體在波的膨脹階段被推開，由此產(chǎn)生氣泡；而在波的壓縮階段，這些氣泡就在液體中瞬間爆裂或內(nèi)爆，產(chǎn)生一種沖擊力，特別適用於清洗。這個過程被稱做空化作用。從理論上分析，爆裂的空化泡會產(chǎn)生超過10,000 psi的壓力和20,000 °F (11,000 °C) 的高溫，并在其爆裂的瞬間沖擊波會迅速向外輻射。單個空化泡所釋放的能量很小，但每秒鐘內(nèi)有幾百萬的空化泡同時(shí)爆裂，累計(jì)起來的效果將是非常強(qiáng)烈的，產(chǎn)生的強(qiáng)大的沖擊力將工件表面的污物剝落，這就是所有超聲清洗的特點(diǎn)。
如果超聲能量足夠大，空化現(xiàn)象會在清洗液各處產(chǎn)生，所以超聲波能夠有效清洗微小的裂縫和孔。空化作用也促進(jìn)了化學(xué)反應(yīng)并加速了表面膜的溶解。
然而只有在某區(qū)域的液體壓力低於該氣泡內(nèi)氣體壓力時(shí)才會在該區(qū)域產(chǎn)生空化現(xiàn)象，故由換能器產(chǎn)生的超聲波振幅足夠大時(shí)才能滿足這一條件。不同的液體存在不同的空化臨界點(diǎn)，故超聲波能量要超過該臨界點(diǎn)才能達(dá)到清洗效果。也就是說，只有能量超過臨界點(diǎn)才能產(chǎn)生空化泡，以便進(jìn)行超聲清洗。
超聲波頻率
當(dāng)工作頻率很低（在人的聽覺范圍內(nèi)）就會產(chǎn)生噪音。當(dāng)頻率低於20kHz時(shí)，在需要高功率去除污垢的應(yīng)用中，通常選擇從20kHz到30kHz范圍內(nèi)的較低清洗頻率。該頻率范圍內(nèi)的清洗頻率常常被用於清洗大型、重型零件或高密度材料的工件。 高頻通常被用於清洗較小、較小的零件，或清除微小顆粒。使用高頻可從幾個方面改善清洗性能。隨著頻率的增加，空化泡的數(shù)量呈線形增加，從而產(chǎn)生更多更密集的沖擊波使其能進(jìn)入到更小的縫隙中。如果功率保持不變，空化泡變小，其釋放的能量相應(yīng)減少，這樣有效地減小了對工件表面的損傷。
超聲波清洗原理圖示：
清洗是指清除工件表面上液體和固體的污染物，使工件表面達(dá)到一定的潔凈程度。清洗過程是清洗介質(zhì)、污染物、工件表面三者之間的相互作用，是一種復(fù)雜的物理、化學(xué)作用的過程。清洗不僅與污染物的性質(zhì)、種類、形態(tài)以及粘附的程度有關(guān)、與清洗介質(zhì)的理化性質(zhì)、清洗性能、工件的材質(zhì)、表面狀態(tài)有關(guān)、還與清洗的條件如溫度、壓力以及附加的超聲振動、機(jī)械外力等因素有關(guān)。因此，選擇科學(xué)合理的清洗工藝，進(jìn)行工藝分析。
浸漬清洗在清洗槽中加入清洗液，將被洗物浸漬其中的清洗方式。由于僅靠清洗液的化學(xué)作用清洗，所以洗滌能力弱，需要長時(shí)間。循環(huán)清洗液。
噴氣清洗在清洗槽內(nèi)安裝噴氣管(多個吸管)，用汽體將清洗液噴射到被洗物上的清洗方式。壓力為20kg/cm2以上。
噴流清洗從槽的側(cè)面將清洗液在液相中噴出，靠清洗液的攪拌力（物理作用）促進(jìn)清滌。洗滌能力比浸漬清洗強(qiáng)。
刷洗在清洗腔室安裝刷子、工件有專門的支承或夾具、在清洗劑浸漬或淋潤的同時(shí)，主要靠刷子與工件的機(jī)械磨擦力進(jìn)行清洗，作為初級清洗、效果直接。
超聲波清洗在清洗槽內(nèi)安裝超聲波振子，產(chǎn)生超聲波能量（數(shù)千個大氣壓的沖擊波），將被洗物全部清洗的方式。
噴淋清洗在清洗槽內(nèi)安裝噴淋管，在氣相中將清洗液噴射到被清洗物上，壓力不足2kg/cm2。
減壓清洗在清洗槽內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，由于減壓，洗滌劑能較好地滲透到被洗物的縫隙之間。若和超聲波作用，清洗效果會大大增強(qiáng)。
噴霧清洗在洗滌槽內(nèi)安裝噴霧管，在氣相中將洗滌噴附到被清洗物上的清洗方式。壓力2-20kg/cm2?！?/p>
旋轉(zhuǎn)筒清洗在槽內(nèi)安裝旋轉(zhuǎn)裝置，同時(shí)旋轉(zhuǎn)筒體和攪拌被清洗物。多與噴流、超聲波洗滌組合使用。
搖動清洗在槽內(nèi)安裝搖動機(jī)構(gòu)，裝入被洗物，使之在洗滌槽內(nèi)上下運(yùn)動，多與噴流、超聲波洗滌組合使用。
超聲波清洗機(jī)維修保養(yǎng)：
清洗機(jī)由超聲波發(fā)生器和超聲波換能器組成，超聲波換能器是由壓電陶瓷材料制造的夾芯式換能器，壓電陶瓷材料在交變電場的作用下會產(chǎn)生機(jī)械振動。
超聲波換能器常見問題：
1 超聲波振子受潮，可以用兆歐表檢查與換能器相連接的插頭，檢查絕緣電阻值就可以判斷基本情況，一般要求絕緣 電阻大于5兆歐以上。如果達(dá)不到這個絕緣電阻值，一般是換能器受潮，可以把換能器整體（不包括噴塑外殼）放進(jìn)烘箱設(shè)定100 ℃左右烘干3小時(shí)或者使用電吹風(fēng)去潮至阻值正常為止。
2 換能器振子打火，陶瓷材料碎裂，可以用肉眼和兆歐表結(jié)合檢查，一般作為應(yīng)急處理的措施，可以把個別損壞的振子斷開，不會影響到別的振子正常使用。
3 振子脫膠，我們的換能器是采用膠結(jié)，螺釘緊固雙重保證工藝，在一般情況下不會出現(xiàn)這種情況。
4 不銹鋼振動面穿孔，一般換能器滿負(fù)荷使用10年以后可能會出現(xiàn)振動面穿孔的情況。
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