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【超声波清洗主要用于清洗要求较高的工件尤其是经过精密加工、几何形状复杂的工件,如工件上的小孔、深孔、盲孔和凹槽等,能获得很好的清洗效果。超声波清洗往往用于工件的最后清洗。超声波在介质中传播时产生穿透性和空化冲击波,很容易将带有复杂外形、内腔和细空的零部件清洗干净,对一般的除油、防锈、磷化等工艺过程,只需2 ~ 3min 即可完成,其速度比传统方法可提高几倍到几十倍,清洁度也能达到高标准,适合许多对产品表面质量和生产率要求较高的场合。
1. 超声波清洗机理
换能器将功率超声频源的声能转换成机械振动并通过清洗槽壁向槽子中的清洗液辐射超声波,槽内液体中的微气泡在声波的作用下振动,当声压或声强达到一定值时,气泡迅速增长,然后突然闭合,在气泡闭合的瞬间产生冲击波,使气泡周围产生约1 012Pa 的压力及局部调温。这种超声波空化所产生的巨大压力能破坏不溶性污物,使他们分化于溶液中。蒸汽型空化对污垢直接反复冲击。
一方面破坏污物与清洗件表面的吸附,另一方面能引起污物层的疲劳破坏而被驳离。气体型气泡的振动对固体表面进行擦洗,污层一旦有缝可钻,气泡立即“钻入”振动使污层脱落。由于空化作用,两种液体在界面迅速分散而乳化,当固体粒子被油污裹着而粘附在清洗件表面时,油被乳化、固体粒子自行脱落,超声在清洗液中传播时会产生正负交变的声压,形成射流,冲击清洗件。
同时,由于非线性效应会产生声流和微声流,而超声空化在固体和液体界面会产生高速的微射流,所有这些作用,能够破坏污物,除去或削弱边界污层,增加搅拌、扩散作用,加速可溶性污物的溶解,强化化学清洗剂的清洗作用。由此可见,凡是液体能浸到声场存在的地方都有清洗作用,其特点适用于表面形状非常复杂的零部件的清洗。采用这一技术后,可减少化学溶剂的用量,大大降低环境污染。】
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