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超声波原理、优点与物理量

一、超声波清洗机工作原理 超声波清洗机的最基本组成是:超声波发生器,换能器和清洗水槽。 首先,超声波发生器将交流电源转换成超声波频率的电源,其频率范围一般在 16KHZ--68KHZ,最高可达1000KHZ,然后通过电缆把电源输送给换能器,换能 器往往由若干个声头并联组合为声阵而成,在这里电能被转换为同频机械振 动能,传递到清洗水槽中,使清洗液中形成来回振动的超声波声场。 在超声波声场中,振动负压区由于周围的液体来不及补充,形成无数的微小真空 泡,而当正压来到时,微小气泡在压力下突然闭合,液体间猛烈碰撞产生极 大的冲击波,可以形成几千到上万的大气压以及瞬时上百度的高温,这就是 超声波的“空化”作用。 空化作用具有非常优良的清洗和乳化作用,使油污 脱离清洗工件的表面,从而达到了快速,干净的清洗目的。

二、超声波清洗的优点 1、清洗干净彻底:显微观察可以看到,被洗物表面 的凹坑,加工痕迹的谷底以及螺纹的跟部均能洗得干干 净净。 2、速度快:与浸泡式清洗相比可以提高工效10-20 倍。比喷淋式清洗可以提高功效20%-50%。 3、没有死角:与喷淋相比,它没有清洗死角,因此更适用于内外结构复 杂,微观不平,具有狭缝,小孔,拐角,元件密集的工件。 4、工件不变形,不会飞散:与喷淋相比,用于薄板工件和微小工件也不 会变形飞散。 5、适应多种工艺:可以用于除油,去污,除锈,除氧化皮,钝化,中和 等多种工艺。 6、适用材质广:适用于钢、铸铁、不锈钢、铜、铝、玻璃、电路板、电 子和光学元件等各种零件。

三、超声波清洗效果与相关物理量 1、频率:一般是指换能器的基波频率。频率较低时,容易产生‘空化’效 应,但清洗精度低,对铜、铝等软金属有一定空化腐蚀,较适应于粗清 洗;频率高的波密度大,但是对设备元件要求很高,成本大,较适用于精 密清洗。 2、功率:足够的输出功率是超声波清洗设备的基本保证,否则外观再漂亮, 功能再全面,最终还是中看不中用的“低能儿”。但是过份追求功率是不 经济的。 3、功率密度:定义式为,ρ=W÷F (功率密度=发射功率÷发射面积) 通常当频率在20KHz附近时,ρ≥o.33W/cm2,否则较难发生空化作用,如 果考虑到工件和工位器具对超声波的吸收及衰减作用,还要对ρ值提高。 根据本公司经验,一般将ρ值提高到0.5~0.75时,可以达到稳定的很优异 的超声波清洗作用。 4、清洗温度:超声波在40℃-50℃时空化最好。温度越高,越有利于污物 分解,但当温度达到70-80℃超声波发挥作用,但降低清洗效果。

作者:美斯特超声波
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