超声波清洗原理

fluid

一、概述
　　超声波清洗的清洗原理主要是由于在清洗液中引入了超声振动，使清洗液中产生了"空化作用"。由"空化作用"产生的强大机械力将工件上黏附的机械杂质、各种污物等剥落。超声波清洗不仅仅具有空化作用，同时还伴随着较为复杂的种种物理、化学的作用。
　　所谓"空化作用"是指当超声波这种交变声压在液体中传播时出现稀疏密集状态。在密集状态时，液体受到正压力（约几个大气压），而在稀疏状态时，液体受到拉力即负压力，一般液体中都含有一定的气体，在稀疏状态时气泡增长，并吸收更多的液体中分解出来的气体；而当再压缩时，气泡不断缩小，在此过程中，液体质点的运动是与逐渐减小的气泡半径成反比的。因此，当半径趋于零时，质量运动速度在理论上应趋于无穷大。如果这一快速运动在气泡闭合时突然停止，则集中在微小容积内的动能就要释放出来，部分变为热能，部分变为压缩能。此时，从闭合泡的中心向外传播一个球形冲击波。在这一点压力有数千个大气压，若超声频率为20KHz，则这种空化作用每秒种进行两万次。因此超声波具有强力清洗能力就不难理解了。
    KCX系列超声波清洗机采用IGBT功率模块，可靠性高；采用进口压电陶瓷震晶，效率高、寿命长；特有的慢启动电路，减少电流冲击；进口不锈钢振板，耐腐蚀性强，寿命长；特殊振子胶粘工艺，永不脱落。主要参数为：频率：20-100KHZ；功率密度≈0.5w/cm2（发射功率/发射面积）。

二、超声波清洗的清洗流程
1、热浸洗或喷洗：目的是将工件上的污染物软化、分离、溶解，并减轻下道清洗工序的负荷。
2、超声波清洗：利用超声波产生的强烈空化作用及振动将工件表面的污垢剥离脱落，同时还可将油脂性的污物分解、乳化。
3、冷漂洗：利用流动的净水将脱落但尚浮在工件表面上的污物冲洗干净。
4、超声波漂洗：溶剂为干净的清水，工件浸入后，利用超声波将浮在工件各边、角及隙孔的污物清洗干净。
5、热净水及冷净水漂洗：进一步去除悬浮在工件表面上的污物微粒。
6、热风烘干：利用一定的温度和风速，使零部件表面快速干燥。
三、影响超声波清洗效果的有关因素
　　1、超声波强度。即单位面积超声功率。超声波清洗的效果好坏取决于空化作用，而空化作用的产生与超声波强度有关。在通常情况下，单位面积超声功率超过0.3W/cm2（输出电功率一般大于1W）水溶液就能产生空化作用。在一定范围内，超声波强度越大，空化作用越明显，也就说清洗效果越好。但太高的功率密度会由于空化作用太强而引起对工件的表面侵蚀，使工件受损。另外当功率密度增加到一定程度就会出现饱和现象，超声波清洗效果反而会下降。
　　产生空化作用的功率密度临界点与频率还有关系，频率越高，产生空化作用的功率密度越大，例如16--20KHz时，功率密度临界点大约为0.3--0.4W/cm2；26--30KHz时，功率密度就选为0.5--0.8W/cm2；30--40KHz时，功率密度应选为1--1.2W/cm2 。
　　2、超声波频率。超声波振动频率对于清洗效果有很大影响，这是由于超声波频率对于空化作用影响很大的缘故。实践证明同等功率情况下，低频时易于激发空化。即频率越低，空化作用效果越好，但噪音越大。反之，频率越高，空化作用效果越差，噪音越小。
　　3、清洗液温度。清洗的温度是影响清洗速度的重要因素，适当提高清洗液的温度，可增强空化能力，缩短清洗时间，但超过一定的温度，由于蒸汽压力相应增加反而使空化作用降低，因此必须保持一定的温度范围，如水溶剂清洗液一般在45℃左右，三氯烯清洗液在75℃左右。选择清洗液必须考虑选择的清洗液粘度要小，表面张力要小以利于清洗液的空化。

zhaoweiguo

空化的有益的一方面