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天津伟林科技有限公司天津韦林科技清洗设备有限公司

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天津北辰区伟林科技超声波清洗技术简介

发布于:2014年04月14日 来源:www.fuhai360.com
[摘要]超声波清洗技术及其在航修中的应用在工业领域中的清洗方式一般包括手工清洗、有机溶剂清洗、蒸汽气相清洗、高压水射清洗和超声波清洗等。超声波清洗技术的机理研究及设备开发与超声波清洗工艺研究及应用在我国已有近50年的历史。上世纪80年代后,特别是90年代开始,由于先进制造技术的需求,超声波清洗技术的研究与超声波清洗设备的研制得到了迅速发展。

天津北辰区伟林科技超声波清洗技术简介

   技术及其在航修中的应用在工业领域中的清洗方式一般包括手工清洗、有机溶剂清洗、蒸汽气相清洗、高压水射清洗和超声波清洗等。超声波清洗技术的机理研究及设备开发与超声波清洗工艺研究及应用在我国已有近50年的历史。上世纪80年代后,特别是90年代开始,由于先进制造技术的需求,超声波清洗技术的研究与超声波清洗设备的研制得到了迅速发展。
   清洗原理:当声波频率高达超过人耳听觉范围的频率极限(20kHz)时称作超声波。它是一种交变声压,在液体中传播时能使液体出现稀疏状态和密集状态。通过超声波发生器将高频振荡电讯号转换成高频机械振荡,超声波并以纵波的形式在清洗液中辐射。在辐射波扩张的半波期间清洗液的致密性被破坏并形成无数直径为50-500μm的充满着溶液蒸汽的气泡。在压缩的半波期间气泡迅速闭合以每秒2.5-2.8万次的频率在液体中产生出数千万个大气压的微核波。这种现象称为“空化”效应。清洗液产生空化的最低声强和声压幅值称为空化阈。在“空化”效应的连续作用下,清洗液的渗透作用加强,声学辐射压力与声学毛细效应促使清洗介质渗入工件表面的微小凹陷和微孔,脉动搅拌加剧,溶解、分散和乳化加速。这样,工件表面或隐蔽处的污垢被爆裂和剥落,从而将工件彻底清洗干净。这个过程纯属一种物理效应,对工件与环境无任何污染。

清洗特点

   由于采用非氟氯烃(ODS-Ozone DepletingSubstance臭氧层消耗物质)类清洗技术,具有化学性能稳定、去污力强、毒性低、与金属及非金属材料有极好相溶性及安全速干等优点,而且超声波清洗是绿色清洗。此外,超声波清洗速度快、工效高,清洗可大大提高被清洗制件表面的洁净度,这在电子、航空、航天等高精尖科学技术发展中尤为重要。超声波清洗法适用于清洗几何形状复杂的工件(如带有盲孔、深孔、弯孔、狭缝的工件)和不同材料的组合件,尤其适用于精度高、光洁度高、清洗质量要求高的航空零件的清洗。特别是在大批量的小制件(或部件)清洗时,超声波清洗可以大大降低清洗作业的劳动强度。只要零件浸到声场存在的地方都具有清洗作用。

清洗设备组成超声波清洗设备无论功率大小
   基本上都是由清洗槽、换能器和超声波发生器组成,其中超声清洗机发生器包括振荡器、激励器、功率放大器、电源4个组成部分。大型多槽式超声波清洗设备还包括机械传动装置、清洗液回流过滤装置、温度控制装置、喷流装置和烘干设备,如果是气相式超声波设备还包括一台冷水机。若采用碳氢化合物溶剂清洗,则还需真空及干燥设备。

超声波清洗参数
1.功率的选择超声波清洗效果不一定与所加功率和工作时间成正比。例如:选用小功率花费很长时间也不能清除污垢,但当功率达到一定数值时,则有可能很快将污垢去除。有时超声功率太大,液体中空化强度大大增加,易使较精密的零件产生蚀点,造成不必要的损失,同时清洗槽底部振动板空化严重可使槽的寿命缩短。此外、超声功率太大使液体中声强过高、会产生大量气泡、在声波表面形成一道屏障,声波不易辐射到整个槽体中,造成远离声源的地方清洗作用减弱。所以选择合适的声强很重要。鉴于目前混响场声强测量的技术尚未成熟、目前还是用单位面功率进行设计、一般一台标准超声清洗器输出功率密度大多选在0.3-0.6W/cm2之间。

2.频率的选择目前常用的超声清洗器工作频率在20-40 kHz之间。工作频率低,在使用水或水清洗剂时对空穴作用引起的物理清洗力显然有利,但空化引起的噪声大,噪声分贝数大大超过有关标准,所以20 kHz及以下的频率目前很少使用,除非具有很好的降噪措施。对于带有小间隙、狭缝、深孔的零件的清洗,选用高一些频率较好,国外有的用几十万赫兹清洗精密钟表零件。对于清洗像硅片表面不足1微米的微小颗粒污物时,甚至可选在兆赫兹级范围。

3.温度的选择

水基清洗液适宜的清洗温度约在40-60 ℃,尤其在冷天。若清洗液温度过低,则空化效应差,清洗效果不好。因此大部分清洗设备在槽内设置加热保温控制。如果温度太高,空泡内气体压力增加,引起冲击声压下降,对清洗反而不利。

4.清洗时间

对不同清洗对象要求有不同的清洗时间。对于航空零件的清洗时间一般为15分钟左右。

5.清洗剂

超声波清洗采用非ODS水基清洗剂,它成本低、效果好、使用安全,特别是对环境污染小,是符合环保要求的绿色清洗剂。应根据被清洗工件材质的不同和工件表面粘附污垢组分的不同选择不同的清洗剂。