超声波清洗效果与相关物理量

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。