超声波清洗在五金制造加工中的应用         0755-28665828  周生  

超声波清洗技术的优势正在为越来越多的机械、汽车、电子、五金等行业的表面处理工程师所熟知，她的高清洁度清洗效果、快捷的生产节拍使这项技术的应用于扩展迅速。

    进入90年代，超声波清洗技术的性能和应用获得突破；大型的、连续化的超声波清洗设备彻底改变了传统的小型设备形象；化工产品的发展大大丰富了清洗工艺，新的应用于领域不断扩展；

    超声波带来更多益于减少环境污染的清洗方案……超声波清洗技术需要重新为人们认识。

    1超声波清洗的原理

    1.1超声波发生器

    框图的下方构成“他激式”的超声波波发生器（电源），其作用是通过逆变电路将50Hz的交流电转换成超过2000Hz的高频率的功率输出。所谓“他激式”是指超声波发生器具有完整的电路控制、保护系统，适合于连续工作；与其对应的是“自激式”的电源，电路相对简单，成本低，可靠性差。

    1.2超声波换能器

    上端尾块各下端发射器之间夹着压电晶体（压电陶瓷），常用的压电陶瓷是钛锆酸铅。当在压电陶瓷两极之间施加电压时，陶瓷的几何尺寸会发生改变，当施加高频交流电压时，陶瓷就驱动换能器整体做高频往复振动，从而发出大功率的超声波。将一组换能器粘接到一个发射面上，就成为超声矩阵（换能器盒）。

清洗力主要来源于“空化”作用。直观志讲，当换能器组以相同相位做高频振动时，宛如一个巨大的活塞，当振动的功率足够大时（超过阈值），这个活塞将液体中拉裂出无数细小的气泡（空化泡），反向的振动使其迅速破裂，这种空洞产生各破裂的速度如此之快，使其具有极高的运动加速（>200g）和爆破冲击力，而且这种“空化”作用最易在固液交界面上产生，可快速彻底地剥离附着在零件表面的污物。

    2超声波设备的工艺条件

    要过到有效的清洗，需要满足一定的工艺条件

    2.1设备方面：

    功率刻度：

    超声波输出必须达到一定的强度才能产生空化作用，这个强度我们用功率密度来衡量，{zd1}的密度应大于0.35W/cm2，实际应用多采用0.4～0.8W/cm2。

    频率：工业用超声波清洗设备的频率通常在16～80KHz之间，常用的频率包括20、25、28、33、和40KHz。

    2.2工艺方面：

    温度：超声波清洗一般采用中温（40～60℃）

    清洗液：清洗液的选择需根据清洗对象选取不同的清洗液。清洗液有水基清洗液和溶剂型的清洗液两大类。

    目前水基清洗液得到越来越广的应用：除油可采用碱性、中性或酸性脱脂液；可采用磷酸等弱酸清洗锈及氧化皮。

    氟里昂、三氯乙烯、汽油等都是良好的清洗溶剂，但这些物质或污染环境、或毒害人体、或易燃易爆，使用中受到严格限制。一种由法国ATOCHEM出品的ALTENED6通过了欧洲和美国的环境认证，且性能出色，很有应用价值。

3为什么要采用超声波清洗

    与常规的清洗手段相比，超声波清洗具有不可比拟的优势：

    I速度快：超声波的清洗时间通常可以在几十秒到几分钟之内完成；

    Ⅱ清洁度高；

    Ⅲ适合于复杂零件：声波的特性使得零件的孔、狭缝、内壁等都得都良好的处理；

    Ⅳ易于采用环保化的清洗手段。

    3超声波清洗的实际应用情况

    设备可靠性可以满足大生产要求和对零件表面清洁度要求的不断提高这两方面的作用使得超声波波清洗在电镀前脱脂、抛光后清洗抛光膏、涂装前除油除锈等都是很理想的方法。而且的零件体积一般较小，采用超声波清洗的设备投资也比较低。