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1、 超声波清洗原理

超声波清洗原理：超声波清洗机通过超声波发生器放大频率高于20kHz的振荡信号的电功率，然后通过超声波换能器（振动头）的逆压电效应将其转化为高频机械振动能。通过清洁介质中的声辐射，清洁液分子振动并产生大量微小气泡。气泡沿超声波传播方向在负压区形成并生长，在正压区迅速闭合，产生数千个大气压的瞬时高压并破裂，形成无数微高压冲击波，作用于被清洗工件的表面。这就是&#8220；空化效应&#8221；在超声波清洗中。超声波清洗机的基本原理是：；空化效应&#8221；因此，超声波清洗对内外结构复杂、表面微不平整、狭缝、小孔、拐角、死角和密集部件的工件具有优异的清洗能力，这是其他清洗方法所无法比拟的。随着超声频率的增加，气泡数量增加，爆破冲击力减小。因此，高频超声波特别适合在不破坏工件表面的情况下清洗小颗粒的污垢。

2、 空化气泡的膨胀和破裂（内爆）

通过向液体施加高频（超声波频率）和高强度声波来产生气泡。因此，任何超声波清洗系统都必须有三个基本部件：一个装有清洗液的储罐、一个将电能转化为机械能的换能器和一个产生高频电信号的超声波发生器。

3、 传感器和发电机

换能器是超声波清洗系统中最重要的部件。传感器有两种，一种是磁性传感器，由镍或镍合金制成；压电换能器由锆钛酸铅或其他陶瓷制成。当压电材料置于电压变化的电场中时，它会变形，这就是所谓的“；压电效应；相比之下，磁性换能器由在变化的磁场中会变形的材料制成。无论使用哪种传感器，最基本的因素是空化效应的强度。像其他声波一样，超声波是一系列压力点，即交替压缩和膨胀的波。如果声能足够强，液体在波的膨胀阶段被推开，从而产生气泡；在波浪的压缩阶段，这些气泡在液体中瞬间破裂或内爆，产生非常有效的冲击力，特别适合清洁。这个过程被称为空化。

4、 声波的压缩和膨胀

理论上，破裂的空化气泡将产生超过10000psi的压力和20000°f（11000°C）的高温，冲击波在破裂的瞬间将迅速向外辐射。单个空化泡释放的能量很小，但每秒有数百万个空化泡同时破裂，累积效应将非常强。强大的冲击力会剥离工件表面的污垢，这是所有超声波清洗的特点。如果超声波能量足够大，清洗液中到处都会出现空化现象，因此超声波可以有效地清洗小裂缝和孔洞。空化还促进化学反应，加速面膜表面的溶解。然而，只有当某个区域的液体压力低于气泡中的气体压力时，该区域才会发生气蚀，因此当换能器产生的超声波振幅足够大时，可以满足这一条件。产生气蚀所需的最小功率称为气蚀临界点。不同的液体有不同的空化临界点，因此超声波能量必须超过临界点才能达到清洗效果。换句话说，只有当能量超过临界点时，才能产生空化气泡进行超声波清洗。

5、 频率的重要性

当工作频率非常低（在人类听力范围内）时，会产生噪音。当频率低于20kHz时，工作噪声不仅变大，而且可能超过职业安全卫生法或其他法规规定的安全噪声限值。在需要高功率去除污垢而不考虑工件表面损坏的应用中，通常选择20kHz至30kHz范围内的较低清洁频率。此频率范围内的清洁频率通常用于清洁高密度材料的大型、重型零件或工件。

高频通常用于清洁更小、更精确的零件，或去除小颗粒。高频也用于不允许损坏工件表面的应用。使用高频可以在几个方面提高清洁性能。随着频率的增加，空化气泡的数量呈线性增加，从而产生越来越密集的冲击波，可以进入更小的间隙。如果功率保持不变，空化气泡变小，其释放的能量相应减少，从而有效地减少了对工件表面的损伤。高频的另一个优点是它减少了粘性边界层（伯努利效应），这使得超声波能够；发现&#8217；极细的颗粒。深圳市巧波超声波新设备有限公司有限公司提供28kHz、32kHz、40KHz等系列频率产品。

6、 超声波清洗的优点

高精度：由于超声波的能量可以穿透细小的间隙和小孔，因此可用于清洁任何零件或组件。当需要清洗的零件是精密零件或组件时，超声波清洗通常是唯一能满足其特殊技术要求的清洗方法；

快速：超声波清洗在去除工件的灰尘和水垢方面比传统清洗方法快得多。组装部件可以在不拆卸的情况下进行清洁。超声波清洗具有节省劳动力的优点，这往往使其成为最经济的清洗方法；

一致性：无论要清洗的零件是大是小，简单还是复杂，单件还是批量，还是在自动装配线上，使用超声波清洗都可以获得手动清洗无与伦比的均匀清洁度。

7、 超声波清洗技术及清洗液的选择

在购买清洁系统之前，应对清洁后的零件进行以下应用分析：确定清洁零件的材料成分、结构和数量，并分析和确定要去除的污垢。这些是确定要使用的清洁方法以及确定是使用水性清洁溶液还是溶剂的先决条件。最终的清洁过程需要通过清洁实验进行验证。只有这样，才能提供合适的清洁系统、合理设计的清洁工艺和清洁溶液。

8、 清洗液的选择

考虑到清洗液的物理特性对超声波清洗的影响，蒸汽压力、表面张力、粘度和密度应该是最重要的因素。温度会影响这些因素，因此也会影响空化效率。任何清洁系统都必须使用清洁液。

选择清洗液时应考虑以下三个因素：

清洁效率：在选择最有效的清洁溶剂时，必须进行实验。如果将超声波引入现有的清洁过程中，通常不需要更换使用的溶剂；

2.操作简单：使用的液体应安全、无毒、易于操作、使用寿命长；

3.成本：使用成本最便宜的清洗溶剂不一定是最低的。使用时必须考虑溶剂的清洁效率和安全性、一定量的溶剂可以清洁的工件数量和最高利用率。当然，选择的清洗溶剂必须达到清洗效果，并与待清洗的工件材料相容。水是最常见的清洁溶液，因此使用水基溶液的系统易于操作，成本低，应用广泛。然而，有些材料和污垢不适合水溶液，因此有许多溶剂可供选择。

9、 两种不同清洗液的清洗系统

水系统：通常由一个敞口罐组成，工件浸入其中。该复杂系统将由多个储罐组成，并配备循环过滤系统、冲洗罐、干燥罐和其他配件。溶剂系统：它们大多是超声波气相脱脂清洗机，通常配有废液连续回收装置。超声波气相除油工艺由溶剂蒸发罐和超声波浸没罐组成的集成多罐系统完成。在热溶剂蒸汽和超声波搅拌的共同作用下，去除溶解在溶剂中的油、油脂、蜡和其他污垢。经过一系列清洁程序后，工件变热、清洁、干燥。

10、 清洁部件的处理

超声波清洗的另一个考虑因素是清洗零件的装卸或放置清洗零件的工具设计。当清洗件在超声波清洗槽中时，清洗件和清洗件篮均不得接触槽底。清洗部件的总横截面积不得超过超声波槽横截面积的70%。橡胶和非刚性塑料会吸收超声波能量，因此在使用这些材料进行加工时要小心。还应特别注意绝缘清洁部件。如果工装篮设计不当或工件太重，即使是最好的超声波清洗系统的效率也会大大降低。钩子、架子和烧杯可用于支撑清洁部件。