技术百科 | 2022-05-06

超声波清洗机的参数选择分析

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超声波清洗主要采用超声波空化作用,其空化作用受工艺参数和清洗液的物理性质的影响。为保证超声波清洗效果,必须选择合适的清洗液,并明确超声波清洗机的清洗工艺参数。与超声波清洗效果相关的物理量包括功率密度、超声波频率、清洗剂类型、清洗温度等。


第一,工作频率和功率。


超声波清洗的主要参数是功率,或者更准确地说,应该是指清洗件表面的功率和密度。它直接影响超声波强度的大小。声强直接影响空化效果。因此,在选择超声波清洗功率时应特别注意。超声波清洗效果不一定与功率清洗时间完全成正比。当功率增加时,空化强度将大大提高,清洗效果也将提高。但是,当强度过大时,清洗件表面容易产生空化腐蚀,清洗缸底部的振动板也严重空化,水点腐蚀也增加,缩短了超声波清洗机的使用寿命。因此,应根据实际使用情况选择超声波功率,以获得最有效的清洗。功率一般为0.1kW~10kW,强度为0.1~1.0w/cm2。在相同强度下,超声波频率越低,清洗液中的空化效果越好。这是因为当工作频率较低时,清洗液压缩稀疏时间隙较长,气泡可达到较大体积。当空化气泡体积较大时,空化强度增加,有利于清洁,因此使用较低的工作频率可以获得较高的清洁能力。但是,当工作频率过低时,会导致噪声增加,污染环境。一般选择在15kHz~30kHz之间,对于一些特殊的清洁部件或特殊的清洁要求,可以适当地提高频率,如表面有小间隙、深孔等形状,可以适当地提高频率。当然,对于半导体制造过程中的硅片清洗,可以选择兆赫级超声波清洗设备。


第二,清洗液温度。


当天气寒冷时,清洗液的温度随温度而降低,直接影响空化效应,导致清洗效果不理想。因此,大多数清洗机应以不同的方式加热清洗液,并控制清洗液的温度。如果清洗液的温度升高,则有利于空化效应的发生。当温度继续升高时,气泡中气体的蒸汽压也会随着温度的升高而升高,导致冲击声压和空化强度的降低,这将削弱空化效果。因此,每种清洗液都应选择最合适的温度,即空化活性温度,以达到最佳的清洗效果。如果水基清洗液的空气活性温度为60℃,则更适合使用60℃的水作为清洗液。


第三,选择清洗液。


放射性滤芯的清洗通常采用酸、碱等作为清洗剂,其成本相对可控,效果明显。根据滤芯的材料和工艺环境,表面附着的放射性物质成分也有所不同。选择合适的清洁剂是保证清洁效率的主要因素之一。


目前,常用的超声波清洗液包括金属清洗液、碱性清洗液、混合烃有机溶剂、卤代烃有机溶剂等。其中,卤代烃有机溶剂对油的溶解效果更高,振荡程度更高,更适合超声波清洗领域。


第四,超声波清洗时间。


超声波清洗也直接影响清洗效果和质量,时间短,不能满足清洗要求。如果清洗时间过长,会影响清洗效率,甚至会对工件表面造成空化腐蚀。一般来说,对于一些表面烧结材料较严重的工件,可以适当增加清洗时间。对于表面光滑、烧结材料较轻的工件,需要控制清洗时间。


超声波空化的强度与声学的技术参数、清洗液的物理化学性质和环境条件有关。因此,为了获得良好的清洗效果,必须选择合适的超声波清洗工艺参数和清洗液。

超声波清洗机的参数选择分析