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超声波清洗的作用机理主要有以下几个方面:因空化泡破灭时产生强大的冲击波,污垢层的一部分在冲击波作用下被剥离下来、分散、乳化、脱落。因为空化现象产生的气泡,由冲击形成的污垢层与表层间的间隙和空隙渗透,由于这种小气泡和声压同步膨胀,收缩,象剥皮一样的物理力反复作用于污垢层,污垢层一层层被剥离,气泡继续向里渗透,直到污垢层被完全剥离。这是空化二次效应。超声波清洗中清洗液超声振动对污垢的冲击。超声加速化学清洗剂(RT-808超声波清洗剂)对污垢的溶解过程,化学力与物理力相结合,加速清洗过程。
清洗介质:采用超声波清洗,一般两类清洗剂:化学溶剂、水基清洗剂(RT-808超声波清洗剂)等。 清洗介质的化学作用,可以加速超声波清洗效果,超声波清洗是物理作用,两种作用相结合,以对物件进行充分、彻底的清洗。
功率密度:功率密度=发射功率(W)/发射面积(cm2)通常≥0.3W/cm2,超声波的功率密度越高,空化效果越强,速度越快,清洗效果越好。但对于精密的、表面光洁度甚高的物件,采用长时间的高功率密度清洗会对物件表面产生“空化”腐蚀。
超声波频率:超声波频率越低,在液体中产生的空化越容易,产生的力度大,作用也越强,适用于工件(粗、脏)初洗。频率高则超声波方向性强,适用于精细的物件清洗。
清洗温度:一般来说,超声波在30℃-40℃时的空化效果好。清洗剂则温度越高,作用越显著。通常实际应用超声波时,采用50℃-70℃的工作温度。
超声波清洗广泛应用于表面喷涂处理行业、机械行业、电子行业、行业、半导体行业、钟表首饰行业、光学行业、纺织印染行业。其他行业等,并由易净超声波清洗提供,具体如下:
1、 表面喷涂处理行业;电镀前的清除积炭、清除氧化皮、清除抛光膏、除油除锈、离子镀前清洗、磷化处理,金属工件表面活化处理等。
2、机械行业:
防锈油脂的去除;量具的清洗;机械零部件的除油除锈;发动机、发动机零件、变速箱、减振器、轴瓦、油嘴、缸体、阀体、化油器及汽车零件及底盘漆前除油、除锈、磷化前的清洗;过滤器、活塞配件、滤网的疏通清洗等。
(1)铝箔腐蚀法
将20-30μm厚的铝箔固定在一个支架上,垂直放入清洗槽内,不接触底部。开机一段时间后取出,铝箔表面不同地方被腐蚀的程度可以间接反映该深度的超声强度是否均匀。如果要检测水平方向上的超声强度分布,可以将铝箔水平放置。有厂家说明书指出,若出现>1平方英寸(6.45cm2)的空白位置则为冷点。
该方法直观、简单,但不能定量测试,误差较大,装载器械的条件下难以实现测试,可能跟碱性清洗剂产生化学反应。有时候还会整块脱落,所以要设置好超声的时间。
(2)玻片洗除法
每周使用HB铅笔涂抹玻片,超声清洗在3min内洗掉则为合格
该方法操作简单,但不能定量测试,误差较大。
(3)淀粉碘化钾反应法
将淀粉处理后作为感光乳剂,涂抹在一面为玻璃的幻灯片上,放置于含有稀碘溶液的水槽中进行超声。在超声空化的作用下,碘与淀粉反应变蓝,导灯片变色,取出幻灯片冲洗、干燥,通过观察变色的区域,用于推断声场的分布情况。
该方法可以弥补铝箔腐蚀法中铝箔破损的缺点,但也不能定量测试。
(4)染色法
在水中配置染料(如亚蓝染料),将铜版纸放在水中超声,在超声空化的作用下,染料会附着在纸片上,取出纸片冲洗晾干,观察纸片背景上的染料图案,用于评价声场的分布情况,如果涂料分布不均匀,说明声场不均匀,存在冷点等情况。
(5)超声能量瓶测试
SonoCheck超声能量瓶可用于验证超声波的空化能力,变色所需的时间与超声波的空化能力成正比(美国IAHCSMM再教育培训手册2006)。根据水槽的容积,在不同位置进行布点,放置能量瓶,观察变色时间。
该方法直观、简单,但也是定性测量。