超聲清洗簡介

超聲清洗是利用超聲波在液體中的空化作用、加速度作用及直進流作用對液體和污物直接、間接的作用，使污物層被分散、乳化、剝離而達到清洗目的。所有的超聲清洗機中，空化作用和直進流作用應用得更多。

超聲清洗屬于物理清洗，其本身為綠色清洗，若在清洗液中添加適合的清洗劑則屬組合清洗，更具有明顯的清洗效果。超聲清洗與現(xiàn)代科技發(fā)展及先進制造工藝密切相關，是功率超聲中詳細應用最為廣泛的領域之一。

超聲波清洗的物理機制主要是超聲波空化，空化作用非常容易在團體與液體交界處產(chǎn)生，因而對于浸入超聲作用下液體中的物體，具有超乎尋常的清洗作用，另外，由于超聲波具有很強的穿透固體的作用、可以穿透到被清洗物，另一側(cè)表面，以及所有浸入介質(zhì)中的內(nèi)腔，盲孔、狹縫，將清洗物體表面附著的污垢剝落，達到完美的清洗效果。

超聲波同時還有乳化、中和作用，能更有效防止被清洗掉的油污重新附著在清洗物件上。所以這種空化作用對浸入超聲波作用下的液體中物體內(nèi)表面（如管件、箱體件）均能清洗。這是超聲波清洗優(yōu)于其他清洗手段的重要方面。

所用的超聲波清洗機中，空化作用和直進流作用應用得更多。超聲波清洗是一項物理清洗技術(shù)，能強力分離蔬菜水果表面的殘留農(nóng)藥，殺死表面細菌病毒。

超聲波由于頻率高、波長短，因而傳播的方向性好、穿透能力強，這也就是為什么設計制作超聲波清洗機的原因。

超聲清洗清洗介質(zhì)

采用超聲波清洗，一般有兩類清洗劑即化學溶劑和水。清洗介質(zhì)的化學作用可以加速超聲波清洗效果，超聲波清洗是物理作用，兩種作用相結(jié)合，依對物件進行充分、徹底的清洗。

超聲清洗功率密度

超聲波的功率密度越高，空化效果越強，速度越快，清洗效果越好，但對于精密的表面光潔度甚高的物件，采用長時間的高功率密度清洗會對物件表面產(chǎn)生空化、腐蝕。

超聲清洗超聲頻率

超聲波頻率越低，在液體中產(chǎn)生的空化越容易，產(chǎn)生的力度大，作用也越強，適用于工件粗、臟、初洗，頻率高則超聲波方向性強，適合于精細的物件清洗。

超聲清洗清洗高溫

超聲波在50°C~60°C時的空化效果最好，清洗劑也不是溫度越高，作用越顯著，有可能會高溫失效，通常超聲波在超過85°C時，清洗效果已變差。所以實際應用超聲波清洗時，采用50°C~70°C的工作溫度。

• 吹式清洗：剩余殘留物86%

• 浸潤式清洗：剩余殘留物70%

• 蒸氣式清洗：剩余殘留物65%

• 刷子式清洗：剩余殘留物8%

• 超聲波清洗：剩余殘留物0-0.5%

速度快、質(zhì)量高、易于自動化控制；

不受清洗件表面復雜形狀的限制；

某些場合可以用水劑代替油或有機浴液進行清洗。對于需要用酸或堿清洗的某些零部件，用超聲波清洗可以降低酸堿的濃度，因而能減少污染 ，降低成本和改善勞動條件；

在另一些難于清洗 且有損人體健康的場合，如核工業(yè)及醫(yī)療中的放射性污族物的清洗，也可以用超聲完成?？梢杂行У亟档臀廴?，減少有毒溶劑對操作人員的損害；

超聲清洗對超聲反射強度大的材料，清洗效果好，而對超聲波吸收較大的材料則清洗效果較差；

超聲波清洗的成本較低。

超聲清洗高頻超聲波清洗

硅片表面小至零點幾微米的超微污物粒子，常規(guī)的超聲波清洗器無法清洗，即使增加功率密度也無濟于事。一種兆赫茲級的高頻超聲清洗技術(shù)，由于頻率高，空化效應已不起作用，因此清洗的關鍵不是氣泡，是高頻壓力波的擦洗作用，對污物的去除率接近百分之百。

超聲清洗聚焦式清洗

對于像紡織行業(yè)的噴絲板、過濾器之類微孔物件的清洗，常規(guī)的超聲清洗效果十分不理想，聲強達不到要求，而采用機械掃描聚焦式超聲清洗，噴絲板微孔中的污物脫離則十分明顯。聚焦式清洗要求達到高的聲強。

超聲清洗多頻清洗

在一只清洗槽中，安裝有兩種或三種以上不同頻率的換能器，由多只發(fā)生器分別推動各自頻率的換能器。清洗器工作頻率高時，在液體中空化強度低而空化密度大，而工作頻率低時則相反。低頻超聲波的強度高，對物體表面清洗有利，高頻超聲波空化密度高，沖擊波能穿達凹槽、細縫、深孔等細微結(jié)構(gòu)。同時缸中有多種頻率的超聲波，也克服了單頻清洗駐波場造成的清洗不均勻問題。

超聲清洗掃描和調(diào)頻清洗

掃頻和跳頻清洗都是為了改善超聲波清洗槽中的聲場結(jié)構(gòu)。掃頻解決了槽中的不均勻駐波場，使清洗均勻。跳頻和多頻兼顧到高低頻清洗，不同的是跳頻用的是一個超聲波換能器和一個超聲波發(fā)生器，其超聲波換能器本身有兩個諧振頻率，在第一諧振點帶寬內(nèi)作連續(xù)的頻率變化，然后跳到另一帶寬內(nèi)進行掃頻清洗，是高低頻交替進行清洗。2100433B

隨著應用范圍的擴大,超聲波清洗技術(shù)也有了新的發(fā)展。傳統(tǒng)的超聲波清洗設備由于自動化程度不高而難以保證零件清洗的均勻性,近年來逐漸出現(xiàn)了自動化程度高、靈活性強的自動化超聲波清洗設備。不但實現(xiàn)了超聲波清洗的自動化控制和批量作業(yè),還穩(wěn)定了清洗工藝、提高了清洗質(zhì)量。這類超聲波清洗設備將超聲波清洗和化學清洗、漂洗、脫水、烘干等工藝結(jié)合,因而有非常高的清洗效率。在傳動、烘干、清洗方面通常使用PLC控制,實現(xiàn)了清洗過程的全自動化。

《中國清洗行業(yè)ODS的整體淘汰計劃》的實施,清洗行業(yè)以前所沿用的ODS有機溶劑將被逐步禁止使用。碳氫溶劑由于擁有眾多優(yōu)點且經(jīng)濟環(huán)保而流行起來。但碳氫溶劑閃點限制了其在超聲波清洗方面的應用,在超聲波清洗領域引入超聲波碳氫真空清洗,不但克服了碳氫溶劑的缺點,又達到了環(huán)保的目的。而且在真空狀態(tài)下進行超聲波碳氫清洗還能強化清洗作用,提高清洗效果并達到較高的自動化程度。超聲波碳氫真空清洗已成為今后環(huán)保型超聲波清洗的發(fā)展方向。

近年來還出現(xiàn)了超聲波清洗的一種特殊應用-超聲波除垢。超聲波除垢主要是利用超聲波強聲場處理流體,使流體中成垢物質(zhì)在超聲場的作用下的物理形態(tài)和化學性能發(fā)生一系列變化,使之分散、粉碎、松散、松脫而不易附著管、器壁形成積垢。作為超聲清洗的特殊應用,超聲防垢廣泛應用在鍋爐、熱交換裝置和管道防垢、除垢領域。

此外任金蓮等還提出了超聲波清洗的一種新方法———超聲振動清洗方法,這是一種無需清洗液且有別于常規(guī)超聲波清洗機理的超聲波振動清洗方法。這種方法利用超聲波在固體介質(zhì)中傳播時能引起介質(zhì)質(zhì)點極大的加速度和作用力這一特點,將超聲波經(jīng)變幅桿與振動頭傳送給被清洗工件,從而使工件介質(zhì)質(zhì)點在平衡位置高速振動,致使污物被振松而脫離工件,從而達到清洗目的。目前該超聲波振動清洗裝置已用于顯像管自動生產(chǎn)線上。

一般來說,清洗的工藝流程依被清洗物體清洗的難易程度及清洗數(shù)量而決定。主要清洗流程如下:

1)熱浸洗或噴洗:目的是將工件上的污染物軟化、分離、溶解,并減輕下道清洗工序的負荷。

2)超聲波清洗:利用超聲波產(chǎn)生的強烈空化作用及振動將工件表面的污垢剝離脫落,同時還可將油脂性的污物分解、乳化。

3)冷漂洗:利用流動的凈水將已脫落但尚浮在工件表面上污物沖洗干凈。

4)超聲波漂洗:溶劑為干凈的清水,工件浸入后,利用超聲波將浮在工件各邊、角及孔隙處的污物清洗干凈。

5)熱凈水及冷凈水漂洗:進一步去除懸附在工件表面上的污物微粒。

6)熱風烘干:利用一定的溫度和風速,使零件表面快速干燥。