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超聲波清洗機

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中文名稱;超聲波清洗機 外文名稱;Ultrasonic Cleaner 別名;超聲波清洗器 聲音頻率;20-20000Hz的聲波信號 信號;高頻振盪信號 用途;清理

超聲波在液體中傳播，使液體與清洗槽在超聲波頻率下一起振動，液體與清洗槽振動時有自己固有頻率，這種振動頻率是聲波頻率，所以人們就聽到嗡嗡聲。隨着清洗行業的不斷發展，越來越多的行業和企業運用到了超聲波清洗機。

對超聲波清洗機原理由超聲波發生器發出的高頻振盪信號，通過換能器轉換成高頻機械振盪而傳播到介質－－清洗溶劑中，超聲波在清洗液中疏密相間的向前輻射，使液體流動而產生數以萬計的直徑為50-500μm 的微小氣泡，存在於液體中的微小氣泡在聲場的作用下振動。這些氣泡在超聲波縱向傳播的負壓區形成、生長，而在正壓區，當聲壓達到一定值時，氣泡迅速增大，然後突然閉合。並在氣泡閉合時產生衝擊波，在其周圍產生上千個大氣壓，破壞不溶性污物而使他們分散於清洗液中，當團體粒子被油污裹着而黏附在清洗件表面時，油被乳化，固體粒子脫離，從而達到清洗件淨化的目的。在這種被稱之為「空化」效應的過程中，氣泡閉合可形成幾百度的高溫和超過1000個氣壓的瞬間高壓。

超聲波清洗機的優點是：超聲波清洗效果好，操作簡單。人們所聽到的聲音是頻率20-20000Hz的聲波信號，高於20000Hz的聲波稱之為超聲波，聲波的傳遞依照正弦曲線縱向傳播，產生大量小氣泡 。一個原因是液體內局部出現拉應力而形成負壓，壓強的降低使原來溶於液體的氣體過飽和，而從液體逸出，成為小氣泡；另一原因是強大的拉應力把液體「撕開」成一空洞，稱為空化。

工藝流程

1、研磨後的清洗

研磨是光學玻璃生產中決定其加工效率和表面質量（外觀和精度）的重要工序。研磨工序中的主要污染物為研磨粉和瀝青，少數企業的加工過程中會有漆片。其中研磨粉的型號各異，一般是以二氧化鈰為主的鹼金屬氧化物。根據鏡片的材質及研磨精度不同，選擇不同型號的研磨粉。在研磨過程中使用的瀝青是起保護作用的，以防止拋光完的鏡面被劃傷或腐蝕。研磨後的清洗設備大致分為兩種： 一種主要使用有機溶劑清洗劑，另一種主要使用半水基清洗劑。

2、鍍膜前清洗

鍍膜前清洗的主要污染物是求芯油（也稱磨邊油，求芯也稱定芯、取芯，指為了得到規定的半徑及芯精度而選用的工序）、手印、灰塵等。由於鍍膜工序對鏡片潔淨度的要求極為嚴格，因此清洗劑的選擇是很重要的。在考慮某種清洗劑的清洗能力的同時，還要考慮到他的腐蝕性等方面的問題。

頻率

超聲波清洗機工作頻率很低（在人的聽覺範圍內）就會產生噪音。當頻率低於20kHz時，工作噪音不僅變得很大，而且可能超出職業安全與保健法或其它條例所規定的安全噪音的限度。在需要高功率去除污垢而不用考慮工件表面損傷的應用中，通常選擇從20kHz到30kHz範圍內的較低清洗頻率。該頻率範圍內的清洗頻率常常被用於清洗大型、重型零件或高密度材料的工件。

低頻通常被用於清洗較小、較精密的零件，或清除微小顆粒。高頻還被用於被工件表面不允許損傷的應用。使用高頻可從幾個方面改善清洗性能。隨着頻率的增加，空化泡的數量呈線形增加，從而產生更多更密集的衝擊波使其能進入到更小的縫隙中。如果功率保持不變，空化泡變小，其釋放的能量相應減少，這樣有效地減小了對工件表面的損傷。高頻的另一個優勢在於減小了粘滯邊界層

空化作用

空化作用就是超聲波以每秒兩萬次以上的壓縮力和減壓力交互性的高頻變換方式向液體進行透射。在減壓力作用時，液體中產生真空核群泡的現象，在壓縮力作用時，真空核群泡受壓力壓碎時產生強大的衝擊力，由此剝離被清洗物表面的污垢，從而達到精密洗淨目的

直進流

超聲波在液體中沿聲的傳播方向產生流動的現象稱為直進流。聲波強度在0.5W/cm2時，肉眼能看到直進流，垂直于振動面產生流動，流速約為10cm/s。通過此直進流使被清洗物表面的微油污垢被攪拌，污垢表面的清洗液也產生對流，溶解污物的溶解液與新液混合，使溶解速度加快，對污物的搬運起着很大的作用。

加速度

液體粒子推動產生的加速度。對於頻率較高的超聲波清洗機，空化作用就很不顯著了，這時的清洗主要靠液體粒子超聲作用下的加速度撞擊粒子對污物進行超精密清洗。

應用領域

超聲波清洗機廣泛應用於表面噴塗處理行業、機械行業、電子行業、醫療行業、半導體行業、鐘錶首飾行業、光學行業、紡織印染行業。其他行業等，超聲波清洗機運用具體如下

1、 表面噴塗處理行業：（清洗的附着物：油、機械切屑、磨料、塵埃、拋光蠟）電鍍前的清除積炭、清除氧化皮、清除拋光膏、除油除銹、離子鍍前清洗、磷化處理，金屬工件表面活化處理等。不鏽鋼拋光製品、不鏽鋼刀具、餐具、刀具、鎖具、燈飾、手飾的噴塗前處理、電鍍前清洗。

2、 機械行業：（清洗的附着物：切削油、磨粒、鐵屑、塵埃、指紋）

防鏽油脂的去除；量具的清洗；機械零部件的除油除銹；發動機、發動機零件、變速箱、減振器、軸瓦、油嘴、缸體、閥體、化油器及汽車零件及底盤漆前除油、除銹、磷化前的清洗；過濾器、活塞配件、濾網的疏通清洗等。精密機械部件、壓縮機零件、照相機零件、軸承、五金零件、模具、尤其在鐵路行業，對列車車廂空調的除油去污、對列車車頭各部件的防鏽、除銹、除油非常適合。

1．參照超聲波清洗機安裝說明書連接清洗機的電控櫃與主機間的溫控傳感器信號線、超聲驅動線、加熱器控制線等線路，並接通380VAC電源，安裝清洗機的上水管、放水管與溢流排放管。

2．超聲波清洗池清水

向清洗池內加入適量清水，液面高度以浸沒將要清洗的零部件為準，一般不超過清洗池的四分之三。

3．超聲波清洗加溫

啟動電控加熱開關，將水溫調節旋鈕上的白色刻度線指向適當的溫度（應為60℃左右）。清洗機在使用過程中，清洗劑的最高溫度不應超過70℃。

4．超聲波清洗機加入清洗劑

待水溫升至40℃左右時，將UC-O3零部件清洗劑加入清洗池中（一般一次5kg左右），徐徐攪動清水使其充分溶解（此時亦可啟動超聲波或開啟鼓氣裝置進行攪拌）。

5．超聲波清洗機預處理

清洗之前宜用竹刀先將零部件表面的污垢（如防塵罩外表面會有很多塵土、氣缸體類的零件在其外殼曲線變化處會積留很多厚且易除的油泥）簡單清潔一下，以便延長清洗液使用壽命。

超聲波能夠進行精密清洗，但其對泥類的污物處理能力較弱，故預處理中，應儘量將黃泥或稀泥類的污物去除。

方法集合

內燃機車零、部件上常見的污垢主要是油污、積碳、水垢、鏽蝕、塵土等。清洗時?應根據零、部件的形狀、外形尺寸、污垢成分、沾污程內燃機車零、部件上常見的污垢主要是油污、積碳、水垢、鏽蝕、塵土等。清洗時應根據零、部件的形狀、外形尺寸、污垢成分、沾污程度、零件的材質、表面加工精度及批量的大小，合理地選擇有效的清洗辦法。正確的清洗辦法不僅否以保證清洗質量和較高的清洗效率，而且足以使清洗成本降低。

機械清洗法

1. 手工清除法　用手工的辦法使用金屬刷子、刮刀等工具去清除零、部件表面的污垢。此法還包括用棉、絲織品、合成纖維造品和麂皮等擦拭零、部件表面，以去除污垢。

2. 機械工具清理法　用電動或者風動工具去帶動金屬刷子、軟砂輪等去清除零、部件表面的積碳、鏽蝕、漆層等。

3. 壓縮空氣吹掃法　用壓縮空氣去吹掃覆蓋在零、部件表面的干塵土、油泥等。

4. 高壓水沖洗法

5. 磨料清洗法　用由壓縮空氣流或者壓力水流導向的軟磨料和硬磨料撞擊零件表面，使污垢層破壞，並與殘渣一起帶走。主要用去清除積碳、鏽蝕和漆層。

浸洗、煮洗法

浸洗、煮洗是一種比較原始的清洗辦法。 浸洗是將待清洗的零、部件浸泡在清洗液外依託清洗液和污垢之間發生的物理、化學反應而使污垢逐漸軟化、親松逐步轉為逛離狀態，最終從零、部件表面脫落下去。 浸洗的清洗時間較長效率也比較低。但它具有清洗設備簡單、需用的人工少等優點，因而得到了廣泛的應用。

煮洗是將清洗液加熱直至沸騰的一種清洗辦法。清洗液在加熱過程外清洗性能進一步進步。同時油污及油脂也果溫度升高而軟化或者溶化清洗液被加熱後上下自然對流使污垢易於從被清洗件上清洗下去。煮洗的效率要較浸洗的為高。 浸洗、煮洗所使用的清洗設備主要有清洗槽和加熱系統。

壓力沖洗法：

清洗液的衝擊動能是影響壓力沖洗效果的主要果素。衝擊動能越大，沖洗效果越好。根據沖洗壓力的大小，壓力沖洗否分為高壓沖洗、外壓沖洗和低壓沖洗三種。

壓力沖洗

高壓沖洗

沖洗壓力在1兆帕（約為10公斤力/厘米²）以上的稱為高壓沖洗，它主要是依託高壓水柱（或者清洗液柱）的衝擊能量去達到除垢的目的。由於衝擊能量較大，一般的污垢都能被沖洗下去，而且被清洗件的死角、盲孔及內腔都能被沖洗得很乾淨。若使用清洗液進行高壓沖洗，在高壓沖向被清洗件時會產生大量泡沫，使回收循環系統外果泡沫過少而影響沖洗壓力的升高。故高壓沖洗大都採用清水（熱水）；如需沖洗油污較重的零、部件，則否採用溫度為80℃左右的熱水。有時根據需要也否以使用低濃度的清洗液。

我國一般常用的高壓沖洗壓力大致為1.5～2.0兆帕，在這樣的壓力下清洗效果及經濟性都比較好。國外的高壓沖洗所使用的沖洗壓力較高，否達5兆帕左右；若使用熱水進行高壓沖洗，則沖洗壓力更高（5～7兆帕）。

高壓沖洗是高壓射流技術在清洗上的具體應用。國外已使用比較廣泛，並對高壓射流的基本理論及其應用作了大量的研究。我國已將高壓沖洗應用於船舶除銹和清除船體外部沾附的海生物；鐵路機車車輛修理部門已開始應用高壓沖洗去清洗轉向架及車底部，所獲效果甚好，除了能清除污垢外，鐵鏽、舊漆層等都能被沖洗下去。

高壓沖洗的一個特點是否以採用普通的清水（自去水）作為清洗介質，而且否以不必加熱。為了減少對環境的污染和節約用水，否通過一套廢水循環處理裝置將污水淨化後反覆使用。高壓水沖洗的成本是比較低的。

高壓沖洗對於供液系統（主要為泵及其驅動機構）和輸液系統（主要為高壓管道及其連接裝置）的要求較高。此外，必須指出，高壓液柱或者水柱在近距離內對人體有傷害作用，果而在操作時應注意安全消費。

功率選擇

超聲清洗效果不一定與（功率×清洗時間）成正比，有時用小功率，花費很長時間也沒有清除污垢。而如果功率達到一定數值，有時很快便將污垢去除。若選擇功率太大，空化強度將大大增加，清洗效果是提高了，但這時使較精密的零件也產生蝕點，得不償失，而且清洗缸底部振動板處空化嚴重，水點腐蝕也增大，在採用三氯乙烯等有機溶劑時，基本上沒有問題，但採用水或水溶性清洗液時，易於受到水點腐蝕，如果振動板表面已受到傷痕，強功率下水底產生空化腐蝕更嚴重，因此要按實際使用情況選擇超聲功率。

頻率選擇

在低頻的情況下，液體受壓與受拉的時間變長；因此空化生成的時間也長，體積也長，而空化閉合時所產生的衝擊力又與空化泡的大小成正比。所以頻率越低，空化越強烈。

而我們用於工業清洗中的頻率一般小於60KHz，用的最多的是在20～40KHz之間。使用20KHz左右的頻率，可以得到相對小數量的空化泡，但有大的空化強度，並且伴有噪音，可用於清洗大部件表面與物件表面結合強度高的工件。

40KHz左右的頻率，在相同的聲壓下，產生的空化泡的數量大，但破碎時產生的空化強度低，噪音小，穿透能力強，適用於表面複雜、盲孔、污物和表面結合力弱的工件。

參考來源

超聲波清洗機生產現場_標清