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隨著工業(yè)的發(fā)展,超聲波清洗機(jī)所清洗的工件越來越精細(xì),對工件清潔度的要求也越來越高,因此從清洗的效果及經(jīng)濟(jì)性考慮,如何正確選擇超聲波清洗的頻率與功率顯得至關(guān)重要,一般情況都需要從實(shí)驗(yàn)獲取數(shù)據(jù)。
這里有二個概念:功率和頻率。在超聲波精密清洗中,當(dāng)一定頻率的超聲清洗后達(dá)不到清潔的效果時,如果工件上要去除的雜質(zhì)顆粒較大,就可能是超聲波功率不足,一般增加超聲波功率就可解決該問題;但相反的如果工件上要去除的雜質(zhì)顆粒非常小,那么無論功率怎么增大,都無法達(dá)到清潔的要求。
原因在于:當(dāng)液體流過工件表面時,會形成一層粘性膜。低頻時一般該層粘性膜很厚,小顆粒就埋藏在里面,無論超聲波的功率(強(qiáng)度)多大,空化氣泡都無法與小顆粒接觸,故無法把小顆粒*除去;而當(dāng)超聲波頻率升高時,粘性膜的厚度就會減少,超聲波產(chǎn)生的空化泡就可以接觸到小顆粒,將它們從工件表面剝落。所以,低頻的超聲波清理大顆粒雜質(zhì)的效果很好,但清理小顆粒雜質(zhì)效果就很差。相對而言,高頻超聲對清理小顆粒雜質(zhì)就特別有效。
為什么高頻清洗能避免對工件的損傷呢?大家都知道超聲波清洗的基本原理是基于液體的空化效應(yīng)。事實(shí)上空化效應(yīng)的強(qiáng)度直接跟頻率有關(guān),頻率越高,空化氣泡越小,空化強(qiáng)度越弱,且其減弱的程度非常大。舉例說,如將25KHz時的空化強(qiáng)度比作1,40KHz時的空化強(qiáng)度則為1/8,到了80KHz時,空化強(qiáng)度就降到0.02。所以如果頻率選擇正確,超聲波損傷工件的問題就不存在了。
由此可見,超聲空化閥值和超聲波的頻率有密切關(guān)系,頻率越高,空化閥越高。換句話說,頻率低,空化越容易產(chǎn)生,而且在低頻情況下液體受到的壓縮和稀疏作用有更長的時間間隔,使氣泡在崩潰前能生長到較大的尺寸,增高空化強(qiáng)度,有利于清洗作用。所以低頻超聲波清洗適用于大部件表面或者污物和清洗件表面結(jié)合度高的場合。但易腐蝕清洗件表面,不適宜清洗表面光潔度高的部件,而且空化噪音大。40 KHZ左右的頻率,在相同聲強(qiáng)下,產(chǎn)生的空化泡數(shù)量比頻率為20KHZ時多,穿透力較強(qiáng),宜清洗表面形狀復(fù)雜或有盲孔的工件,空化噪音較小,但空化強(qiáng)度較低,適合清洗污物與被清洗件表面結(jié)合力較弱的場合。
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