超聲波清洗工藝分析

超聲波的清洗效果取決于超聲波清洗工藝的正確選用。為此，對一些工藝參數如超聲波頻率、超聲波功率密度、超聲波清洗時間、被清洗件的放置、對清洗液的要求及其配方等作一簡要分析。
　　一超聲波頻率
　　在超聲波清洗中，首先要正確選用超聲波的頻率。超聲波頻率是起決定性作用的工藝參數，因為它對空化作用有直接的影響。超聲波頻率越低，超聲空化作用越強，清洗效果也比較理想，但噪音較大。故一般采用的超聲波頻率為20千赫左右，此時的空化作用強，清洗效果也比較好。
　　對于表面光潔度較高的零件以及具有較小直徑的孔類零件，宜采用波長較短、能量較集中的高頻超聲波清洗。但高頻的超聲振動在清洗液中衰減較大、作用距離較短、空化強度較弱，因而清洗效率也較低。此外，還由于高頻超聲波的方向性所產生的"陰影"，會造成被清洗件的某些部位清洗不到的現象。
　　在使用無頻率跟蹤的超聲波清洗機時，需經常調節超聲波發生器的"頻率調節"旋鈕，以便使其輸出信號的頻率與換能器的固有頻率始終保持一致，從而達到空化作用zui強、清洗效果的目的。
　　二超聲波功率密度
　　超聲波清洗中，清洗效果是隨著超聲波功率密度增加而提高的。但過高的功率密度會由于空化作用過份強烈而引起被清洗件表面的浸蝕即所謂空化腐蝕，從而使被清洗件表面受到損傷。這種現象尤其對工件上的各種鍍層以及鋁合金件更為突出。為此，對于油污程度嚴重、形狀復雜、有深孔和盲孔的被清洗件，以及在清洗槽較深、清洗液粘度較大時，可選用較大的功率密度。高頻超聲波清洗時，功率密度也可以選大一些，以抵消其衰減大、作用距離短的弱點。若在粘度較小的清洗液中進行漂洗時，則超聲波功率密度可以選小一些。
　　三清洗時間
　　超聲波清洗的效果和質量與超聲波清洗的時間有關。清洗時間太短會達不到清洗的質量要求；但清洗時間過長，不僅降低工效，而且由于超聲波對被清洗件表面的空化腐蝕作用而影響了零件的表面質量。
　　油污程度嚴重、形狀復雜的零件清洗時間宜略長一些；具有各種鍍層的零件、鋁及鋁合金件的清洗時間應短些；表面光潔度較高的零件，一般情況下油污會相對少一些，此時清洗時間也不宜過長。
　　對于不同件的具體清洗時間應通過試洗確定之。
　　四被清洗件的放置及清洗方式
　　常用的超聲波清洗方式是將被清洗件放在清洗槽內清洗液中進行清洗，這主要適用于一般中、小型零件。對于外形尺寸較大的大型零件，可采用局部清洗方式。即將被清洗件部分浸入清洗液中進行清洗，待清洗完畢后再將尚未清洗的部位浸入清洗液中繼續清洗，依次直至*洗遍。對于能在清洗槽中放下的大型零件如曲軸，則可采用浸沒式換能器進行超聲波清洗。
　　對于油污程度嚴重的零件，可先加熱浸洗或沖洗，然后再采用超聲波清洗。這樣可以提高清洗效率和降低清洗成本。
　　對于幾何形狀比較復雜如有大小不等的孔穴、凹角等的零件，則可采用多種頻率的超聲波清洗，即分別在幾種不同的超聲波頻率下進行清洗。
　　對于要求嚴格的工件，可采用幾種不同配方的清洗液，分槽依次進行超聲波清洗。若使用水溶性清洗液如堿性清洗液和金屬清洗劑清洗液進行清洗，則zui后應用熱水對工件進行漂洗。
　　在同一清洗槽內，超聲波的空化強度并不是均勻相等的。就清洗槽的垂直方向而言，分為空化強烈區和不強烈區。空化強烈區與不強烈區相間，超聲波清洗時，應將被清洗件置于空化強烈區內，以便獲得較好的清洗效果。若工件較大，則可在清洗時使工件作緩慢的移動。空化強烈區內，越接近超聲源，空化強度越高。為此，超聲波清洗時，應使被清洗件盡可能地接近超聲源。若被清洗件離開超聲源太遠，則超聲波的部分能量將被清洗液所吸收。
　　對于那些精度較高的零件，在超聲波清洗過程中，為了使它們彼此不至相互撞擊而破壞工件的表面精度，應制備一些形狀簡單的掛具放在清洗槽內，以吊掛各種被清洗件。這樣做還可防止工件直接壓放在清洗槽底的輻射面上。
　　對于小型零件，超聲波清洗時，應將它們集中于清洗筐內，然后放入清洗槽中。清洗筐的網眼應盡可能大些以零件不至于掉落為限，因為清洗筐的網眼越小，超聲波能量的衰減越大。
　　超聲波清洗過程中，可以將吊掛的被清洗件在清洗槽內來回移動，這樣可以使工件能經常通過空化區域，同時也加強了清洗液的攪動，有利于提高清洗效率。
　　被清洗件在清洗槽內的安放位置應盡可能地接近槽底輻射面，但絕不能直接擱放在槽底輻射面上。這是因為清洗槽底的超聲波輻射面受壓以后，不但會直接影響超聲波的機械振動，降低清洗效果；而且由于換能器是一直處于工作狀態下，而超聲波能量卻散發不出去，zui終會導致換能器從清洗槽底部脫落和換能器中的壓電晶體材料的破損。
　　在清洗槽內放置工件時，應將被清洗件的重點清洗部位對準超聲源。同時還應考慮到清洗時要使被清除下來的污垢能順利地從被清洗件內排出，如清洗噴油器時，應將噴油器的噴油孔一端朝上，大孔朝下。
　　對于被清洗件上的盲孔的清洗，應先在盲孔內注滿清洗液，然后將盲孔朝下對準超聲源。在清洗過程中，必須使盲孔內的清洗液始終保持充滿狀態，這樣方能取得清洗效果。
　　應當指出，有一些零件在清洗前應*行退磁處理，否則清洗件內殘存的鐵屑不易在清洗中清除干凈。