超聲波發(fā)生器發(fā)出的高頻振蕩信號，通過換能器轉(zhuǎn)換成高頻機械振蕩而傳播到液體介質(zhì)（清洗溶劑）中，在液體中，超聲波只能以“縱波”（又稱“壓縮波”、“疏密波”）模式在清洗液中疏密相間地向前輻射，會使液體流動而產(chǎn)生數(shù)以萬計的微小氣泡。這些氣泡在超聲波縱向傳播形成的負壓區(qū)形成、生長，而又在正壓區(qū)迅速閉合（破裂）--這種現(xiàn)象稱為“空化效應”。如果超聲波的聲強能達到一定的程度或者說具有一定的功率密度，即=發(fā)射功率(W)/發(fā)射面積 (cm2)，在這種“空化效應”的過程中，一般在超聲波的聲強能達到一個大氣壓或以上，其功率密度達到0.35W/cm2或以上時，氣泡閉合（破裂）時最大可形成超過1000個氣壓的瞬間高壓，這種由無數(shù)細小的空化氣泡破裂而連續(xù)不斷地產(chǎn)生瞬間高壓的脈沖沖擊波就象一連串小“爆炸”不斷地沖擊物件表面，使物件的表面及縫隙中的污垢迅速剝落，從而達到物件表面凈化甚至清除工件上的毛刺的目的。超聲波的兩個主要參數(shù)：頻率：≥20KHz；功率密度ρ=發(fā)射功率(W)/發(fā)射面積(cm2) 在超聲波清洗中通常要求ρ≥0.3W/cm2。工業(yè)應用的超聲波清洗效果及相關(guān)參數(shù)主要包括：清洗介質(zhì)：采用超聲波清洗時，一般應用的有清洗劑（液體）有化學清洗劑和水基清洗劑兩種。清洗介質(zhì)本身利用的是化學去污作用，可以加速超聲波清洗效果，而超聲波清洗是物理作用，兩種作用相結(jié)合，有利于對物件進行充分、徹底的清洗。?功率密度：亦即發(fā)射超聲波的功率或者說超聲波的強度，超聲波的功率密度越高，空化效果越強，清洗速度越快，清洗效果越好。當然，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超聲波清洗也會對物件表面產(chǎn)生“空化”腐蝕（沖擊損傷）。實際上利用這種高強的“空化效應”可以用來清除機械零件上的“毛刺”、“銹蝕”等。超聲波頻率：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，有利于對精細的工件或指定的位置進行清洗。?清洗溫度：一般來說，超聲波在30~-40℃時的空化效果最好。然而對于清洗劑而言，溫度越高，作用越顯著。因此通常實際應用超聲波清洗時，采用30~60℃的工作溫度。超聲波清洗的優(yōu)點：“超聲波清洗技術(shù)”實質(zhì)是利用超聲波在液體中的空化作用對工件表面上的污物進行撞擊、剝離，從而達到清洗目的。相比其他多種的清洗方式，超聲波清洗顯示出了巨大的優(yōu)越性。尤其在專業(yè)化、集團化的生產(chǎn)企業(yè)中，已逐漸用超聲波清洗機取代了傳統(tǒng)浸洗刷洗、壓力沖洗、振動清洗和蒸汽清洗等工藝方法。超聲波清洗可以達到的高效率和高清潔度，具有清洗潔凈度高、清洗速度快等特點。超聲波清洗得益于超聲波在介質(zhì)中傳播時產(chǎn)生的穿透性和空化沖擊，所以很容易將帶有復雜外形、內(nèi)腔和細腔的零部件清洗干凈，特別是對盲孔和各種幾何狀物體，獨有其他清洗手段所無法達到的洗凈效果。對一般的除油、除銹、磷化等工藝過程，在超聲波作用下只需兩三分鐘即可完成，其速度比傳統(tǒng)方法可提高幾倍到幾十倍，清潔度也能達到高標準。這在許多對產(chǎn)品表面質(zhì)量和生產(chǎn)率要求較高的場合，更突出地顯示了用其它處理方法難以達到或不可取代的結(jié)果。超聲波清洗的效果很好，常見的超聲波清洗方式有：吹式清洗、浸潤式清洗、蒸氣式清洗、刷子清洗等。工業(yè)上最常應用的是槽式清洗，其優(yōu)點如下：1.清洗效果好,清潔度高且全部工件清潔度一致?2.清洗速度快，提高生產(chǎn)效率3.不須人手接觸清洗液，安全可靠?4.對深孔、細縫和工件隱蔽處亦可清洗干凈5.對工件表面無損傷?6.節(jié)省溶劑、熱能、工作場地和人工等適用行業(yè)及范圍：電子、機械、電氣、玻璃、眼鏡、鐘表、電鍍、儀器儀表、珠寶、醫(yī)療、五金、軸承、液壓、航空、陶瓷、化纖、制筆、電池殼等。例如零件清洗、機械式手表清洗、無損檢測應用中被檢零件預清洗、滲透無損檢測中應用的滲透靈敏度試塊的用后清洗，計算機行業(yè)中噴墨打印機噴墨頭的清洗等等，也有如醫(yī)療應用的噴流式超聲波洗牙和超聲波噴霧呼吸器等等。超聲波在媒質(zhì)中的反射、折射、衍射、散射等傳播規(guī)律，與可聽聲波的規(guī)律并沒有本質(zhì)上的區(qū)別。但是超聲波的波長很短，只有幾厘米，甚至千分之幾毫米。與可聽聲波比較，超聲波具有許多奇異特性：傳播特性──超聲波的波長很短，通常的障礙物的尺寸要比超聲波的波長大好多倍，因此超聲波的衍射本領(lǐng)很差，它在均勻介質(zhì)中能夠定向直線傳播，超聲波的波長越短，這一特性就越顯著。功率特性──當聲音在空氣中傳播時，推動空氣中的微粒往復振動而對微粒做功。聲波功率就是表示聲波做功快慢的物理量。在相同強度下，聲波的頻率越高，它所具有的功率就越大。由于超聲波頻率很高，所以超聲波與一般聲波相比，它的功率是非常大的。空化作用──當超聲波在液體中傳播時，由于液體微粒的劇烈振動，會在液體內(nèi)部產(chǎn)生小空洞。這些小空洞迅速脹大和閉合，會使液體微粒之間發(fā)生猛烈的撞擊作用，從而產(chǎn)生幾千到上萬個大氣壓的壓強。微粒間這種劇烈的相互作用，會使液體的溫度驟然升高，起到了很好的攪拌作用，從而使兩種不相溶的液體（如水和油）發(fā)生乳化，并且加速溶質(zhì)的溶解，加速化學反應。這種由超聲波作用在液體中所引起的各種效應稱為超聲波的空化作用。我們知道正確的波的物理定義是：振動在物體中的傳遞形成波。這樣波的形成必須有兩個條件：一是振動源，二是傳播介質(zhì)。波的分類一般有如下幾種：一是根據(jù)振動方向和傳播方向來分類。當振動方向與傳播方向垂直時，稱為橫波。當振動方向與傳播方向一致時，稱為縱波。二是根據(jù)頻率分類，我們知道人耳敏感的聽覺范圍是20HZ-20000HZ，所以在這個范圍之內(nèi)的波叫做聲波。低于這個范圍的波叫做次聲波，超過這個范圍的波叫超聲波。波在物體里傳播，主要有以下的參數(shù)：一是速度V，二是頻率F，三是波長λ。三者之間的關(guān)系如下：V=F.λ。波在同一種物質(zhì)中傳播的速度是一定的，所以頻率不同，波長也就不同。另外，還需要考慮的一點就是波在物體里傳播始終都存在著衰減，傳播的距離越遠，能量衰減也就越厲害，這在超聲波加工中也屬于考慮范圍。超聲波在塑料加工中的應用原理：塑料加工中所用的超聲波，現(xiàn)有的幾種工作頻率有15KHZ，18KHZ，20KHZ，40KHZ。其原理是利用縱波的波峰位傳遞振幅到塑料件的縫隙，在加壓的情況下，使兩個塑料件或其它件與塑料件接觸部位的分子相互撞擊產(chǎn)生融化，使接觸位塑料熔合，達到加工目的。
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