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48 工业技术 超声波清洗原理及工艺 李伟烈 （中车株洲电力机车有限公司 , 湖南 株洲 412005） 摘 要：超声波清洗技术以其清洗洁净、清洗快速，并节省大量人力、物力而得到广泛应用。现从超声波的清洗原理、超声波清洗机构成、超 声波清洗工艺等几个方面提供意见，以供参考。 关键词：超声波；清洗；清洗剂 DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.042 　　就目前来看，制动阀零件清洁一直都是一个难点问题，制动阀零 理想，清洗效果也非常好。 件内部结构复杂，在运行过程中，容易沾上大量的铁碎与粘砂，清洁 　　（2）功率密度的选择。在超声波清洗过程中，随着功率密度的增加， 起来难度较高。要从本质上解决这一问题，需要创新传统的清洁技术， 清洗效果也会逐渐提高，但是如果功率密度过高，容易对清洗件造成 目前，超声波清洗设备已经开始在制动阀零件清洁中得到了广泛应用， 侵蚀影响，损伤清洗件的表面，这就是我们常说的空化腐蚀。这一问 并取得了良好的成效。 题对于各类镀层清洗件的影响非常突出。为了在保证清洗效果的同时 避免对清洗件造成损伤，对于形状复杂、油污情况严重、有盲孔或者 1　超声波清洗原理分析 深孔的被清洗件，可以适当增加功率密度，抵消作用距离短、衰减大 　　超声波与声波类似，均为机械振动在介质中的传播，只是两者的 的问题。如果清洗液的粘度较小，可以适当减少超声波功率密度。 频率有所差异。利用超声波清洗设备，可以借助于超声波的作用产生 　　（3）清洗时间的控制。超声波清洗时间与清洗效果有着直接关系， 振动，通过该种疏密相间的振动来拉伸、压缩液体，在“疏”的位置， 如果清洗时间过短，无法达到清洗要求，如果清洗时间过长，不仅影 形成空穴，“密”的位置则会产生压缩。在超声波的振动下，清洗液 响工效，且会由于清洗的空化腐蚀作用影响了清洗件的表面质量。 内部会频繁拉伸、压缩，促使微气泡产生、破裂，在破裂时，周围清 　　（4）清洗时间与放置方式。一般情况下，在清洗方式的选择上， 洗液会进入气泡中心，以巨大的速度产生水击。在具体运行过程中， 是将被清洗件直接放置在槽内，对于外形尺寸较大的零件，多采用局 通过肉眼是可以直接观察到整个作用过程的，此时，如果将手指放置 部清洗法，将被清洗件部分放置在槽内，在清洗完毕后，再将其余部 在清洗液中，会产生针刺的感觉。这就是超声波的超声空化现象。经 分放置在槽内，直到完全清洗完毕。 过一段时间的清洗之后，外表的污垢会慢慢脱落，达到清洁的目的。 　　（5）清洗液的选择。清洗液的选择，要满足几个要求，对于油脂、 油污、膏状粘附物，要起到良好的溶解效果，并具备表面张力，粘度 2　超声波清洗机的构成分析 和密度，确保空化作用可以顺利完成。同时，要尽可能减少超声波在 　　超声波清洗机由如下几个部分构成： 清洗液中的能量衰减，安全无毒，对环境的副作用小。 　　（1）超声波系统。超声波系统包括换能器、超声波发生器两个 　　目前，常用的超声波清洗液有金属清洗剂清洗液、碱性清洗液、 部分组成。其中，换能器是清洗设备中的核心部件，能够将电功率转 混合烃类有机溶剂、卤代烃类有机溶剂等，其中，卤代烃类有机溶剂 化为机械振动，并借助于不锈钢槽体辐射来促使清洗工作的顺利完成。 对油污的溶解效用更高，振荡程度高，更加适宜应用在超声波清洗领 超声波发生器的主要元件为超音频IGBT电力电子器件，在系统的运 域之中。在具体的清洗流程上，可以分为洗涤、漂洗、脱水、干燥四 行过程中，起着重要的辅助作用。 个流程，洗涤是利用有机溶剂的溶解达到去污作用，再借助清洗剂的 　　（2）加热与温度控制系统。加热与温度控制系统也是超声波清 湿润、渗透以及乳化来完成去污；漂洗则是通过清