概述

超聲波清洗設(shè)備可以達(dá)到物件全面潔凈的清洗效果，特別對(duì)深孔，盲孔，凹凸槽清洗是理想的設(shè)備，不影響任何物件的材質(zhì)及精度。同時(shí)在生化，物理，化學(xué)，醫(yī)學(xué)，科研及大專(zhuān)院校的實(shí)驗(yàn)中可作提取，脫氣，混勻，細(xì)胞粉碎，納米分解之用。

設(shè)備簡(jiǎn)介

超聲清洗技術(shù)的機(jī)理研究及設(shè)備開(kāi)發(fā)與超聲清洗工藝研究及應(yīng)用在我國(guó)已有近50年的歷史,幾乎與國(guó)外同步進(jìn)行的。80年代前我國(guó)超聲清洗研制單位無(wú)論從研制隊(duì)伍和生產(chǎn)有一定規(guī)模的單位為數(shù)不多,80年代后特別90年代開(kāi)始隨著改革開(kāi)放的深入和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展以及科技的不斷進(jìn)步，尤其*制造技術(shù)的需求，超聲清洗技術(shù)的研究與超聲清洗設(shè)備的研制得到了迅速發(fā)展，研制隊(duì)伍不斷壯大，研制單位不斷增多。

超聲清洗是屬于物理力清洗，其本身為綠色清洗，若在清洗液中添加適宜的清洗劑則屬組合清洗，更具明顯的清洗效果。超聲清洗是功率超聲中應(yīng)用最為廣泛的一種，超聲清洗與現(xiàn)代科技發(fā)展及*制造工藝密切相關(guān)。超聲清洗在各種化學(xué)、物理以及機(jī)械的清洗中是較為有效的一種，它被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、光學(xué)、電子、輕工、紡織、化工、航空航天、船舶、原子能以及醫(yī)療醫(yī)藥等工業(yè)部門(mén)。

工作原理

超聲波清洗設(shè)備是利用超聲波在液體中的社會(huì)化作用、加速度作用及直進(jìn)流作用對(duì)液體和污物直接、超聲波清洗間接的作用，使污物層被分散、乳化、剝離而達(dá)到清洗目的。超聲波清洗所用的超聲波清洗機(jī)中，空化作用和直進(jìn)流作用應(yīng)用得更多。

技術(shù)特點(diǎn)

超聲波清洗與其它清洗相比具有洗凈率高、殘留物少,清洗時(shí)間短,清洗效果好， 凡是能被液體浸到的被清洗件，超聲對(duì)它都有清洗作用。不受清洗件表面形狀限止，例深孔、狹縫、凹槽。都能得到清洗。由于超聲波發(fā)生器采用D類(lèi)工作放大,換能器的電聲效率高，因此超聲清洗具有高效節(jié)能。它是一種真正高速、高質(zhì)量、能易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的清洗技術(shù)。若清洗劑采用非ODS清洗劑則具有綠色環(huán)保清洗作用。超聲清洗對(duì)玻璃、金屬等反射強(qiáng)的物體其清洗效果好，而不適宜紡織品、多孔泡沫塑料、橡膠制品等聲吸收強(qiáng)的材料。

超聲波清洗與各種化學(xué)的、物理的、電化的和超聲波清洗物化的清洗方法比較，具有以下優(yōu)點(diǎn): ·能快速、徹地清除工件表面上的各種污垢。

·能清洗帶有空腔、溝槽等形狀復(fù)雜的精密零件。

·對(duì)工件表面無(wú)損。

·可采用各種清洗劑。

·在室溫或適當(dāng)加溫（60℃左右）即可進(jìn)行清洗。

·整機(jī)一體化結(jié)構(gòu)便于移動(dòng)。

·節(jié)省溶劑、清潔紙、能源、工作場(chǎng)地和人工等。

應(yīng)用

超聲波在電子行業(yè)的應(yīng)用

電子行業(yè)是超聲波清洗應(yīng)用最早，最為普及的行業(yè)。

電子零件的清洗:電子零件，如半導(dǎo)體管的殼座、IC的殼座、晶體的殼座、繼電器的殼座、電子管座等。

電子元器件的基體清洗:電子元器件的基體是由半導(dǎo)體材料制成并封裝在金屬或塑料殼座中形成的，在封裝前，不但對(duì)殼座必須清洗，而且也必須對(duì)基體進(jìn)行清洗，如IC芯片、電阻、晶體、半導(dǎo)體、原膜電路等。

PCB板的清洗:我國(guó)電子行業(yè)中，絕大多數(shù)企業(yè)都在使用PCB，PCB組件焊接采用的助焊劑分為水溶型、松香型和免清洗型三類(lèi)，使用較多的為前兩種，多采用超聲波清洗機(jī)，免清洗型原則上應(yīng)該不清洗，但是，世界各國(guó)的大多數(shù)廠家即使采用免清洗型焊劑焊接組件，仍需要清洗。特別是高密度PCB以及高密度IC出腳不清洗或不采用超聲波清洗，必將導(dǎo)致高密度線路之間和IC出腳之間吸附塵埃，一旦環(huán)境濕度大，極易發(fā)生高密度線間和腳間短路而出現(xiàn)故障，而一旦環(huán)境干燥，短路故障又自行消失，這類(lèi)故障又不易查找。所以世界各國(guó)的電子整機(jī)廠均堅(jiān)持對(duì)PCB板作超聲波清洗。在我國(guó)，電子整機(jī)廠已開(kāi)始推廣，并收到了因此舉既提高了產(chǎn)品可靠性，又降低了售后服務(wù)成本的雙重效益。

接插件、連接件、轉(zhuǎn)接器等器件的生產(chǎn)中，電鍍和組裝前也必須清洗，否則吸附在這些組裝零件上的灰塵、油污必將影響其導(dǎo)電和絕緣性能，特別是一些復(fù)雜的多芯連接器尤其如此。

電子材料加工成型后的清洗:如晶片、硅片、壓電陶瓷片等電子材料是供給元器件廠家的產(chǎn)品，其產(chǎn)品出廠前必須清洗，特別是作出口業(yè)務(wù)的廠家，其產(chǎn)品清洗成為一大難題，超聲波清洗是有效的途徑。

分類(lèi)

1、通用超聲波清洗機(jī)

超聲波清洗機(jī)的結(jié)構(gòu)一般有超聲波電源和清洗機(jī)合為一體或分開(kāi)布局兩種形式，一般小功率（200W以下）清洗機(jī)用

一體式結(jié)構(gòu)，而大功率清洗機(jī)采用分體式結(jié)構(gòu)。

超聲波清洗機(jī)分體式結(jié)構(gòu)由三個(gè)主要部分組成（1）清洗缸;（2）超聲波發(fā)生器;（3）超聲波換能器。

超聲波清洗機(jī)用的超聲波發(fā)生器，有以下特點(diǎn):

（1）隨著清洗液深度不同，換能器共振頻率和阻抗變化很大。但是實(shí)踐表明，槽內(nèi)放進(jìn)適量清洗物后，基本上就

可以穩(wěn)定在某一定數(shù)值上。

（2）一般來(lái)說(shuō)，由于清洗負(fù)載變動(dòng)較小，可以不要求復(fù)雜的頻率自動(dòng)跟蹤電路。

（3）實(shí)用超聲波發(fā)生器，大多數(shù)采用大功率自激式反饋振蕩器。

2、專(zhuān)用超聲波清洗機(jī)

一般安裝在某些特定物件清洗的生產(chǎn)流水線上。

典型的軟磁器件超聲

波清洗設(shè)備介紹:被清洗物件從進(jìn)料口可傳動(dòng)的不銹鋼專(zhuān)用網(wǎng)帶送人超聲波清洗槽清洗，再

經(jīng)噴淋、烘干等工序后出料，實(shí)現(xiàn)被清洗物件可直接包裝入庫(kù)。

各工序簡(jiǎn)要說(shuō)明如下:

①進(jìn)料:物件進(jìn)料可采用半自動(dòng)進(jìn)料

②壓電式換能器:國(guó)內(nèi)外大多數(shù)超聲波清洗機(jī)用的是壓電式換能器，勘L形結(jié)構(gòu)。這種換能器一般有兩片壓電陶瓷晶片組成。一臺(tái)清洗機(jī)用多個(gè)換能器，經(jīng)粘接劑粘接在清洗缸底部且經(jīng)并聯(lián)聯(lián)接組成一臺(tái)清洗機(jī)的換能器。換能器基元之間距（對(duì)于頻率20kH4一般在5-10mm為佳，太大了容易產(chǎn)生彎曲振動(dòng)，且振動(dòng)板受到腐蝕，同時(shí)輻射面相對(duì)減少。

通用超聲清洗機(jī)清洗零件適用性強(qiáng)，已廣泛應(yīng)用于電子、鐘表、光學(xué)、機(jī)械、汽車(chē)、航空、原子能工業(yè)、醫(yī)療器械等許多行業(yè)。專(zhuān)用超聲波清洗機(jī)一般安裝在某些特定物件清洗的生產(chǎn)流水線上。典型的軟磁器件超聲波清洗設(shè)備，再經(jīng)噴淋、烘干等工序后出料，實(shí)現(xiàn)被清洗物件可直接包裝入庫(kù)。

還有一種超聲汽相清洗機(jī)，它是選用有機(jī)溶劑作清洗液，具有強(qiáng)的溶解污垢的能力，用于清洗半導(dǎo)體晶片等凈治度要求特別高的物件。

設(shè)備構(gòu)成

超聲波清洗設(shè)備主要由以下組件構(gòu)成:

1、清洗槽:盛放待洗工件。

不銹鋼制成，可安裝加熱及控溫裝置。清洗槽底部粘接超聲波換能器。

2、換能器（超聲波發(fā)生器）:將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。

壓電陶瓷換能器，頻率、功率視具體機(jī)型。

3、電源:為換能器提供所需電能。

逆變電源，進(jìn)口IGBT元件，安裝過(guò)流保護(hù)線路。

技術(shù)機(jī)理

超聲波清洗器的原理是由超聲波發(fā)生器所發(fā)出的高頻振蕩訊號(hào)，通過(guò)換能器轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振蕩而傳播到介質(zhì)--清洗液中，超聲波在清洗液中疏密相間地向彰輻射，使液體流動(dòng)而產(chǎn)生數(shù)以萬(wàn)計(jì)的微小氣泡，這些氣泡在超聲波縱向傳播的負(fù)壓區(qū)形成、生長(zhǎng)，而在正壓區(qū)迅速閉合，在這種被稱(chēng)之為"空化"效應(yīng)的過(guò)程中氣泡閉合可能成超過(guò)去1000個(gè)氣壓的瞬間高壓，連續(xù)不斷產(chǎn)生的高壓就象一連串小"爆炸"不斷的沖擊物件表面，使物件表面及縫隙中的污垢迅速剝落。從而達(dá)到物件全面潔凈的清洗效果。超聲波清洗對(duì)任何物件的材質(zhì)及精度不受影響。

主要參數(shù)

1.頻率:≥20KHz ，可以分為低頻，中頻，高頻3段。

2.功率密度:功率密度=發(fā)射功率（W）/發(fā)射面積（cm2）通?！?.3W/cm2，超聲波的功率密度越高，空化效果越強(qiáng)，速度越快，清洗效果越好。但對(duì)于精密的、表面光潔度甚高的物件，采用長(zhǎng)時(shí)間的高功率密度清洗會(huì)對(duì)物件表面產(chǎn)生"空化"腐蝕。

3.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(qiáng)，適用于工件（粗、臟）初洗。頻率高則超聲波方向性強(qiáng)，適用于精細(xì)的物件清洗。

4.清洗溫度:一般來(lái)說(shuō)，超聲波在30℃-40℃時(shí)的空化效果好。清洗劑則溫度越高，作用越顯著。通常實(shí)際應(yīng)用超聲波時(shí)，采用50℃-70℃的工作溫度。

設(shè)備維護(hù)

超聲波 清洗設(shè)備一般由超聲波發(fā)生器和超聲波換能器組成，超聲波換能器是由壓電陶瓷材料制造的夾芯式換能器，壓電陶瓷材料在交變電場(chǎng)的作用下會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)。

超聲波換能器常見(jiàn)問(wèn)題

1 超聲波振子受潮，可以用兆歐表檢查與換能器相連接的插頭，檢查絕緣電阻值就可以判斷基本情況，一般要求絕緣電阻大于5兆歐以上。如果達(dá)不到這個(gè)絕緣電阻值，一般是換能器受潮，可以把換能器整體（不包括噴塑外殼）放進(jìn)烘箱設(shè)定100℃左右烘干3小時(shí)或者使用電吹風(fēng)去潮至阻值正常為止。

2 換能器振子打火，陶瓷材料碎裂，可以用肉眼和兆歐表結(jié)合檢查，一般作為應(yīng)急處理的措施，可以把個(gè)別損壞的振子斷開(kāi)，不會(huì)影響到別的振子正常使用。

3 振子脫膠，我們的換能器是采用膠結(jié)，螺釘緊固雙重保證工藝，在一般情況下不會(huì)出現(xiàn)這種情況。

4 不銹鋼振動(dòng)面穿孔，一般換能器滿負(fù)荷使用10年以后可能會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)面穿孔的情況。

注意事項(xiàng):

（1）超聲波清洗設(shè)備電源及電熱器電源必須有良好接地裝置。

（2）超聲波清洗設(shè)備嚴(yán)禁無(wú)清洗液開(kāi)機(jī)，即清洗缸沒(méi)有加一定數(shù)量的清洗液，不得合超聲波開(kāi)關(guān)。

（3）有加熱設(shè)備的清洗設(shè)備嚴(yán)禁無(wú)液時(shí)打開(kāi)加熱開(kāi)關(guān)。

（4）禁止用重物（鐵件）撞擊清洗缸缸底，以免能量轉(zhuǎn)換器晶片受損。

（5）超聲波發(fā)生器電源應(yīng)單獨(dú)使用一路220V/50Hz電源并配裝2000W以上穩(wěn)壓器。

（6）清洗缸缸底要定期沖洗，不得有過(guò)多的雜物或污垢。

（7）每次換新液時(shí)，待超聲波起動(dòng)后，方可洗件

工作流程

超聲波清洗是利用超聲波在液體中的空化作用、加速度作用及直進(jìn)流作用對(duì)液體和污物直接、間接的作用，使污物層被分散、乳化、剝離而達(dá)到清洗目的。所用的超聲波清洗機(jī)中，空化作用和直進(jìn)流作用應(yīng)用得更多。

空化作用

空化作用就是超聲波以每秒兩萬(wàn)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(jìn)行透射。在減壓力作用時(shí)，液體中產(chǎn)生真空核群泡的現(xiàn)象，在壓縮力作用時(shí)，真空核群泡受壓力壓碎時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊力，由此剝離被清洗物表面的污垢，從而達(dá)到精密洗凈目的。

在超聲波清洗過(guò)程中，肉眼能看見(jiàn)的泡并不是真空核群泡，而是空氣氣泡，它對(duì)空化作用產(chǎn)生抑制作用降低清洗效率。只有液體中的空氣氣泡被脫走，空化作用的真空核群泡才能達(dá)到最佳效果。

直進(jìn)流作用

超聲波在液體中沿聲的傳播方向產(chǎn)生流動(dòng)的現(xiàn)象稱(chēng)為直進(jìn)流。聲波強(qiáng)度在0.5W/cm2時(shí)，肉眼能看到直進(jìn)流，垂直于振動(dòng)面產(chǎn)生流動(dòng)，流速約為10cm/s。通過(guò)此直進(jìn)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(chǎn)生對(duì)流，溶解污物的溶解液與新液混合，使溶解速度加快，對(duì)污物的搬運(yùn)起著很大的作用。

加速度

液體粒子推動(dòng)產(chǎn)生的加速度。對(duì)于頻率較高的超聲波清洗機(jī)，空化作用就很不顯著了，這時(shí)的清洗主要靠液體粒子超聲作用下的加速度撞擊粒子對(duì)污物進(jìn)行超精密清洗。