隨著行業(yè)的發(fā)展,超聲波復(fù)合機(jī)清洗的工件越來(lái)越精細(xì),對(duì)工件清潔度的要求也越來(lái)越高。因此,考慮到清洗的效果和經(jīng)濟(jì)性,正確選擇超聲波清洗的頻率和功率是非常重要的。一般來(lái)說(shuō),需要從實(shí)驗(yàn)中獲取數(shù)據(jù)。
這里有二個(gè)概念:功率和頻率。在超聲精密清洗中,當(dāng)一定頻率的超聲清洗不能達(dá)到清洗效果時(shí),如果工件上的雜質(zhì)顆粒較大,可能是超聲功率不足,一般增加超聲功率可以解決問(wèn)題;但相反,如果工件上的雜質(zhì)顆粒很小,無(wú)論功率如何增加,都不能滿足清洗的要求。原因在于:當(dāng)液體流過(guò)工件表面時(shí),會(huì)形成一層粘性膜。在低頻時(shí),粘性膜通常很厚,小顆粒埋在里面。無(wú)論超聲波的功率(強(qiáng)度)有多大,空化氣泡都不能與小顆粒接觸,因此小顆粒不能完全清除;當(dāng)超聲波頻率增加時(shí),粘性膜的厚度會(huì)降低,超聲波產(chǎn)生的空化氣泡會(huì)接觸小顆粒,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。高頻超聲對(duì)清除小顆粒雜質(zhì)特別有效。
超聲波頻率的選擇
一般的來(lái)講,清洗五金、機(jī)械、汽摩、壓縮機(jī)等行業(yè)的清洗多采用28KHZ頻率的清洗機(jī)。40采用光學(xué)光電清洗和線路板清洗KHZ高頻超聲波清洗機(jī)適用于計(jì)算機(jī)和微電子元件的精細(xì)清洗。兆和超聲波清洗適用于集成電路芯片、硅片和薄膜的清洗。它可以去除微米和亞微米級(jí)的污垢,不會(huì)損壞清潔部件。而對(duì)于一些精密清洗(如液晶體、半導(dǎo)體等)的應(yīng)用上,使用傳統(tǒng)的頻不但沒(méi)法達(dá)到清洗的要求,而且還可能造成工件的損傷。一個(gè)典型的例子是關(guān)于軍用電子產(chǎn)品,該行業(yè)明確規(guī)定傳統(tǒng)頻率(20~30KHz)超聲波清洗機(jī)。事實(shí)上,在一些發(fā)達(dá)國(guó)家,如歐洲、美國(guó)高頻清洗機(jī)(80KHz或上述頻率,有的已達(dá)到200K或400K)解決這個(gè)問(wèn)題。
所以為什么高頻清洗可以避免損壞工件呢?眾所周知,超聲清洗的基本原理是基于液體的空化作用。事實(shí)上,空化效應(yīng)的強(qiáng)度與頻率直接相關(guān),頻率越高,空化氣泡越小,空化強(qiáng)度越弱,空化強(qiáng)度越弱。例如,如將25KHz空化強(qiáng)度比為140KHz空化強(qiáng)度為1/8,達(dá)到80KHz當(dāng)空化強(qiáng)度降至0時(shí),.02。因此,如果選擇正確的頻率,就不會(huì)出現(xiàn)超聲波損傷工件的問(wèn)題。
由此可見(jiàn),超聲空化閥值和超聲波復(fù)合機(jī)的頻率有密切關(guān)系,頻率越高,空化閥越高。換句話說(shuō),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(zhǎng)的時(shí)間間隔,使氣泡在崩潰前能生長(zhǎng)到較大的尺寸,提高空化強(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(chǎng)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。40KHZ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(shí)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(chǎng)合。