超聲波清洗工藝的選擇主要是指清洗液、超聲波清洗形式、清洗液溫度、超聲波頻率、超聲波功率及其清洗時間的選擇。
使用合適的清洗液對超聲波的清洗效果有很大的影響。由于超聲波清洗的原理通常是空化效果,除了根據材料、油或機械雜質的重要組成外,還必須考慮清洗液粘度小,界面張力小,有利于清洗液的空化。在嚴格的清洗質量要求下,經常選擇幾種不同的清洗液、槽或超聲波清洗,每種清洗液效果不同,如光學部件清洗使用三氯乙烯、氫氧化鈉溶液、合成洗滌劑、水、酒精等清洗液,如半導體設備清洗使用甲苯,1混合清洗液,2混合清洗液和去離子水等。
最常見的超聲波清洗形式是浸泡在槽中,將零件滲入裝有清洗液的超聲波清洗槽中。超聲波換能器產生的超聲波振動從清洗槽的底部到清洗液進行清洗。特別適合中小型零件。對于尺寸和凈重較大的零件,可采用部分清洗方法,將零件滲入清洗液進行清洗。清洗完成后,將未清洗的零件滲入清洗液進行清洗,直至徹底清洗。另一種方法是根據大型零件的形狀和部分清洗部件的規定,將超聲波換能器設計成獨特的形狀,實現部分清洗。對于清洗要求嚴格的零件,選擇幾種不同的清洗液,依次依次進行超聲波清洗。此外,還可與其他清洗方法配合清洗,如電子元件的清洗是加熱侵泡和超聲波清洗。對于油脂較厚、較厚的零件,經常先用加熱浸泡或高溫清洗,再用超聲波清洗。對于幾種形狀過于復雜,如果有不同大小的孔凹角,可以采用多頻清洗,即在幾種不同的超聲頻效應下進行清洗。
超聲波振動頻率的引入對超聲波清洗的效果有很大的影響,因為超聲波頻率對空化效果有很大的影響。一般使用20KHz上下。在20KHz上下空化效果容易產生,清洗效果明顯。但對于表面光潔度要求高、直徑小的孔或間隙的零件,應采用波長短、動能集中的高頻超聲波清洗,有時頻率可達800KHz上下。但清洗液中高頻超聲振動衰減大,功效間距短,空化強度差,清洗效率低,高頻專一性引起“黑影”該區域不能清潔零件的某些位置。使用無頻跟蹤超聲波清洗設備時,需要經常調整產生器的次數旋鈕,使輸出信號的次數與換能器固有的振動頻率一致。此時,空化最強。透明色清洗液中可以看到許多白色聚流,就像針刺的感覺。
為了保證超聲波清洗效率,通常選擇較高的功率。但功率過高會因空化效果過強而對零件表面造成腐蝕(即空化腐蝕),對零件造成損壞,尤其是各種涂層或鋁合金零件。由于飽和效果,因飽和效果而無效。對于油漬嚴重、形狀復雜、深孔埋孔的零件,規定清洗槽較深,清洗液粘度較功率大,高頻超聲清洗功率大,用水或乙醇清洗浸泡時功率小。
由于清洗液的空化效果與其溫度有關,溫度的升高有利于空化,但隨著蒸汽壓力的相應升高,超過一定溫度會降低空化效果。因此,必須保持一定的溫度范圍,如水溶劑清洗液一般為45℃三氯乙烯清洗液約75℃上下,水為60℃上下,易揮發易燃清洗液不宜溫度過高。
超聲波清洗的效果和質量與超聲波清洗的時間有關,時間太短不能達到清洗的質量標準。但時間過長不僅效率低,而且由于零件表面的空化和腐蝕而影響質量。油漬嚴重,形狀復雜的零件應長期清洗。各種涂層的零件,鋁和鋁合金零件的清洗時間不宜過長。表面光潔度高的零件一般油漬較少,清洗時間不宜過長,實際清洗時間的確定必須通過試驗確定。
為了保證清洗效果,保證超聲波清洗裝置的正常使用,清洗后的零件在清洗槽內的位置值得注意。
首先,應避免將零件直接壓在超聲波振動的輻射表面,使輻射表面不能發生預期的振動,然后清洗設備不能達到正常的工作狀態。這對凈重較大的零件非常重要。零件應懸掛在清洗槽內,并盡可能靠近輻射表面。
第二,關鍵的清潔位置必須與超聲波源對齊。
第三,應注意清洗后的污垢能夠順利排出零件。
第四,應方便清洗液在清洗槽內對流。在選擇清洗液循環使用和連續補充應用方法時,進液速率不宜過快,否則由于補充的清洗液含有更多的空氣,空化效果會減弱。
對于埋孔的清洗,應先將清洗液注入盲孔,然后將埋孔對準超聲源。在清洗過程中,必須始終保持孔內充滿清洗液,才能取得明顯的效果。