Голямина И.П. - Ультразвук (маленькая энциклопедия) (1040516), страница 91
Текст из файла (страница 91)
происходит раарушение поверхностных пленок вагрлзнений, отслаивание и удаление загрязнении, их змульгирование и растворение. Влияние различных факторов на механизм УЗ-вой О. и их взаимосвязь показаны на схеме (рис. (). . В и д м з а г р я а н е и и й. Исследования механизма УЗ-вой О. методом скоростной киносъемки покааали, что в зависимости от того, наоколько прочно загрязнение свяаано с очищаемой поверхностью, преобладагощую роль играют те илн нные процессы. Так, разрушение слабо связанных загрязнений происходит в основном под действием пульсирующих (нсзахлоиываюп(ыхсн) кавнтационных пузырьков.
На краях плен-. ки загрнзненнй пульсирующие пувырькн, соверпгал интенсивные ко- лебанин, преодолевают силы сцепления пленки с поверхностью, проникают под пленку (рис. 2), разрывают и отслаивают ее. Радиационное давление и авукокапиллярный эффект способствуют проникновению моющего раствора в микропоры, неровности и глухие каналы. Акустич. течения осуществляют ускоренное удаление аагрнзнений с поверхности. Если же вагряаиения прочно связаны Рнс.
т. схема разрушения пленки загрпзнения пульсирующими навигационными пузырьками: а — начальный момент; б — моменх разру1пеннл. с поверхностью, то длл нх разрушения и удаления с поверхности необходимо наличие " захлопывающихся кавитационвьхх пузырьков, создаю щих ммкроудариое ноздепствие на по- ОЧИСТКА верхность. Поэтому с точки эрения УЗ-вой О, поверхностные загряэнения можно классифицировать по следующим приэнакаи: )) кавитационной стойкости эагряанений, их способности противостоять микроударным н»- грузкам; 2) прочности свяаи плеяки эагряэнений с очищасмой поверхностью; 3) степени хилшч. вааимодействия аагряанений с моющей жидкостью, способности последней растворять или эмульгировать поверхностные аагряэкения.
Наиболее часто встречающимися видами поверхностных эагряэнекнй являются: жировые пленки, к-рые слабо свяааны с очкщаемой поверхностью и химически взаимодействуют с водными растворами, но устойчивы по отношению к кавитации; лаковые плбнки и краски, к-рые также кавитациовно сгойки, но отличаются прочной связью с поверхностью; окалина и окисяыо пленки, обладающие кавитационпой стойкостью и прочной саяэью с поверхностью, оии вааимодействуют лишь с агрессивными жидкостями; продукты корроеии, такя<е прочно свяэаннме с поверхностью и взаимодействующие с агрессивными средами, но кааитационно нестойкие; слабо свяэанные с очищаемой поверхностью металлич. пыль и шлам после травления, к-рые кавитацнонно нестойки и относительно легко удаляются.
Роль фиаико-химических свойств моющей жидк о с т и. При УЗ-вой О. необходимо учитывать свойства материала очищаемых деталей. Нйоющая жидкость по своему составу должна химически взаимодействовать только с поверхностными эагряэнениями, но не вступать в химич. Реакции с материалом деталей во избежание их повреждения. Не следует также применять УЗ-вую О. в тех случаях, когда кавитационная стойкость аагряэнений, напр, пригаров формовочной эемли на поверхности литых алюминиевых деталей, выше кавитационной стойкости материала очищаемой детали, что прежде всего приводит к раарушению самон детали. Существенное влияние на протекание и раавитие в моющих растворах специфич.
явлений, воэбуялдаемых УЗ, оказывают фиэико-химич. свойства жкдкости. Повышение упругости пара внутри пуаырька резко снижает интенсивность кавитации, поэтому, напр., применение для УЗ-вой О. водных растворов более эффективно, чем применение органич. Растворов, упругость пара в к-рых аначительно выпле, Однако при О. поверхности прециэяонвых деталей полупроводниковой в электронной техники, где необходимо снизить мпкроударнью нагруэкп, чтобы исключить повраждение ажурной конструкции, испольэуют органич.
растаоритоли с достаточно высокой упругостью пара. Сложным образом на процесс УЗ-вой О. влияет гааосодержание жидкости: увеличение содержания газа в пузырьке снижает эроаионну|о активность жидкости; с другой стороны, усиленная дсгааалил жидкости под действием акустич. потоков и радиационного давления приводит к сокращению числа центров кавитацик, что также снижает эффективность' О.
Регулируя, с одяой стороны, процесс дегаэации, а с другой — специально вводя гаэ в жидяость, можно достигнуть оптимального гаэосодержания. В УЗ-вых волях малой интенсивности вяакость жидкости снижает эроэионную активность, т. к. с ростом вязкости увеличиваются потери акустич, анергии. Однако при большой интенсивности УЗ в сильно вяэких жидкостях (при коэффициенте вязкости -50 — 100 Нс/мэ) создаются благоприятные условия для кавитационных процессов: силы вяэкого трения ана логично избыточному давлению препятствуют расширению навигационного пузырька после того, как наступила стадия сжатия в звуковой волне.
Благодаря этому начальная стадия сжатия кавитационного пуэырька наступает раньше, совпадая с вачалом сжатия волны, повышается скорость и сокращается время его эахлопывания, воэрастает микроудариое воздействие. На процесс О. влияет также поверхностное натяжение жидкости. В конечной стадии сжатия под действием возрастающей силм поверхностного натяжения увеличивается скорость эахлопывания пуаырькоа и повышается микроударное действие кавитации. Однако с ростом поверхностного натяжения повышается порог кавитации и сокращается число кавитационных пузырьков. Кроме того, по- ОЧИСТКА верхкостиое катки>ение ухудшает процесс смачивания поверхности очищаемых деталей, препятствуя проникновени>о моющего раствора в узкие щели, отверстия и завары.
Оцевивая в целом влияние поверхностного катяжеиия, в большинстве случаев рекомендуется уменьшать его величиву в жидкостях, применяемых при УЗ-вой О. Для этой цели польауются добавками поверхностно-активных веп>еств, к-рыо улучшают смачиваемость поверхности и, создавая тончайшие адсорбциоиные слои иа поверхности частиц аагрявкекий, способствуют более легкому их отрыву. Выбор растворов для УЗ-вой О. определяется совокупностью иаложекиых факторов. Для УЗ-вой О.
деталей от сыазок, поллровочиых паст, металлич. пыли, абразивов и т. д. применяются водные щелочные растворы, к-рые обладают рядом преимуществ по сравнению с органическими: дешевизной, иетоксвчностью, пожаробезопасиостью. В качестве оргаиич. растворителей испольвуются бензин, четыреххлористый углерод, ацетон, трпхлорэтилон, фреон и др. Наябольший интерес для УЗ-вой О.
представляют фреоиовые комповиции, отличающиеся высокой растворяющей способностью, хилой токсичиостью, взрывобезопасиостью и возможностью регенерации. Для снятия окалины и нагара вользуются травильнмми растворамп серной, соляной, азоткой и других кислот различвой коицонтрации в завигиыости от очищаемого металла. Темп-ра жидкости в пределах 40— 50 'С является для водных растворов оптимальной. При более низкой темп-ре сии>кается хкмич, активность раствора, а при более высокой — повышается упругость пара. Если характер загрязнений требует испольэоваиия органич.
растворителей для ()., то, чтобы снизить упругость пара, пелесооб>разно охлаждать растворитсли до 15 †20 'С. Для увеличения микроударкого воздействия при удалении сильно связаивых с поверхностью загрязнений применяется повышенное до 2 — 4 атм гидростатич. давление (см. Лазил>ачиониав эра>ив). Роль характеристик звукового поля.Для осуществлевия необходимого режима УЗ-вой О.
необходим также выбор оптималь- ных значений интенсивности УЗ и частоты колебаний. С повышением частоты кавитацлониый пузмрек ие достигает конечной стадии захлопывания, что сккжает микроударкое действие навигации. Кроме того, увеличивается поглощение акустич. энергии. >1резмерко понижать частоту нежелательно из-за резкого возрастания >пума, а также увеличения резонансвых размеров ивлучателя.
Поэтому болыпинство установок УЗ-вой О. работает в диапазоне частот от 18 до 44 кГц. Повышение интенсивности УЗ сверх определенного предела приводит к увеличению амплитудного значения давления, и кавитациоииый пузырек вырождается в пульсирующий. Прл слишком малых интенсивностях слабо выражена кавитация и все вторичные эффекты, возникающие в жидкости при введеиии УЗ-вых колебаний и определяющие эффективность О. Поэтому иятервал интенсивкостей составляет при УЗ-вой О. от 0,5 до 10 Вт/смх.
Ультразвуковые установки для очистки. Конструктивные особевяости установок для УЗ-вой очистки весьма разнообразны и определяются фор- Рис. 3. Схема устРойства ультразвуковой ванны: > — ванна с моющим раствором; э — преобразователь; э — излучающая диафрагма; э — бачок для охлаждения преобразователя проточкой водой. мой и размерами очищаемых деталей, видами загрязнений, требованиями к качеству поворхности и производительности. Освоввым элементом конструкции УЗ-вой установки является нанна. В зависимости от назначения объем ванн может составлять от 0,2 л до сотен л, мощность УЗ вЂ” от 50 Вт до десятков кВт. В простейшей и наиболее употребительной кояструкцви установки (рис.
3) дном ванны ° жэ лэ бЗЬ,,Н!! ОЧИСТ КА Рис. З. Схена установки для ультразвуковой очистки внутренних полостей труб: 1 — ультразвуковой ноинентратор; г — инструмент; э — труба; полуволнован опора; э — преобразователь. Эпира смещений служит нзлучающан диафрагма Л, колебании к-рой соадатотся преобразователем У. В относительно маломощных установках нрименяются ньеэо- з б б Ряс. с Схема иеханиеироваиной ультратеуновой ванны: 1 — корпус ванны; г— преобразователи; .т — загрузочные оети тые барабаны; а — привод; 1 — пульт управления.
элекя1рические яреобраэоеанылн из пьоаокерамики, а в нощных — лагвк1нострнкцио~ыьые преобразователи. Питание преобразователей осуществляется в зависимости от требуемой мощности транзисторными, ламповымн, тиристорными генераторами. 1[ля обеспочения равномерности УЗ-ного поля в ванне испольауются изгибноколеблющиеся диафрагмы, возбун1даеиые системой расйределенных преобразователей.
В нек-рых конструкцннх для равномерности О. мелких деталей применяются нх переыещенпе и встр нхивание с помощью помещаемых в ванну сетчатых контейнеров-барабанов (рис. 4).. 'Длн О. глубоких отверстий пли локальнон О. отдельных 3 з Рнт. Ь. очистки э стпа. 1 — йнаФ нито(три абраэоэат пус; э— подачи и отк, ь' — курон-выключатееь; т . Рукоятка.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
