ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Применение ультразвуковых колебаний при очистке поверхности из "Защита металлов от коррозии " Ультразвуковыми условно называются упругие механические колебания с частотой выше 16—20 кгц. Они обычно обладают большой механической энергией, которая и обусловливает их действие при промышленном применении. [c.102] Ультразвуковые волны характеризуются длинами волн в твердых телах от 20 до 4-10 см, в жидкостях от 6 до 1,2- 10- см, в воздухе и газах от 1,6 до 0,3-10 см. Наиболее короткие ультразвуковые волны имеют длину порядка длин видимого света. Скорость распространения звуковых волн выражается произведением частоты / гц) на длину волны X с = Д и зависит от свойств среды в более упругой среде эта скорость выше, чем в менее упругой. Так, в воздухе скорость равна 331 м1сек, в воде 1497 м/сек, в стали 5810 м/сек, в меди 4600 м/сек, в свинце 2100 м/сек. [c.102] А — амплитуда звуковых колебаний, см. [c.102] Подобно светозым, ультразвуковые волны можно получать в виде узких направленных пучков, т. е. их можно фокусировать, концентрировать всю энергию излучателя в небольшом объеме. [c.102] При низких частотах сильная кавитация наступает при меньшей интенсивности звука, однако низкочастотные колебания трудно фокусируются, но более легко пронизывают толщу жидкости. Высокочастотные колебания позволяют легко фокусировать ультразвуковую энергию, однакб для создания условий кавитации требуется большая интенсивность. [c.103] Направленность ультразвука в виде узких ограниченных пучков часто становится причиной так называемых звуковых теней, препятствующих равномерной обработке поверхности изделий, особенно если они имеют сложную геометрическую форму. Именно поэтому в ряде процессов и, в частности, при обезжиривании предпочитают применять низкочастотные ультразвуковые колебания. [c.103] В настоящее время механизм воздействия ультразвука на химические и электрохимические процессы выяснен недостаточно. Существует лишь ряд предположений. Очевидно, что влияние ультразвука объясняется кавитационными явлениями, интенсивным перемешиванием при этом жидкости, мгновенно меняющимися перепадами температур и давлений, электрическими явлениями, возникающими при кавитации. Некоторые авторы отмечают, что ультразвук влияет на энергию дегидратации ионов, способствует преимущественной ориентации ионов и молекул, принимающих участие в электродных реакциях, уменьшению градиента концентрации разряжающихся ионов в прика-тодном слое электролита, повышению предельного тока диффузии и в целом влияет на поляризацию электрода. Ультразвук оказывает также диспергирующее и десорбирующее действие при обработке изделий в жидкостях, что может влиять на протекание собственно электрохимической 1стадии электродного процесса. [c.103] Ультразвук в настоящее время чаще всего применяется для интенсификации процесса обезжиривания и улучшения качества очистки поверхности изделий, особенно сложно профилированных, имеющих глубокие или глухие отверстия малого диаметра. Наряду с этим имеются примеры травления металлов в ультразвуковом поле, а также положительного воздействия ультразвуковых колебаний на процесс электроосаждения металлов и на процессы химического осаждения металлических и неметаллических покрытий. [c.103] Механизм ультразвуковой очистки поверхности изделия от загрязнений представляется следующим образом. Интенсивное ультразвуковое поле вызывает образование в жидкости гидродинамических потоков, увлекающих за собой кавитационные пузырьки. Задерживаясь на неровностях рельефа поверхности, созданных загрязнениями, пузырши колебательными движениями отрывают загрязнения от поверхности, растворяя их или переводя во взвешенное состояние. [c.104] Производительность очистки изделий. в ультразвуковом поле зависит от ряда факторов удельной мощности преобразователя, температуры раствора для очистки, природы растворителя загрязнений, характера загрязнений и др. Установлено, что скорость очистки повышается с возрастанием удельной мощности ультразвука до 0,8-—1 вт/см , т. е. с наступлением кавитации. Практически удельную мощность при очистке поддерживают обычно в- пределах 1,5—2 вт1см . [c.104] Замечено, что кавитация усиливается при пузырьках диаметром меньше 10 см, а потому желательно непрерывно перекачивать моющий раствор, так как это способствует о1бразованию в жидкости пузырьков малого диаметра. На скорость очистки значительно влияет температура обезжиривания среды, а также температура обрабатываемых изделий перед погружением их в жидкость для очистки. С повышением температуры изделий понижается вязкость жировых загрязнений и скорость очистки возрастает в несколько раз. [c.104] Гинберг описывает положительные результаты проведенных им исследований по ультразвуковой очистке печатных плат от флюса после пайки. При частоте ультразвуковых колебаний 16 кгц достигнута полная очистка плат от флюсов в этиловом спирте в течение 0,5—1 мин. [c.105] Исследованиями ряда авторов установлено, что процессы снятия окалины и окислов с поверхности металлических изделий ускоряются при травлении с применением ультразвуковых колебаний. [c.105] В последние годы вместо кварца в промышленности начинают широко применять поликристаллическую ке рам ику из титаната бария, пьезомодуль которого в сто раз больше, чем кварца. Вибраторам из этого материала можно придать любую форму в зависимости от назначения. Такие вибраторы чаще всего охлаждаются минеральным маслом. [c.106] Для ультразвуковтгй очистки изделий от окисных и жировых загрязнений применяют ванны оо встроенными в дно магнито-стрикционными вибраторами. В ваннах предусмотрена система подогрева и охлаждения рабочей жидкости. Вибраторы охлаждаются проточной водой. [c.106] Вернуться к основной статье