УЛЬТРАЗВУКОВАЯ КАВИТАЦИЯ - ЭТО ЭФФЕКТ, ВЗЯТЫЙ ЗА ОСНОВУ В РАБОТЕ УСТРОЙСТВ ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ЧИСТКИ

    Устройство ультразвуковой очистки - это емкость для специальной жидкости, в которой создаются колебания с частотой ультразвукового диапазона (частоты от 18 до 120 КГц.). Оно состоит из генератора и излучателя колебаний. Генератор формирует электрические колебания с частотой ультразвукового диапазона и глубокой (до 90%) амплитудной модуляцией (50 - 100 Гц.). Излучатель преобразует электрические колебания в механические (ультразвук), которые передаются через стенку ванны в активную жидкостную среду, разогретую до определенной температуры (около 70 град. С.).

    Ультразвуковые волны, распространяющиеся в жидкой среде, вызывают перемещение молекул воды в пределах микрообъемов (соответствующих длине волны). Таким образом, в жидкости появляются зоны разряжения и зоны повышенного давления. В зонах разряжения складываются условия (пониженное давление и высокая скорость молекул (температура)), при которых жидкость переходит в газообразное состояние. Таким образом в жидкой среде формируются зоны, заполненные парами (пузырьки). Этот процесс активизируется при повышении общей температуры жидкости. Процесс формирования пузырьков достаточно плавный и идет с накоплением кинетической энергии молекул.

    Пузырьки, попавшие в зону с повышенным давлением, начинают сжиматься, при этом идет повышение температуры, внутри пузырька, но под воздействием давления и сил притяжения молекул происходит быстротекущий процесс фазового перехода пара в жидкость - "схлопывание" пузырька. При этом, скорость молекул воды направлена внутрь микроскопической сферы, где и происходит максимальное физическое воздействие - выделение накопленной энергии в микроскопическом объеме - микровзрыв.

    Если такой процесс протекает вблизи твердой поверхности, то энергия микровзрыва отделяет часть молекул от поверхности твердого тела. Этот процесс наиболее активен при наличии на поверхности тела инородной пленки (наслоений) с плотностью, отличной от плотности тела, и микроскопических дефектов структуры.

• А - начало формирования пузырька
• В - сформировавшийся пузырек
• С - начало сжатия пузырька
• D - микровзрыв.
  

    Процесс Кавитации, объединенный с химическим воздействием активных веществ моющей жидкости приводит к активному очищению поверхности детали от твердых отложений.

    Но в процессе очищения, с поверхностей детали удаляются и частицы основного материала - происходит эрозия поверхности. Поэтому время пребывания детали в УЗВ должно быть точно рассчитано и передержка может привести к изменению механических свойств.