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超声波的主要应用有哪些?

雾化喷涂

功率超声波用于许多不同的工业过程,以及一些不寻常的应用程序。我们正在积极探索全新的超声波应用领域,如您未在我们的网站找到相关应用,可尝试与我们取得联系!

超声波雾化喷涂

超声波雾化是利用超声波的能量将水或液体打散,形成几十微米大小的液体颗粒,用于喷涂、镀膜、制粒等。相对于传统的气压式二流体喷涂,超声波雾化喷涂能实现更好的均匀度、更薄的涂层厚度以及更高的精密度,超声波喷涂的涂料利用率是传统二流体喷涂的4倍以上。超声波喷涂设备主要用于燃料电池、助焊剂喷涂、医用支架喷涂、薄膜太阳能涂料、太阳能电池、石墨烯涂层、硅光伏电池、玻璃镀膜等。

超声波雾化喷涂
超声波雾化喷涂

超声波声化学

超声波液体处理设备在高强度超声下的液体会发生超声空化。它可以被看作是在超声波工具头附近形成的一团气泡云,听起来是一种强烈的嘶嘶声。空化产生剧烈的、不对称内爆的真空气泡,引起具有极强机械剪切力的微射流。这些力就是超声波驱动许多物理和化学过程前进的能力。超声波能量作用于介质,会引起质点高速细微的振动,产生速度、加度声压、声强等力学量的变化,作用于提取、破碎、乳化、分散、消泡等。

超声波声化学
超声波声化学

超声波靶材焊接

超声波靶材焊接机用于不使用助焊剂的各种靶如 ITO、Al、Mo、Cr、Si等的铟涂层和背板。超声波靶材焊接机可用于平面、内圆、外圆靶的表面涂层。超声波焊接机提供了一种不使用助焊剂的环保型焊接解决方案,并且从根本上避免了常规助焊剂焊接的各种问题,从而提供了稳定可靠的焊接。

超声波靶材焊接
超声波靶材焊接

超声波金属熔液处理

超声波焊接是一种无助焊剂连接方法,其中高频机械振动代替了助焊剂。机械振动被传递到液态焊料浴,并且机械振动的能量导致发生气蚀,从而侵蚀了浸入浴中的零件的表面。这样可以去除零件表面的氧化层,并使熔化的焊料润湿干净的金属表面。

超声波金属熔液处理
超声波金属熔液处理

超声波切割

一把刀在锯切动作中前后移动,每秒三万次,移动的距离非常小,但加速度如此之高,以至于没有任何东西可以随刀片移动或粘在上面。外科医生使用超声波手术刀,他们希望在不施加任何压力的情况下进行切割。超声波切割工具可用于食品、塑料、橡胶等其他方式难以切割的产品。

超声波振动产生的热量也很有用。一些人造织物被切割并同时使用超声波刀密封以防止磨损。

超声波切割
超声波切割

超声波清洗

清洗是超声波最早的工业应用之一。将要清洁的物体放置在由多个超声波换能器剧烈搅动的液体浴中。根据应用,流体可以是水基或溶剂基的。传统上,换能器安装在清洗槽壁周围,但一些现代设备使用连接到共振探头的外部换能器,将振动传递到流体。

超声波可能会以多种方式影响清洁过程。流体中的快速运动有助于去湿表面,克服表面张力,还可能有助于去除污垢颗粒并将它们从表面带走。空化可能是最有趣(也是最有效)的效果——由微小的蒸汽泡内爆产生的冲击波在近距离可能是毁灭性的。气泡非常小,甚至可以穿透最小的缝隙,这使得该工艺非常适用于其他方法无法清洁的部件。另请注意,必须很好地控制该过程,以尽量减少对被清洁部件表面的侵蚀。清洗槽中超声波强度的标准测试是将标准箔条浸入设定时间,然后将其取出并计算孔数!

超声波清洗
超声波清洗

超声波金属焊接

超声波可用于将不同金属焊接在一起,无需焊料和助焊剂或特殊准备。该过程与塑料焊接的不同之处在于两个部件平行于界面振动。这是在它们之间产生摩擦的更直观合乎逻辑的方法,但摩擦加热不被认为是该过程的主要机制——熔化(甚至软化)大多数金属所需的温度将很难达到。相反,该机制被认为是扩散键合:当两个表面紧密接触时,每个部分的原子都会扩散到另一个部分。超声波通过分解表面氧化层促进这种紧密接触,使“原始”金属接触。

该过程有一些限制。它仅适用于相对较小的部件(一个主要的例子是将连接器焊接到汽车电池引线),因为焊接较大部件所需的功率将高于此方法实际提供的功率。此外,由于必须使用高夹紧力和带有锯齿状工作面的超声波发生器来牢牢抓住工件,因此该过程往往会使部件产生标记和变形。

超声波金属焊接
超声波金属焊接

超声波塑焊

塑料焊接用于各种各样的产品,从泡罩包装、纸箱和小型消费品到汽车油箱和仪表板。它的工作原理是在需要的地方准确地产生热量 – 在要连接的组件之间的界面处。组件夹在振动超声波发生器和固定支架之间。奇怪的是,振动通常垂直于接触面施加,尽管大部分振动可能会转化为平面内运动。这还有一个优点,即夹紧压力将保持超声波发生器与部件接触 – 通常不需要锯齿状表面。当组件靠近界面夹紧时(“近场”焊接)可以获得最佳结果,但如果这是不可能的,那么该过程仍然可以在远处工作(“铆接或插入是该过程的一种变体,其中将金属部件(通常是螺纹衬套)打入塑料部件的孔中,然后在塑料部件周围固化以形成永久连接。这是一种在塑料零件中制造坚固螺纹孔的便捷方法。

超声波塑焊
超声波塑焊

超声波加工

超声波已以多种方式用于金属加工。车床工具可能会受益于故意引起的振动,以防止“颤动”损害成品部件的表面光洁度。超声波钻头用于非常坚硬的陶瓷,通过研磨或侵蚀材料来工作-钻头周围的液体浆料包含松散的硬质颗粒,这些颗粒通过振动撞击到表面,侵蚀材料并产生更多松散的硬质颗粒。

超声波加工
超声波加工

超声波金属成型

CarnaudMetalbox R&D(现在是 Crown Cork and Seal – 世界上最大的包装公司的一部分)和拉夫堡大学开发了一种新的气雾罐,采用了许多新颖的金属成型工艺,从超声波颈缩(即减小罐的直径)开始一端)。在这种情况下使用超声波的优点是最大限度地减少罐和模具之间的摩擦,从而降低成型力。在没有超声波的情况下,力如此之大,以至于在缩颈过程中罐身会弯曲和塌陷。使用超声波可以在一次操作中将罐头直径减小 30%(在传统的颈缩工艺中,最大值通常约为5%)。

只有当振动垂直于表面时,超声波才有效——对于圆柱罐,这意味着开发一个将在径向方向振动的圆形模具。与其他高功率应用一样,所有工具都必须共振,因此所需的共振模式是均匀的箍膨胀/收缩。我们很快发现,虽然设计一个芯片在超声波设备的频率下以这种模式共振相当容易,但排除其他振动模式是一个重大挑战!

另一个困难是随着整个模具的膨胀和收缩,没有方便的节点(静止)点可用于安装它。这是通过使用管状安装系统解决的,该系统本身在与模具相同的频率下共振。

超声波成型工艺在英国的一家工厂投入生产,用于制造小直径气雾罐。生产线仍然断断续续地运行,为几个知名客户制作促销包装。其产品之一(“Fleurs de Paris”香水除雾罐)在 1997 年金属包装制造商协会奖项中获得银奖。

超声波金属成型
超声波金属成型

超声波筛分

工业筛子通常以低频搅动,以帮助产品在表面上均匀分布并帮助小颗粒通过。以超声波频率振动筛网(除了这种低频振荡之外)可以显着提高流速,防止产品堵塞筛网中的孔并有助于将小颗粒与大颗粒分开。

超声波筛分
超声波筛分

超声波烧结

粉末冶金工艺用于制造优质钢材和其他金属。在烧结过程开始之前,粉末必须尽可能紧密地包装,以防止在成品中形成空隙或其他缺陷。已发表的研究论文表明,使用超声波可以显着提高堆积密度。

超声波烧结
超声波烧结
杭州泛索能超声

杭州泛索能超声

杭州泛索能超声科技有限公司一直致力于大功率超声波核心部件及成套应用设备领域,集研发、生产、销售、售后为一体。我们一贯以丰富的行业经验、用非常适合客户的解决方案帮助客户解决任何难题,向所有用户提供完善的解决方案以及高品质的产品。主要产品及服务包括超声雾化喷涂设备,超声波液体处理设备,超声波涂铟设备,超声波金属熔液处理,超声波焊接设备,超声波切割设备以及超声波核心配件。

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