一、概述

超聲波清洗是利用超聲波在清洗液中的機械振動對附在清洗對象上的污物產生沖擊等一系列作用來去除污物。超聲波清洗是一種高效率、高質量、易于自動控制的清洗技術。相對于噴淋清洗、氣相清洗等其他多種清洗方式來講，超聲波清洗的洗凈率高、殘留物少、清洗時間短。超聲波清洗不受工件表面形狀的影響，能夠采用浸泡方式清洗的工件都可以采用超聲波清洗，特別是對于一些有沉孔、凹槽等結構的工件，超聲波清洗具有更好的效果。但需要注意，超聲波清洗適用于聲波反射性強的被洗物，并不適用于諸如橡膠件等聲吸收強的被洗物。

在超聲波清洗中，需針對不同的清洗對象選擇合適的清洗介質。隨著科學技術的進步，更加專業化的清洗劑不斷創新出現，進一步提升了超聲波清洗的清洗效率與清洗效果。超聲波清洗中，水基型、溶劑型等類型的清洗劑都可以應用于清洗。在機械工業中，溶劑型清洗劑由于具有優越的去污脫脂能力得到了廣泛的應用。為保護臭氧層，國內外替代ODS類清洗劑的工作已經進入收尾階段，同時鹵代烴類清洗劑的職業危害性越來越引起大家的重視，因此環保型的碳氫清洗劑的應用得到了廣泛關注。在航空工業中，含有鹵素的清洗劑對鈦合金、銅合金具有極其明顯的應力腐蝕，因此推動了專用型的航空工業碳氫清洗劑的研發。

隨著當前制造領域對清洗要求的不斷提高及社會對環保要求的重視，為了滿足溶劑型清洗劑的使用特點，將真空技術與超聲波技術相結合發展了超聲波真空清洗技術。真空技術的作用主要表現為清洗過程中的真空脫氣作用、清洗后針對清洗液的真空干燥作用和對清洗液的真空蒸餾作用。在真空環境下，工件孔隙中的空氣析出，使得清洗液更容易作用于孔隙的內腔表面，同時當真空度達到清洗劑中溶解的氣體的分離壓力時，清洗劑中溶解的氣體開始釋放，降低了清洗劑中溶解的氣體對于聲波空化作用的影響，提高了清洗能力。

二、超聲波清洗基本原理

1、空化：超聲波清洗的主要作用機理是空化效應。聲波在液體中傳播時，由于非線性作用，會產生聲空化。在空化氣泡突然閉合時發出的沖擊波對污層的直接反復沖擊可以破壞污物在清洗件表面的吸附，使污染物脫離清洗件表面并使它們分散到清洗液中。

2、振動：超聲波能夠引起清洗介質的質點振動，質點振動的加速度與超聲頻率的平方成正比。因此，高頻超聲會產生極大質點振動加速度，在工件表層形成局部微流擦洗現象，非常適用于精密清洗。

3、乳化：對于油脂性污染物，由于超聲空化作用，兩種液體在界面迅速分散而乳化。當固體粒子被油污裹著而粘附在清洗件表面時，油被乳化，固體粒子即可脫落。

4、聲流：空化氣泡在振動過程中會使液體本身產生環流，即所謂聲流。他可使振動氣泡表面存在很高的速度梯度和粘滯應力，促使清洗件表面污物的破壞和脫落。由于速度梯度和粘滯應力而產生的高速微射流可以強化清洗劑的作用。

在超聲波清洗中，一般情況下，以上不同的原理方式共同存在，起到了清洗作用。但是，在不同的清洗參數設置條件下，起主要作用的機理不同。

三、超聲波清洗的工藝影響參數及分析

(一)工藝影響參數

清洗作業有三要素：清洗劑、清洗方法和清洗設備，三者相互協調，才能使清洗作業取得良好的技術經濟效果。清洗方法是清洗技術的三要素之一，應與清洗劑相協調，清洗方法與清洗劑選定后，設備的類型和主要結構的要求才能相應確定。因此，在清洗作業過程中，需要選擇合適的清洗劑，并在此基礎上設置合理的清洗工藝參數和工藝要點使清洗后的工件表面得到比較高的清潔度。

以上方法是實際生產中確定清洗工藝方式的常用基本邏輯。如果已經確定清洗設備，也就是說在確定的超聲波清洗方式下，則需要考慮清洗工藝參數和清洗劑對于超聲波清洗效果的影響。綜合來講，影響超聲波清洗的工藝參數主要有三個方面：聲學參數、清洗劑參數、清洗條件參數，需根據實際條件優化確定這些參數。