超声波清洗原理

机清洗液、轻油；焦油分离剂酸碱清洗液

印刷业	旋转机、金属板	墨迹、指纹、油、染料	轻油、有机性清洗液
公共事业、电力、煤气、新闻通讯	路灯、燃料油表、电力计、灯泡、软片、电传机、绝缘子。	墨迹、油、尘土、纱屑、锈、泥、接触海水的盐分	有机性清洗剂、轻油、酸碱性清洗液
原子能工业及研究院所	控制棒、燃料泵、铝管类、容器、玻璃、分析试料	放射能量粒子、尘埃、硅油、油脂	碱性、中性清洗液、纯水。有机性清洗液、乙醇、丙酮等
医疗、医研	注射器、手术机械、吸量管、玻璃容器、食道镜、齿科机械、直肠镜、方向镜、显微镜用试料玻璃	血液、凝胶体、指纹、料理物残留物、蛋白（卵白）、混入血液中的污垢	碱性、中性清洗液、纯水
金融机关	图章、标签、号码机、高级陶瓷、金银制品	手垢、尘土、指纹、印泥、糊状物、胶、纱屑	中性、碱性清洗液
机械工具、 五金制品	电镀件前后处理、各种小五金件、丝杆、喷咀、齿轮、夹具、固定装置用附件、弹簧、气门、游标卡尺等工量具	磨料、铁屑、防锈剂、复合物、切削油、冷却油、研磨油；尘土、抛光、氧化物	有机清洗液、复合剂、氟溶剂、轻油、乙醇系列；碱性、中性清洗液

应用例举如下：　　
1）.电镀前处理　　
电镀工艺，对工件表面清洁度要求较高，而超声波清洗技术是能达到此要求的理想技术。利用超声波清洗技术，可以替代溶剂清洗油污 ；可以替代电解除油；可以替代强酸浸蚀去除碳钢及低合金钢表面的铁锈及氧化皮。近年来诸多电镀厂商采用超声波清洗技术设备，替代电镀线原有的酸碱处理工位获得成功，使电镀件质量及产量较原来有更大提高，并改善了生产环境。　　
冷轧钢板表面一般有油、污或少量铁锈，要洗干净比较容易，但经一般方法清洗后，工件表面仍残留一层非常细薄的浮灰，影响后续加工质量，有时不得不再采用强酸浸泡的办法去除这层浮灰。而采用超声波清洗并适当的清洗液，可方便快捷地实现工件表面彻底清洁，并使工件表面具有较高的活性，有时甚至可以免去电镀前酸浸活化工序。
传统的办法是采用盐酸或硫酸浸泡清洗。如采用超声波综合处理技术，可以快捷地在几分钟内同时去除工件表面的油、锈、并避免了因强酸清洗伴随产生的氢脆问题。　　
2）.制药工业　　
超声波清洗技术经过众多制药企业的应用而得到广泛使用，特别是对西林瓶、口服液瓶、安瓶、大输液瓶的清洗以及对丁基胶塞、天然胶塞的清洗方面，已经得到首肯。对于瓶类的清洗，是用超声波清洗技术代替原有的毛刷机，它经过翻转注水、超声清洗、内外冲洗、空气吹干、翻转等流程而实现的。　　
3）.滤芯　　
无论何种用途的过滤器，使用一段时间后，都会由于杂质而造成通透性降低而报废，普通滤芯价格较低还可以，但对于化纤行业，一只进口滤芯，价格近万元，弃之实在可惜。若用超声波滤芯清洗机，采用聚能型超声波清洗机，它可把1KW以上的能量集中在200×20mm2的辐射面上，超声强度大，能够快速将堵塞物去除。。适用于PP绵滤芯、活性炭滤芯、中空纤维滤芯陶瓷膜滤芯。　
4）.金属　　
众所周知，金属棒材经挤压成丝后，金属丝的外部往往有一层碳化膜和油，用酸清洗或其它清洗方法，很难让污物去除（尤其整盘丝），超声波洗丝机是根据实际生产需要而设计的一种连续走丝，高效清洗设备，粗洗部分由清洗液储槽、换能器、循环泵、过滤器及配套管道系统组成，金属丝经超声波粗洗精洗后，再经过吹干，从而完成整个清洗过程。整套设备集成控制，简洁、方便、效果好，广泛用于钽丝、钨丝、钼丝、铌丝、铜丝（绝缘漆涂覆前）等其它金属丝。　　
5.）日常生活清洗　　
日常生产中，眼镜、首饰都可以用超声波进行清洗，速度快，无损伤，大型的宾馆、饭店用它清洗餐具，不仅清洗效果好，还具有杀灭病毒的作用。
6） 其他：
超声搅拌：加快溶解，提高均匀度，加快物理化学反应，防止过腐蚀，加速油水乳化，如：
溶剂染料混合，超声磷化等。
超声凝聚：加速沉淀，分离，如：种子浮选，饮料除渣等。
超声杀菌：杀灭细菌及有机污染物，如：污水处理，除气等。
超声粉碎：降低溶质颗粒度，如：细胞粉碎，化学检测等。
超声封孔：排除间隙气体，提高整体密度，如：工件浸漆等
超声波清洗技术在以上和其它领域的应用十分广泛，甚至应用到日常生活中清洗金银首饰、酒店餐饮具等，大大提高了工作效率和清洗质量。随着经济的发展、科学技术的进步，超声波清洗技术将被更普遍地应用在生产和生活的各个领域。
选用超声波清洗设备时要考量的问题
一、功率的选择
? ? 超声波清洗效果不一定与（功率 × 清洗时间）成正比，有时用小功率，花费很长时间也没有清除污垢。而如果功率达到一定数值，有时很快便将污垢去除。若选择功率太大，空化强度将大大增加，清洗效果是提高了，但这时使较精密的零件也产生蚀点，得不偿失，而且清洗缸底部振动板处空化严重，水点腐蚀也增大，在采用三氯乙烯等有机溶剂时，基本上没有问题，但采用水或水溶性清洗液时，易于受到水点腐蚀，如果振动板表面已受到伤痕，强功率下水底产生空化腐蚀更严重，因此要按实际使用情况选择超声功率。
二、频率的选择
?? 超声清洗频率从十几 kHz 到 100kHz 之间，在使用水或水清洗剂时由空穴作用引起的物理清洗力显然对低频有利，一般使用 15-40kHz 左右。对小间隙、狭缝、深孔的零件清洗，用高频（一般 40kHz 以上）较好，甚至几百 kHz 。对钟表零件清洗时，用 400kHz 。若用宽带调频清洗，效果更良好。
三、清洗篮的使用
?? 在清洗小零件物品时，常使用网篮，由于网眼要引起超声衰减，要特别引起注意。当频率为 28khz 时使用 10mm 以上的网眼为好。当然有时清洗是不是采用篮子，而是采用挂、夹等方式（如光电镜片等），是以不同工件的清洗治具也不同，要专门制作。
四、清洗液温度的选择
?? 水清洗液最适宜的清洗温度为 40-60℃ ，尤其在天冷时若清洗液温度低空化效应差，清洗效果也差。因此有部分清洗机在清洗缸外边绕上加热电热丝进行温度控制，当温度升高后空化易发生，所以清洗效果较好。当温度继续升高以后，空泡内气体压力增加，引起冲击声压下降，反应出这两因素的相乘作用。
五、关于清洗液量的多少和清洗零件的位置的确定
?? 一般清洗液液面高于振动子表面 100mm 以上为佳。由于单频清洗机受驻波场的影响，波节处振幅很小，波幅处振幅大造成清洗不均匀。因此最佳选择清洗物品位置应放在波幅处。
六、超声波清洗工艺及清洗液的选择
在购买清洗系统之前，应对被清洗件做如下应用分析： 明确被洗件的材料构成、结构和数量， 分析并明确要清除的污物，这些都是决定所要使用什么样的清洗方法，判断应用水性清洗液还是用溶剂的先决条件。最终的清洗工艺还需做清洗实验来验证。只有这样，才能提供合适的清洗系统、设计合理的清洗工序以及清洗液。考虑到清洗液的物理特性对超声清洗的影响，其中蒸汽压、表面张力、黏度以及密度应为最显着的影响因素。温度能影响这些因素，所以它也会影响空化作用的效率。 任何清洗系统必须使用清洗液。
。选择清洗液时，应考虑以下三个因素：
1 ．清洗效率：选择最有效的清洗溶剂时，一定要做实验。如在现有的清洗工艺中引入超声，所使用的溶剂一般不必变更；
2 ．操作简单：所使用的液体应安全无毒、操作简单且使用寿命长；
3 ．成本：最廉价的清洗溶剂的使用成本并不一定最低。使用中必须考虑到溶剂的清洗效率、安全性、一定量的溶剂可清洗多少工件利用率最高等因素。当然，所选择的清洗溶剂必须达到清洗效果，并应与所清洗的工件材料相容。水为最普通的清洗液，故使用水基溶液的系统操作简便、使用成本低、应用广泛。然而对某些材料以及污垢等并不适用于水性溶液，那么还有许多溶剂可供选用。
。主要清洗工艺流程如下：
1） 浸洗或喷洗：目的是将工件上的污染物软化、分离、溶解，并减轻下道清洗工序的负荷。
2）超声波清洗：利用超声波产生的强烈空化作用及振动将工件表面的污垢剥离脱落，同时还可将油脂性的污物分解、乳化，
3）冷漂洗：利用流动的净水将已脱落但尚浮在工件表面上污物冲洗干净。
4）声波漂洗：溶剂为干净的清水，工件浸入后，利用超声波将浮在工件各边、角及孔隙处的污物清洗干净。
5）热净水及冷净水漂洗：进一步去除悬附在工件表面上的污物微粒。
6）热风烘干：利用一定的温度和风速，使零件表面快速干燥。
七、不同的清洗液，要区分的清洗系统
水性系统：通常由敞口槽组成，工件浸没其中。而复杂的系统会由多个槽组成，并配备循环过滤系统、冲淋槽、干燥槽以及其它附件。
溶剂系统：多为超声波汽相除油脂清洗机，常配备废液连续回收装置。超声波汽相清除油脂过程是由溶剂蒸发槽和超声浸洗槽组成的集成式多槽系统完成的。在热的溶剂蒸汽和超声激荡共同作用下，油、脂、蜡以及其他溶于溶剂的污垢就被除去。经过一系列清洗工序后下料的工件发热、洁净、干燥。
八、清洗件处理
? ?超声清洗的另一个考虑因素是清洗件的上、下料或者说是放置清洗件的工装的设计。清洗件在超声清洗槽内时，无论清洗件还是清洗件篮都不得触及槽底。清洗件总的横截面积不应超过超声槽横截面积的 70% 。橡胶以及非刚化塑料会吸收超声波能量，故将此类材料用于工装时应谨慎。绝缘的清洗件也应引起特别注意。工装篮设计不当，或所盛工件太重，纵使最好的超声清洗系统的效率也会被大大降低。钩子、架子以及烧杯都可用来支持清洗件。
九、机器工作方式
根据每天工作时间、待清洗工件种类、待清洗工件数量、清洗溶剂种类、和投入资金来选用全自动、半自动、手动等工作方式和传动部件。