超声清洗影响因素

超声清洗清洗介质

采用超声波清洗，一般有两类清洗剂即化学溶剂和水。清洗介质的化学作用可以加速超声波清洗效果，超声波清洗是物理作用，两种作用相结合，依对物件进行充分、彻底的清洗。

超声清洗功率密度

超声波的功率密度越高，空化效果越强，速度越快，清洗效果越好，但对于精密的表面光洁度甚高的物件，采用长时间的高功率密度清洗会对物件表面产生空化、腐蚀。

超声清洗超声频率

超声波频率越低，在液体中产生的空化越容易，产生的力度大，作用也越强，适用于工件粗、脏、初洗，频率高则超声波方向性强，适合于精细的物件清洗。

超声清洗清洗高温

超声波在50°C~60°C时的空化效果最好，清洗剂也不是温度越高，作用越显著，有可能会高温失效，通常超声波在超过85°C时，清洗效果已变差。所以实际应用超声波清洗时，采用50°C~70°C的工作温度。

超声波清洗的物理机制主要是超声波空化，空化作用非常容易在团体与液体交界处产生，因而对于浸入超声作用下液体中的物体，具有超乎寻常的清洗作用，另外，由于超声波具有很强的穿透固体的作用、可以穿透到被清洗物，另一侧表面，以及所有浸入介质中的内腔，盲孔、狭缝，将清洗物体表面附着的污垢剥落，达到完美的清洗效果。

超声波同时还有乳化、中和作用，能更有效防止被清洗掉的油污重新附着在清洗物件上。所以这种空化作用对浸入超声波作用下的液体中物体内表面（如管件、箱体件）均能清洗。这是超声波清洗优于其他清洗手段的重要方面。

所用的超声波清洗机中，空化作用和直进流作用应用得更多。超声波清洗是一项物理清洗技术，能强力分离蔬菜水果表面的残留农药，杀死表面细菌病毒。

超声波由于频率高、波长短，因而传播的方向性好、穿透能力强，这也就是为什么设计制作超声波清洗机的原因。

超声清洗是利用超声波在液体中的空化作用、加速度作用及直进流作用对液体和污物直接、间接的作用，使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目的。所有的超声清洗机中，空化作用和直进流作用应用得更多。

超声清洗属于物理清洗，其本身为绿色清洗，若在清洗液中添加适合的清洗剂则属组合清洗，更具有明显的清洗效果。超声清洗与现代科技发展及先进制造工艺密切相关，是功率超声中详细应用最为广泛的领域之一。

• 吹式清洗：剩余残留物86%

• 浸润式清洗：剩余残留物70%

• 蒸气式清洗：剩余残留物65%

• 刷子式清洗：剩余残留物8%

• 超声波清洗：剩余残留物0-0.5%

速度快、质量高、易于自动化控制；

不受清洗件表面复杂形状的限制；

某些场合可以用水剂代替油或有机浴液进行清洗。对于需要用酸或碱清洗的某些零部件，用超声波清洗可以降低酸碱的浓度，因而能减少污染 ，降低成本和改善劳动条件；

在另一些难于清洗 且有损人体健康的场合，如核工业及医疗中的放射性污族物的清洗，也可以用超声完成。可以有效地降低污染，减少有毒溶剂对操作人员的损害；

超声清洗对超声反射强度大的材料，清洗效果好，而对超声波吸收较大的材料则清洗效果较差；

超声波清洗的成本较低。

超声清洗高频超声波清洗

硅片表面小至零点几微米的超微污物粒子，常规的超声波清洗器无法清洗，即使增加功率密度也无济于事。一种兆赫兹级的高频超声清洗技术，由于频率高，空化效应已不起作用，因此清洗的关键不是气泡，是高频压力波的擦洗作用，对污物的去除率接近百分之百。

超声清洗聚焦式清洗

对于像纺织行业的喷丝板、过滤器之类微孔物件的清洗，常规的超声清洗效果十分不理想，声强达不到要求，而采用机械扫描聚焦式超声清洗，喷丝板微孔中的污物脱离则十分明显。聚焦式清洗要求达到高的声强。

超声清洗多频清洗

在一只清洗槽中，安装有两种或三种以上不同频率的换能器，由多只发生器分别推动各自频率的换能器。清洗器工作频率高时，在液体中空化强度低而空化密度大，而工作频率低时则相反。低频超声波的强度高，对物体表面清洗有利，高频超声波空化密度高，冲击波能穿达凹槽、细缝、深孔等细微结构。同时缸中有多种频率的超声波，也克服了单频清洗驻波场造成的清洗不均匀问题。

超声清洗扫描和调频清洗

扫频和跳频清洗都是为了改善超声波清洗槽中的声场结构。扫频解决了槽中的不均匀驻波场，使清洗均匀。跳频和多频兼顾到高低频清洗，不同的是跳频用的是一个超声波换能器和一个超声波发生器，其超声波换能器本身有两个谐振频率，在第一谐振点带宽内作连续的频率变化，然后跳到另一带宽内进行扫频清洗，是高低频交替进行清洗。2100433B

随着应用范围的扩大,超声波清洗技术也有了新的发展。传统的超声波清洗设备由于自动化程度不高而难以保证零件清洗的均匀性,近年来逐渐出现了自动化程度高、灵活性强的自动化超声波清洗设备。不但实现了超声波清洗的自动化控制和批量作业,还稳定了清洗工艺、提高了清洗质量。这类超声波清洗设备将超声波清洗和化学清洗、漂洗、脱水、烘干等工艺结合,因而有非常高的清洗效率。在传动、烘干、清洗方面通常使用PLC控制,实现了清洗过程的全自动化。

《中国清洗行业ODS的整体淘汰计划》的实施,清洗行业以前所沿用的ODS有机溶剂将被逐步禁止使用。碳氢溶剂由于拥有众多优点且经济环保而流行起来。但碳氢溶剂闪点限制了其在超声波清洗方面的应用,在超声波清洗领域引入超声波碳氢真空清洗,不但克服了碳氢溶剂的缺点,又达到了环保的目的。而且在真空状态下进行超声波碳氢清洗还能强化清洗作用,提高清洗效果并达到较高的自动化程度。超声波碳氢真空清洗已成为今后环保型超声波清洗的发展方向。

近年来还出现了超声波清洗的一种特殊应用-超声波除垢。超声波除垢主要是利用超声波强声场处理流体,使流体中成垢物质在超声场的作用下的物理形态和化学性能发生一系列变化,使之分散、粉碎、松散、松脱而不易附着管、器壁形成积垢。作为超声清洗的特殊应用,超声防垢广泛应用在锅炉、热交换装置和管道防垢、除垢领域。

此外任金莲等还提出了超声波清洗的一种新方法———超声振动清洗方法,这是一种无需清洗液且有别于常规超声波清洗机理的超声波振动清洗方法。这种方法利用超声波在固体介质中传播时能引起介质质点极大的加速度和作用力这一特点,将超声波经变幅杆与振动头传送给被清洗工件,从而使工件介质质点在平衡位置高速振动,致使污物被振松而脱离工件,从而达到清洗目的。目前该超声波振动清洗装置已用于显像管自动生产线上。

一般来说,清洗的工艺流程依被清洗物体清洗的难易程度及清洗数量而决定。主要清洗流程如下:

1)热浸洗或喷洗: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)超声波漂洗: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。