2.1 超声波清洗的原理超声波清洗技术的实现于20世纪50年代, 超声清洗是功率超声最大的一个分支, 其机理研究及设备开发与清洗工艺研究及应用, 在我国已有近50年的历史, 几乎与国外同步。超声波清洗属于物理清洗方法, 其原理是由超声波发生器发出的高频 (20～50 kHz) 振荡信号, 通过换能器转换成高频机械振荡而传播到介质———清洗溶剂中, 超声波在清洗液中疏密相间地向前辐射, 使液体流动而产生数以万计的微小气泡。这些气泡在超声波纵向传播的负压区形成、生长, 而在正压区迅速闭合, 此现象称为超声“空化”效应。在“空化”效应过程中, 气泡闭合可形成超过1 000个气压的瞬间高压, 能够明显减弱液体表面张力及摩擦力, 连续不断地产生瞬间高压类似一连串小“爆炸”不断地冲击物件表面, 对污物层进行直接反复多次的冲击, 破坏固体液界面的附面层, 在气泡崩溃的最后阶段, 泡内液体向四面八方高速撞击, 产生极高压力, 压力本身以及发射的压力波对表面材料有很强破坏作用;使物件表面及缝隙中的污垢迅速剥落, 从而达到物件表面净化的目的, 达到普通机械搅动所达不到的清洗效果。超声清洗过程中的超声机械作用、空化作用以及空化作用带来的热效应、乳化效应为主要作用[4]。2.2 超声波清洗的特点与其他清洗技术相比, 超声清洗的优点在于: (1) 速度快, 质量高。超声清洗一般只需数分钟到数十分钟, 且清洗效果好。 (2) 不受清洗件表面复杂形状的限制, 凡清洗液能浸到、空化能产生的地方都有清洗作用。如物件表面的空穴、凹槽、狭缝、微孔等都能得到清洗, 被清洗对象各部分清洁度一致。 (3) 某些场合可以用水剂代替油或有机溶剂进行清洗, 对于需要用酸或碱清洗的某些零部件, 超声清洗能降低酸碱浓度, 减少污染, 降低成本[2]。 (4) 不需要其他清洗剂即可完成清洗过程。 (5) 对清洗对象表面无损伤。因此, 超声清洗现已得到了越来越广泛的应用[3]。2.3 影响超声清洗效果的因素超声清洗的主要机理是超声空化作用。超声空化的强弱与声学参数、清洗液的理化性质及环境条件有关, 故影响超声清洗效果的因素主要有以下几种[4]。2.3.1 声强或声压声强愈高, 空化愈强烈, 愈有利于清洗作用。但不是声功率越大越好, 声强过高, 会产生大量无用的气泡。对于一些难清洗干净的污物, 需要采用较高的声强。超声波强度即单位面积的超声功率。超声清洗的效果好坏取决于空化作用, 但空化作用的产生与超声波强度有关, 通常在单位面积超过0.3 W超声功率时 (输入电功率为1 W) 。超声波强度越大, 空化作用越明显, 清洗作用越好。另外, 依不同的清洗对象, 选择适当的超声波强度。