超聲波清洗機(jī)是現(xiàn)代工業(yè)清洗的主要方式，超聲波清洗(ultrasonic cleaning)是利用超聲波在液體中的空化作用、加速度作用及直進(jìn)流作用對(duì)液體和污物直接、間接的作用，使污物層被分散、乳化、剝離而達(dá)到清洗目的。目前所用的超聲波清洗機(jī)中，空化作用和直進(jìn)流作用應(yīng)用得更多。
超聲波是一種頻率超出人類聽覺范圍20 kHz以上的聲波。超聲波的傳播要依靠彈性介質(zhì)，其傳播時(shí),使彈性介質(zhì)中的粒子振蕩,并通過(guò)介質(zhì)按超聲波的傳播方向傳遞能量,這種波可分為縱向波和橫向波。在固體內(nèi),兩者都可以傳送,而在氣體和液體內(nèi),只有縱向波可以傳送。超聲波能夠引起質(zhì)點(diǎn)振動(dòng),質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的加速度與超聲頻率的平方成正比。因此,幾十千赫茲的超聲會(huì)產(chǎn)生極大的作用力,強(qiáng)超聲波在液體中傳播時(shí),由于非線性作用,會(huì)產(chǎn)生聲空化。在空化氣泡突然閉合時(shí)發(fā)出的沖擊波可在其周圍產(chǎn)生上千個(gè)大氣壓力,對(duì)污層的直接反復(fù)沖擊,一方面破壞污物與清洗件表面的吸附,另一方面也會(huì)引起污物層的破壞而脫離清洗件表面并使它們分散到清洗液中。氣泡的振動(dòng)也能對(duì)固體表面進(jìn)行擦洗。氣泡還能“鉆入”裂縫中做振動(dòng),使污物脫落。對(duì)于有油脂性污物,由于超聲空化作用,兩種液體在界面迅速分散而乳化,當(dāng)固體粒子被油污裹著而粘附在清洗件表面時(shí),油被乳化,固體粒子即脫落?？栈瘹馀菰谡駝?dòng)過(guò)程中會(huì)使液體本身產(chǎn)生環(huán)流,即所謂聲流。他可使振動(dòng)氣泡表面存在很高的速度梯度和粘滯應(yīng)力,促使清洗件表面污物的破壞和脫落,超聲空化在固體和液體表面上所產(chǎn)生的高速微射流能夠除去或削弱邊界污層,腐蝕固體表面,增加攪拌作用,加速可溶性污物的溶解,強(qiáng)化化學(xué)清洗劑的清洗作用。此外,超聲振動(dòng)在清洗液中引起質(zhì)點(diǎn)很大的振動(dòng)速度和加速度,亦使清洗件表面的污物受到頻繁而激烈的沖擊。影響超聲波清洗機(jī)清洗的因素：
清洗介質(zhì)：采用超聲波清洗，一般有兩類清洗劑即化學(xué)溶劑和水基清洗劑。清洗介質(zhì)的化學(xué)作用可以加速超聲波清洗效果，超聲波清洗是物理作用，兩種作用相結(jié)合，依對(duì)物件進(jìn)行充分、徹底的清洗。
功率密度：超聲波的功率密度越高，空化效果越強(qiáng)，速度越快，清洗效果越好，但對(duì)于精密的表面光潔度甚高的物件，采用長(zhǎng)時(shí)間的高功率密度清洗會(huì)對(duì)物件表面產(chǎn)生空化、腐蝕。
超聲頻率：適用于工件粗、臟、初洗，頻率高則超聲波方向性強(qiáng)，適合于精細(xì)的物件清洗。
清洗高溫：一般來(lái)說(shuō)，超聲波在30℃~40℃時(shí)的空化效果最好，清洗劑也不是溫度越高，作用越顯著，有可能會(huì)高溫失效，通常超聲波在超過(guò)85°C時(shí)，清洗效果已變差。所以實(shí)際應(yīng)用超聲波清洗時(shí)，采用50°C~70°C的工作溫度。
超聲波清洗機(jī)由以下幾部分組成:
1)超聲波系統(tǒng):包括換能器和超聲波發(fā)生器。
(1)換能器:換能器采用特種耐高溫、耐振動(dòng)、高粘度的樹脂膠輔以特殊的方法加以固定,絕不脫落,且可耐受100℃～150℃的高溫。
(2)超聲波發(fā)生器:大功率超聲波發(fā)生器可由超音頻IGBT電力電子器件為主要元件構(gòu)成,該種超聲波發(fā)生器電路先進(jìn),結(jié)構(gòu)完整,輔以靈敏可靠的集成控制系統(tǒng)。各種超聲波發(fā)生器可獨(dú)立工作,亦可多組并聯(lián)使用,以完成大規(guī)模清洗工程。
2)加熱及溫度控制系統(tǒng)。加熱器通常采用不銹鋼管材制成,可耐酸堿。加熱的目的是將清洗劑加熱以增加清洗機(jī)的洗滌效果。溫度自動(dòng)控制,可在適當(dāng)范圍內(nèi)隨意調(diào)整。
3)清洗槽:清洗槽一般采用不銹鋼經(jīng)氬弧焊焊制而成,槽體上設(shè)置有排渣檢修口、保溫隔聲層等,要保證水位至少應(yīng)高出換能器盒200 mm以上。
4)槽液循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中設(shè)有過(guò)濾器,對(duì)槽液進(jìn)行動(dòng)態(tài)過(guò)濾,以維持槽液的清潔度。當(dāng)工件出槽,經(jīng)過(guò)過(guò)濾的液體流經(jīng)槽體上部的噴淋環(huán)節(jié)對(duì)工件進(jìn)行一次沖洗,以便沖掉工件出槽時(shí)表面粘附的油污,以避免其對(duì)下道槽液造成污染。
5)輸送系統(tǒng):根據(jù)被清洗工件的形狀、體積、批量等確定超聲波清洗機(jī)的輸送方式及控制方式。
6)噴淋漂洗系統(tǒng):根據(jù)被清洗工件的表面狀況,有的清洗機(jī)配備噴淋漂洗工序,將超聲波清洗和 噴 淋 清 洗 有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。
7)烘干系統(tǒng)：根據(jù)被清洗工件的狀況,有的清洗機(jī)配備烘干系統(tǒng),烘干系統(tǒng)主要由加熱器、風(fēng)機(jī)、吹風(fēng)噴嘴等組成溫度自動(dòng)控制。
