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超声波清洗超声波清洗是工业领域一种广泛应用的新方法，可以去除工件表面的磨削，研磨，抛光后表面残留的碎屑，去除工件表面残留的油污，甚至可以去除油漆层。超声波清洗能够应用于从大到小的工业零件，大到波音747飞机的引擎大修，小到手表的部件制作，都有超声波清洗的用武之地，目前广泛应用超声波清洗的行业涉及电子，精密机械，照明工程，光学，冶金，医疗仪器设备等诸多领域。超声波清洗对工业的推动和影响是显而易见的，要真正理解超声波的价值，我们需要进一步了解超声波的原理。超声波清洗原理超声波清洗的作用主要是一种叫做“空化效应”的现象造成的，每分钟数以十亿计的空泡向内爆裂，撞击到工件的表面，将工件表面的附着物剥离，分散开来。对于一些手工清洗难以达到的位置，（例如深孔，死角等）超声波清洗也可以有很好的清洗效果，这也是超声波清洗的一个优点。超声波清洗常用频率在20千赫到50千赫之间，常用清洗温度在50-80℃之间。在一个超声波清洗系统中,空化效应是由于一系列超声波换能器把声波导入清洗槽中的清洗液而产生。这个声波传遍整个清洗槽,在液体中产生了波的压缩和扩张。在压缩波时，清洗液中的分子被紧密的压缩在一起，相反，在扩张波时，分子被快速的拉开了。扩张是那么戏剧性，以至于分子被裂开了，形成了精微的气泡。气泡里是局部真空的。当气泡周围的压力变大时，周围的液体就涌过来，并使气泡爆裂。当这个发生时，就产生了液体的喷射，导致温度高达9032华氏度(约为太阳的温度)。这个极高的温度，伴随着液体喷射的速度，产生了一个非常强烈的清洗作用。然而，因为气泡的扩张和爆裂周期是那么短暂，伴随在气泡外的液体迅速吸收了热量，从而在清洗过程中防止了清洗槽和清洗液过热。影响清洗效果的因素有7个主要影响清洗效果的原因:1.清洗时间2.清洗液温度3.采用的清洗液4.工件的外形设计5.超声波频率6.超声功率密度7.清洗装夹方式清洗时间是影响超声波清洗效果的一个主要因素，清洗时间取决于工件的污染程度以及清洁度要求，典型的清洗时间是2-10分钟，只有少数工件能够在很短的时间里面清洗干净。实际操作中可能在精细清洗前需要一个预处理过程，一些工件需要一道以上的超声波清洗工序，在一些时候，需要布置超声波清水漂洗槽去除（前道工序）残留的清洗剂。温度和清洗剂是两个紧密相关的因素。一般来说，使用水作为清洗剂，超声波作用范围最好在60℃，一些PH较高的溶液需要更高的清洗温度。讨论化学药品的PH值是一个好的开始，但是深入的讨论化学知识不是这篇文章要涉及的内容。简要的说，下面所列的是水基超声波清洗液的主要组成成分A.水（硬水，软水，纯水，或者蒸馏水）B.酸，或者碱C.表面活性剂润湿剂分散剂乳化剂皂化剂D.可选成分螯合剂抗化剂缓冲剂消泡剂化学药剂的作用必须充分考虑上面的因素。一些为水射流清洗设计的化学药品，包括一些防锈剂，不适合用于超声波清洗作业中。工件的装夹设计通常超声波清洗的程序是这样：把工件装入工艺料框，经过3-4个工序（例如：超声波清洗，喷淋漂洗（可选），浸泡漂洗，干燥），在清洗料框中，有时候超声波辐射会被工件遮挡住。大多数超声波清洗设备都被设计为专门用途。在设计阶段，要重点考虑超声波换能器的布置方式，可以采用底置，侧置。对于自动超声波清洗设备，必须准确的布置换能器以保证清洗效果的一致性。一些工件对超声波清洗和其他工序需要采取不同的装夹方式。一些工件需要在清洗过程中旋转或者微动以保证清洗效果。超声波输出频率目前大多数工业清洗应用中把40千赫作为基础频率,较低的工作频率。例如20-25千赫,常用于超声波空化腐蚀少的金属，或者极大阻碍或吸收超声波传播的场合。功率密度（每加仑的瓦数）（1加仑=3.8升）通常，小的工件需要较高的功率密度以达到要求的清洗效果。大多数工业清洗设备需要的功率密度在50-100瓦/加仑。不过，容积超过50加仑的水槽，通常只需要大约20瓦/每加仑的功率密度，因为超声波系统水箱容积越大，通常需要的功率密度呈下降趋势。工件的清洗载入方式在清洗设备的设计阶段。必须充分考虑工件清洗时候的载入方式，一些较大的工件，内部比较难以清洗的工件（例如一些铸造件），一个原则是只能载入清洗液的一半重量的工件清洗，例如，在5加仑的水中(大约40磅)，一次只能载入20磅的工件清洗，在大多数案例中，分两次载入较少的工件清洗比一次载入较大的工件清洗效果要好得多。上面提到的相关因素，在设计一个高品质的超声波清洗系统式需要综合考虑，忽视了某一项可能会造成不必要的麻烦。河北农业大学毕业设计外文原文UltrasonicCleaningUltrasoniccleaningisagoodfitforawiderangeofapplications,fromremovingswarfandgrindingandpolishingresiduetotreatingpartscoveredinoil,grease,orlayersofpaint.Ultrasonicscanbeusedtocleanminiaturewatchpartsortosupporttheoverhaulofjumbojetengines.Andfromanindustryperspective,thefieldsofelectrotechnics,precisionmechanicsandlightengineering,optics,metalprocessing,andmedicalequipmenthaveprovenparticularlyreceptivetotheultrasonicconcept.Sotheimpactofultrasoniccleaningisclearlyrecognizable.Buttotrulyunderstandthevalueofultrasonics,onemustunderstandhowultrasoniccleanersreallywork.UltrasonicCleaningExplainedThecleansingeffectofultrasoundistheproductofaphenomenoncalledcavitation.Billionsofminutegasbubblesimplode,causingshockwavesthatunderminedirtandblastitoffapart’ssurface.Oneofthekeyadvantagesofthisprocessisthatitallowsuserstocleanpartsurfacesthatarecompletelyinaccessibletoamanualcleaningprocess.Ultrasoundfrequenciesgenerallyrangebetween20kilohertzand50kilohertz,dependingonapplicationrequirements.Ultrasoniccleaningistypicallyperformedattemperaturesbetween122Fand176F.Inanultrasoniccleaningsystem,cavitationisproducedbyintroducingsoundwavesintoacleaningliquidbymeansofaseriesoftransducersmountedtoacleaningtank.Thesoundtravelsthroughoutthetankandcreateswavesofcompressionandexpansionintheliquid.Inthecompressionwave,themoleculesofthecleaningliquidarecompressedtogethertightly.Conversely,intheexpansionwave,themoleculesarepulledapartrapidly.Theexpansionissodramaticthatthemoleculesarerippedapart,creatingmicroscopicbubbles.Thebubblescontainapartialvacuum.Asthepressurearoundthebubblesbecomesgreater,surroundingfluidrushesinandcollapsesthebubble.Whenthisoccurs,ajetofliquidiscreated,resultingintemperaturesashighas9,032F(roughlythetemperatureofthesurfaceofthesun).Theextremetemperature,combinedwiththeliquidjet’svelocity,providesaveryintensecleaningaction.However,becausethebubbleexpansionandcollapsecycleissoshort,theliquidsurroundingthebubblequicklyabsorbstheheat,preventingthetankandcleaningliquidfrombecomingoverlyhotduringthecleaningprocess.SecretstoUltrasonicSuccessTherearesevenmajorconcernsrelatedtosuccessfulultrasoniccleaning:1.Time2.Temperature3.Chemistry4.PartFixtureDesign5.UltrasonicOutputFrequency6.WattsPerGallon7.LoadingTimeCleaningtimescanvarytremendouslyinanultrasonicprocess,dependinglargelyonhowdirtythepartisandhowcleanisclean.Anormaltrialperiodistwoto10minutes,sinceveryfewpartsaresufficientlycleaninashorterperiodoftime.Precleaningmayberequiredtoremovegrosscontaminationortochemicallypreparethepartsforafinalclean.Someapplicationsrequiremorethanoneultrasonictreatmenttocompletetherequiredcleaning.Ultrasonicrinsingmayalsoberequiredinsomecasestomorethoroughlyremovewashchemicals.Temperature&ChemistryTemperatureandchemistryarecloselyrelated.Generally,ultrasoniccleaninginanaqueoussolutionisoptimizedat140F.SomehighpHsolutionsrequirehighertemperatures.ThechemicalpHisagoodplacetostart;butathoroughexaminationofchemistryisbeyondthescopeofthisarticle.Inbrief,thefollowingshouldbeconsideredthemaincomponentsofaqueousultrasoniccleaningchemistry:A.Water(hard,soft,DI,ordistilled)B.pHC.Su