人耳能感受到20-20000HZ范圍的聲波，我們把超過人耳所能感受到的聲波頻率以上的聲波稱為超聲波。超聲技術(shù)范圍分為檢測超聲與功率超聲兩類。本文主要介紹功率超聲中應(yīng)用最廣泛的一種—超聲清洗。

超聲清洗是利用每秒上萬次的振動，使超聲波以正壓和負(fù)壓重復(fù)交替變化的方式傳播，在特定的清洗溶液中產(chǎn)生數(shù)以萬計的微細(xì)氣泡。由于正壓和負(fù)壓的作用，使氣泡破裂時對空穴周圍形成巨大的沖擊波，放出巨大的能量，這種現(xiàn)象稱為“空穴效應(yīng)”。這就是超聲波的原理。

自1951年世界第一臺超聲波清洗機(jī)問世，超聲清洗已成為很多產(chǎn)品生產(chǎn)中必不可少的工藝環(huán)節(jié)。現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于電鍍、化纖、精密機(jī)械、軸承、發(fā)動機(jī)、液壓氣動元件、光學(xué)器件等方面。

【超聲波在電鍍前的應(yīng)用】

在電鍍中，前處理的目的是為了去除工件表面存在的污物及雜質(zhì)，使其成為合適電鍍的活性表面。電鍍質(zhì)量不良的原由較多是前處理不好。而前處理不好，大多未使用超聲清洗設(shè)備。目前，電鍍行業(yè)還不很了解超聲清洗設(shè)備的實際應(yīng)用，所以有必要談一下它的使用。

超聲前處理：在電鍍前處理時必須根據(jù)工件的實際情況，采用適宜的方法進(jìn)行有效清洗。金屬基材一般分為沖壓件和壓鑄件。沖壓件上面的油污為一般沖壓油，因其密度比較高所以比較容易清洗。一般可用酸洗、電解等。視廠家情況進(jìn)行超聲清洗則效果更佳。而鋅、鋁、銅等的壓鑄件屬比較難清洗的。因壓鑄件中添加了各種元素，此外在成型、拉升、壓延、切削、拋光的過程中還必須使用各種油品，如機(jī)油、拋光油等。對于超聲波請洗機(jī)來講，機(jī)油可以輕松去除。但拋光油分為黃油白油、綠油等，這就比較難以去除。因此，必須選擇合適的超聲清洗設(shè)備和清洗液。如一個材料為銅質(zhì)的三角閥，拋光后即清洗，拋光油為白油、黃油，槽液溫度為70℃，超聲功率為1.0W/cm時,在普通清洗溶液中3-4分鐘就能洗干凈,得到合適的電鍍表面.但在拋光油為綠油時,先必須浸泡再選用除油效果好的清洗液(本公司的德國產(chǎn)的S 104、鴻運(yùn)除蠟水等)，槽液溫度也為70℃，超聲功率為1.5KW/cm時，還需4-5分鐘才能得到合適的電鍍表面。如為鋅合金件，一般選用堿性較強(qiáng)的清洗液，溫度在65℃-75℃之間，在2分鐘（視拋光時間定）內(nèi)就能除去拋光油。為了有效避免電鍍過程中手指印等沾在工件的表面，我公司開發(fā)了掛具直接投入式超聲清洗機(jī)，能有效提高效率解決工件在清洗中相互摩擦出現(xiàn)的傷痕，避免清洗后的二次污染等問題，現(xiàn)已得到廣泛推廣，并取得了電鍍行業(yè)用戶的認(rèn)可。

在了解基材、油污的種類后，還得了解超聲功率與頻率的選擇和關(guān)系。超聲頻率一般為20-100KHZ之間。普通工件的前處理，一般采

用低頻、中功率的超聲清洗設(shè)備（如頻率25-28KHZ、功率密度1W/cm）。

因為低頻比高頻在介質(zhì)中容易產(chǎn)生空化，對于形狀簡單、并不十分精密的工件，此類清洗機(jī)就能滿足要求。特點(diǎn)是噪音較大格便宜。對一些精密度較高的工件，現(xiàn)使用的一般都為高頻（40-68KHZ）、高功率的超聲清洗機(jī)。因此類清洗機(jī)對于縫隙、間隙、深孔、盲孔等表面形復(fù)雜的工件清洗效果較好。但是超聲清洗的作用只是在有溶液到達(dá)的地方才能起到清洗作用。也就是說要避免深孔、盲孔中有空氣，并且要注意雜質(zhì)下落、油污上漂和處理清洗不到位的現(xiàn)象。

超聲后處理：在工件鍍完后雖然經(jīng)過漂洗，但某些較復(fù)雜工件，特別是有縫隙、深孔、盲孔的工件（如眼鏡彈簧腿）不能起到理想的作用。只有通過用超聲波來去除縫隙、深孔、盲孔中殘留的電鍍?nèi)芤?。一般在這方面可選擇頻率略高、功率密度一般的超聲波清洗機(jī)即可。

【小結(jié)】

在應(yīng)用超聲波設(shè)備清洗時應(yīng)注意以下問題：

（1） 超聲波功率密度 超聲功率密度大有利于清洗作用。

（2） 超聲波頻率 頻率低清洗效果相應(yīng)強(qiáng)，但是噪音大。易

損害精密零件。頻率高清洗效果弱，噪音較

低，適合精密器件的清洗。

（3）清洗液的性質(zhì) 清洗液的表面張力及黏度越大越不利于超聲

清洗。

（4）清洗液溫度 清洗液溫度升高對產(chǎn)生空穴有利，但過高會

使空化強(qiáng)度降低。

（5）清洗液壓力 當(dāng)壓力大時不易產(chǎn)生空穴，因此超聲清洗都

是在敞口容器中進(jìn)行。不易在密閉扣壓容

器中進(jìn)行。

（6）清洗液流速 清洗液靜止不動有利于空穴生長和崩潰過

程的充分完成。為了避免污垢再沉積到已清

洗好的工件表面，可加快清洗液的流動但不

能過快以免降低清洗效率。

（7）清洗液中氣體含量 需降低清洗液中氣體含量，以免對超聲波

的傳播及空穴強(qiáng)度產(chǎn)生不利影響。

（8）清洗物體聲學(xué)特性 吸聲大的物體如布料、橡膠等用超聲波清

洗效果差，而對聲波反射強(qiáng)的材料如金屬、

玻璃制品則效果較好。

值得一提的是清洗大量污垢的工件，一般經(jīng)過浸泡、噴射等進(jìn)行預(yù)清洗，在清除了大量的污垢后，再用超聲波清洗余下的污垢，效果更好。因此，超聲功率的大小、清洗槽的設(shè)計、換能器的頻率、功率選擇、清洗溫度及清洗液的選擇，使用應(yīng)多征詢專業(yè)人士的意見以起到事半功倍的最佳效果