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超声波清洗是利用了超声波在液体中的空化作用。在超声波的作用下，液体分子时而受拉，时而受压，形成一个个微小的空腔〔激发成细小气泡，直径50~500μm ，并被清洗液蒸气充满)，即所谓的“空化泡”。天津工业清洗剂由于空化泡的内外压力相差十分悬殊，待空化泡破裂时，会产生局部液力冲击波(压力可达几百个大气压)。在这种压力作用下，黏附在金属表面的各类污垢会被剥落。与此同时，在超声场的作用下，清洗液的脉动和搅拌加剧，溶解和乳化加速，从而强化了清洗。
常见的超声波清洗是采用槽内浸洗，即将零件浸入盛有清洗液的超声波清洗槽内，超声波换能器产生的超声振动由清洗槽底部辐射至清洗液内部进行清洗。这种方法很适合于清洗中小型零部件。对于尺寸和质量都较大的零件，可根据零件形状和局部清洗要求，将超声波换能器设计成特殊形状以便进行局部清洗或浸洗。对清洗要求严格的零件往往采用多步清洗法。重垢零件先用加热浸洗或高温喷淋，然后再用超声波清洗。几何形状过分复杂（如大小不等的孔穴凹角等)的零部件，可采用多频率清洗(即在几种不同的超声波频率的作用下进行清洗〕。
不同污垢和不同清洗剂应选择不同的工艺规范。清洗固体污垢时，主要靠空化泡破裂产生冲击波去破坏；而清洗液相污垢时，则主要靠液流循环冲刷，即靠不破裂的脉动气泡对液流循环起主要作用。
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