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超聲波清洗是基于空化作用，即在清洗液中無數氣泡快速形成并迅速內爆。由此產生的沖擊將浸沒在清洗液中的工件內外表面的污物剝落下來。隨著超聲頻率的提高，氣泡數量增加而爆破沖擊力減弱，因此，高頻超聲特別適用于小顆粒污垢的清洗而不破環其工件表面。
空化作用：空化作用就是超聲波以每秒兩萬次以上的壓縮力和減壓力交互性的高頻變換方式向液體進行透射。在減壓力作用時，液體中產生真空核群泡的現象，在壓縮力作用時，真空核群泡受壓力壓碎時產生強大的沖擊力，由此剝離被清洗物表面的污垢，從而達到精密洗凈目的。
直進流：超聲波在液體中沿聲的傳播方向產生流動的現象稱為直進流。聲波強度在0.5W/cm2時，肉眼能看到直進流，垂直于振動面產生流動，流速約為10cm/s。通過此直進流使被清洗物表面的微油污垢被攪拌，污垢表面的清洗液也產生對流，溶解污物的溶解液與新液混合，使溶解速度加快，對污物的搬運起著很大的作用。
加速度：液體粒子推動產生的加速度。對于頻率較高的超聲波清洗機，空化作用就很不顯著了，這時的清洗主要靠液體粒子超聲作用下的加速度撞擊粒子對污物進行超精密清洗。
超聲波清洗方式超過一般以的常規清洗方法，特別是工件的表面比較復雜，像一些表面凹凸不平，有盲孔的機械零部件，一些特別小而對清潔度有較高要求的產品如：鐘表和精密機械的零件，電子元器件，電路板組件等，使用超聲波清洗都能達到很理想的效果。超聲清洗的原理是由超聲波發生器發出的高頻振蕩信號，通過換能器轉換成高頻機械振蕩而傳播到介質—清洗溶劑中，超聲波在清洗液中疏密相同的向前輻射，使液體流動而產生數以萬計的微小氣泡。這些氣泡在超聲波縱向傳播的負壓區形成、生長，而在正壓區迅速閉合。在這種被稱為“空化”效應的過程中，氣泡閉合可形成超過1000大氣壓的瞬間高壓，連續不斷地產生瞬間高壓就象一連串小“爆炸”不斷地沖擊物件表面，使物件的表面及縫隙中的污垢迅速剝落，從而達到物件表面凈化的目的。
相比其他多種的清洗方式，超聲波清洗具有：清洗效果好，清潔度高且全部工件清潔度一致;清洗速度快，提高生產效率，不須人手接觸清洗液，安全可靠;對深孔、細縫和工件隱蔽處亦可清洗干凈;對工件表面無損傷，節省溶劑、熱能、工作場地和人工等優點。
由于超聲波清洗速度快、質量好，又能大大降低環境污染，因此，超聲波清洗技術正在越來越多的工業部門中得到應用。在專業化、集團化的生產企業中，己逐漸用超聲波清洗機取代了傳統的浸洗、刷洗、壓力沖洗、振動清洗和蒸氣清洗等工藝方法，超聲波清洗機的高效率和高清潔度，得益于其聲波在介質中傳播時產生的穿透性和空化沖擊疚，所以很容易將帶有復雜外形，內腔和細空的零部件清洗干凈，對一般的除油、防銹、磷化等工藝過程，在超聲波作用下只需兩三分鐘即可完成，其速度比傳統方法可提高幾倍，甚至幾十倍，清潔度也能達到高標準，這在許多對產品表面質量和生產率要求較高的場合，更突出顯示了用其他處理方法難以達到或不可取代的結果。
