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自2019年底新冠肺炎疫情爆發(fā)以來(lái)，無(wú)論身在低風(fēng)險還是高風(fēng)險地區，只要在公共場(chǎng)所或乘坐公共交通，都會(huì )被要求佩戴口罩。以前口罩是大家平時(shí)生活中可有可無(wú)的東西，可現在卻成了生活和防疫的必需品。疫情爆發(fā)初期，許多企業(yè)紛紛轉行生產(chǎn)口罩，而作為生產(chǎn)口罩的配套設備——口罩超聲波焊接機，也同樣成了搶手貨，一機難求。
口罩超聲波焊接機一般由氣壓傳動(dòng)系統、控制系統、超聲波發(fā)生器、換能器等組成。其中，超聲波發(fā)生器是功率較大的超聲波塑料焊接機，發(fā)生器信號采用鎖相式頻率自動(dòng)跟蹤電路，使發(fā)生器輸出的頻率基本上與換能器諧振頻率一致。功率在500W以上的超聲波塑料焊接機所用發(fā)生器采用自激式功率振蕩器，也具有一定的頻率跟蹤能力。超聲波焊接機作為口罩機的核心部件，是CE認證過(guò)程中的重中之重。
口罩在生產(chǎn)制作過(guò)程中應用的焊接技術(shù)——超聲波焊接是通過(guò)超聲波發(fā)生器來(lái)實(shí)現的。超聲波焊接是利用高頻振動(dòng)波傳遞到兩個(gè)需焊接的物體表面，在加壓的情況下，使兩個(gè)物體表面相互摩擦而形成分子層之間的熔合�？谡稚厦骐S處可以看到一些壓痕，如封邊、耳帶、呼氣閥處都是超聲焊接的。
超聲波焊接是通過(guò)超聲波發(fā)生器將50/60Hz電流轉換成15、20、30或40 kHz電能。被轉換的高頻電能通過(guò)換能器再次被轉換成為同等頻率的機械運動(dòng)，隨后機械運動(dòng)通過(guò)一套可以改變振幅的變幅桿裝置傳遞到焊頭。焊頭將接收到的振動(dòng)能量傳遞到待焊接工件的結合部，在該區域，振動(dòng)能量被通過(guò)摩擦方式轉換成熱能，將塑料融化。超聲波作用于熱塑性的塑料接觸面時(shí)，會(huì )產(chǎn)生每秒幾萬(wàn)次的高頻振動(dòng)，這種達到一定振幅的高頻振動(dòng)，通過(guò)上焊件把超聲能量傳送到焊區，由于焊區即兩個(gè)焊接的交界面處聲阻大，因此會(huì )產(chǎn)生局部高溫。又由于塑料導熱性差，一時(shí)還不能及時(shí)散發(fā)，聚集在焊區，致使兩個(gè)塑料的接觸面迅速熔化，加上一定壓力后，使其融合成一體。當超聲波停止作用后，讓壓力持續幾秒鐘，使其凝固成型，這樣就形成一個(gè)堅固的分子鏈，達到焊接的目的，焊接強度能接近于原材料強度。超聲波不僅可以被用來(lái)焊接硬熱塑性塑料，還可以加工織物和薄膜。
一套超聲波焊接系統的主要組件包括超聲波發(fā)生器，換能器變幅桿/焊頭三聯(lián)組，模具和機架。線(xiàn)性振動(dòng)摩擦焊接利用在兩個(gè)待焊工件接觸面所產(chǎn)生的摩擦熱能來(lái)使塑料熔化。熱能來(lái)自一定壓力下，一個(gè)工件在另一個(gè)表面以一定的位移或振幅往復的移動(dòng)。一旦達到預期的焊接程度，振動(dòng)就會(huì )停止，同時(shí)仍舊會(huì )有一定的壓力施加于兩個(gè)工件上，使剛剛焊接好的部分冷卻、固化，從而形成緊密地結合。軌道式振動(dòng)摩擦焊接是一種利用摩擦熱能焊接的方法。在進(jìn)行軌道式振動(dòng)摩擦焊接時(shí)，上部的工件以固定的速度進(jìn)行軌道運動(dòng)——向各個(gè)方向的圓周運動(dòng)。運動(dòng)可以產(chǎn)生熱能，使兩個(gè)塑料件的焊接部分達到熔點(diǎn)。一旦塑料開(kāi)始熔化，運動(dòng)就停止，兩個(gè)工件的焊接部分將凝固并牢牢地連接在一起。小的夾持力會(huì )導致工件產(chǎn)生最小程度的變形，直徑在10英寸以?xún)鹊墓ぜ梢杂脩密壍朗秸駝?dòng)摩擦進(jìn)行焊接。
