超聲波塑料焊接是從超聲波金屬焊接發(fā)展起來(lái)的。50年代發(fā)現(xiàn)的超聲金屬焊接己廣泛用于集成電路引線焊接，近年來(lái)用于塑料一金屬?gòu)?fù)合管的焊接很有發(fā)展前途。由于工藝上的突出優(yōu)點(diǎn)，更為廣泛應(yīng)用的是熱塑性塑料的焊接。焊接設(shè)備除傳統(tǒng)的切向和縱向振動(dòng)外，還發(fā)展了扭轉(zhuǎn)和多系統(tǒng)的復(fù)合振動(dòng)。焊接方式由層疊焊(搭接焊接)發(fā)展到端面對(duì)接焊，功率容量達(dá)50KW。我國(guó)于50年代開(kāi)始大功率超聲的研究。以研究超聲加工、清洗、焊接、粉碎和乳化等應(yīng)用為先導(dǎo)，進(jìn)而研究磁致伸縮換能器，壓電換能器和簧片哨。60年代以后集中研究夾心式壓電換能器，用等效網(wǎng)絡(luò)建立一維理論。我國(guó)在變幅桿方面的研究處于世界前列。對(duì)于超聲焊接，50年代開(kāi)始進(jìn)行超聲金屬材料焊接應(yīng)用研究，包括點(diǎn)焊，縫焊和集成電路引線焊接。近十年來(lái)主要生產(chǎn)超聲塑料焊接設(shè)備，己得到廣泛應(yīng)用。

目前對(duì)超聲波塑料焊接的研究主要集中在對(duì)功率超聲、高分子材料、焊接機(jī)及其組件、焊接過(guò)程控制模式、焊接工藝參數(shù)、焊接過(guò)程中塑料分子運(yùn)動(dòng)等方面。如國(guó)內(nèi)的哈爾濱工業(yè)大學(xué)，針對(duì)超聲波焊接大批量生產(chǎn)中，由于焊接工藝參數(shù)波動(dòng)，接頭質(zhì)量的一致性差的問(wèn)題，提出了超聲能量模式控制技術(shù)，對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性具有重要意義。因?yàn)槟壳暗某�聲波焊接機(jī)都采用時(shí)間控制模式，這種模式首先設(shè)定超一聲時(shí)間，超聲時(shí)間結(jié)束，無(wú)論焊接好壞均停止超聲，即以焊接時(shí)間作為質(zhì)量控制的關(guān)鍵參數(shù)。時(shí)間控制模式的焊接質(zhì)量很不穩(wěn)定。實(shí)際上超聲波塑料焊接的質(zhì)量與輸入到焊接件中的能量有直接關(guān)系。如果對(duì)焊接過(guò)程輸入到焊接件中的能量直接控制，形成良好接頭的能量達(dá)到后停機(jī)，則可大大提高焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性。隨之，超聲波焊接過(guò)程的電參數(shù)測(cè)量和超聲波焊接機(jī)的控制技術(shù)就成為研究?jī)?nèi)容。哈爾濱工業(yè)大學(xué)還提出了焊接過(guò)程的變壓力控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)焊接過(guò)程中壓力的控制，在焊接熔化過(guò)程及保壓凝固的不同階段給出合適的焊接壓力，從而提高了接頭的組織性能和外觀質(zhì)量。在塑料超聲焊接機(jī)理方面建立了描述焊接過(guò)程的接頭熔化狀態(tài)的物理模型，為焊接過(guò)程的自適應(yīng)控制奠定了基礎(chǔ)。

在超聲波塑料焊接的機(jī)理方面，哈爾濱工業(yè)大學(xué)也進(jìn)行了比較多的研究。從塑料分子的角度分析研究了焊接接頭的熔化狀態(tài)、熔化膜的厚度計(jì)算模型以及影響接頭超聲波塑料焊接機(jī)埋和工藝試驗(yàn)研究質(zhì)量的因素。并對(duì)焊接聚乙烯塑料的溫度場(chǎng)進(jìn)行了模擬和檢測(cè)，為超聲波塑料焊接的機(jī)理做了大量的基礎(chǔ)工作。國(guó)內(nèi)的上海交通大學(xué)進(jìn)行了塑料超聲波焊機(jī)聲學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及質(zhì)量檢測(cè)方法研究，還有科研人員進(jìn)行了變幅桿振動(dòng)能量傳輸性能的研究，推動(dòng)了超聲波塑料焊接技術(shù)的發(fā)展。國(guó)外對(duì)超聲波塑料焊接主要集中在日本和美國(guó)。日本提出在超聲波塑料焊接中采用高頻振動(dòng)系統(tǒng)和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)系統(tǒng)和雙頻振動(dòng)系統(tǒng)，這樣能夠提高焊接質(zhì)量;美國(guó)研究人員通過(guò)檢測(cè)散射在空氣的超聲波信息來(lái)判斷焊接質(zhì)量，通過(guò)觀察焊接過(guò)程中塑料分子的運(yùn)動(dòng)來(lái)研究超聲波塑料焊接機(jī)理:還在超聲波焊接的控制方面進(jìn)行了不少的研究;美國(guó)和瑞士在超聲波焊接設(shè)備的技術(shù)上其它國(guó)家。

對(duì)超聲波塑料焊接應(yīng)用方面的研究主要在醫(yī)藥、汽車、建筑和包裝行業(yè)。除了一般的兩塑料件的焊接外，還研究采用超聲波塑料焊接進(jìn)行鉚接、埋植、切割、成型、封口等。在塑料模具設(shè)計(jì)制造過(guò)程中使用焊接工藝更能體現(xiàn)出該工藝的優(yōu)越性，將大件的產(chǎn)品分成幾個(gè)零件，然后通過(guò)焊接工藝組合。這樣既簡(jiǎn)化了模具制造工藝，又降低了模具制造費(fèi)用和周期，又利于高效率的自動(dòng)化生產(chǎn)。還研究把超聲波塑料焊接應(yīng)用在復(fù)合材料的焊接上。

在超聲波焊接工藝方面的研究，主要集中于塑料件焊口設(shè)計(jì)、焊頭設(shè)計(jì)及焊接工藝參數(shù)的研究。對(duì)于一般塑料零件的對(duì)接焊接，對(duì)接面要有一能量導(dǎo)向部分以使焊接質(zhì)量達(dá)到狀態(tài)，但對(duì)能量導(dǎo)向部分的機(jī)理和作用還不是很清楚。超聲波塑料焊接時(shí)，焊接質(zhì)量主要受到超聲時(shí)間、超聲壓力、保持壓力時(shí)間的影響，同時(shí)還受到環(huán)境溫度、振幅、材料、焊件形狀等因素的影響。因此要研究各種影響因素對(duì)焊接質(zhì)量的影響程度，以及提高焊接質(zhì)量所要采取的措施。這方面的研究主要由工廠和生產(chǎn)超聲波設(shè)備的公司進(jìn)行，如上海必能信超聲有限公司等。