Дві пластикові частини стикаються і труться одна об одну під певним тиском, амплітудою і частотою. Тепло утворюється тертям, що призводить до плавлення матеріалу на межі зварювання. Під тиском розплавлений пластик витікає з місця зварювання, утворюючи перелив. Після припинення вібрації шар розплавленого пластику твердне, створюючи міцне з’єднання.
Процес зварювання вібраційним тертям можна розділити на чотири окремі етапи: етап твердого тертя, етап переходу з твердої-рідкої фази, етап постійного-потоку та етап охолодження.
На стадії твердого тертя тепло виділяється завдяки тертю між поверхнями двох частин. Поверхневий шар матеріалу нагрівають до температури плавлення. Швидкість тепловиділення залежить від фрикційних властивостей матеріалу і параметрів зварювання (частоти, амплітуди, тиску).
На стадії переходу твердої-рідкої фази метод нагрівання змінюється від нагрівання тертям поверхні до нагрівання напругою зсуву між шарами в розплавленому стані. У цей момент товщина розплавленого шару безперервно збільшується. Однак у міру збільшення глибини розплавленого шару теплова потужність поступово зменшується.
На стадії течії розплаву-стаціонарного стану швидкість плавлення дорівнює швидкості течії назовні (стаціонарний стан). Після досягнення цієї стадії товщина розплавленого шару стає постійною. Вібрація припиняється після досягнення заданої глибини зварювання.
Швидкість потоку найбільша в центрі і найменша по краях. Швидкість потоку має параболічний розподіл по товщині.
Після припинення вібрації розплав охолоджується і починає твердіти, переходячи у фазу охолодження. Зварний шов твердне під статичним тиском, міцно з’єднуючи деталі разом.
Щоб забезпечити рівномірний нагрів по всій зоні зварювання та, таким чином, стабільну продуктивність зварювання, дуже важливо, щоб верхня та нижня частини підтримували повний контакт у зоні зварювання протягом усього процесу зварювання. Достатній контакт може бути досягнутий за рахунок покращеної точності розмірів деталей, оптимізації конструкції та конструкції кріплення.
