1.塑料熱屬性和分子擴散
熱塑性塑料可以分為非結晶（有時稱為無定形）和半結晶兩大類。對於每一種非結晶熱塑性塑料，存在一個狹窄的溫度區域。在這個溫度區域以上，材料會變得具有粘性或者橡膠狀態；而在這個溫度區域以下，材料會變的堅硬和相對脆性。這個溫度區域稱為玻璃化轉變溫度Tg。Tg可以通過特定體積塑料在不同溫度下觀察得到，如下圖。非結晶塑料溫度必須達到Tg以上才能發生焊接，是塑料焊接的必要條件。
圖1 非結晶塑料玻璃化轉變溫度Tg
半結晶熱塑性塑料由結晶區和非結晶區組成。為了使這些聚合物流動，它們的溫度必須高於結晶熔點Tm，如下圖所示，這是所有結晶區域消失的溫度。半結晶熱塑性材料通常有一個Tg（與非晶區有關），和一個Tm（與結晶區有關），且Tm>Tg。粘性流動一般只會發生Tm以上。
圖2 結晶塑料熔點Tm
熱塑性塑料的焊接依賴於接合面的溫度。對於非結晶塑料，該溫度必須大於Tg；對於半結晶塑料，該溫度必須大於Tm。在Tg或者Tm溫度以上，焊接區域的分子鏈流動性增加，在焊接界面相互擴散和糾纏。這就是形成焊縫併產生強度的基本原理。
如下圖，當界面無擴散，無法形成焊接。部分擴散，形成弱焊接。完全擴散，形成強焊接。
2 塑料焊接模型
焊接過程：將溫度高於玻璃化轉變溫度或熔點的兩塊材料，在足夠的壓力下接觸並保持一段時間，以形成緊密的焊縫。在1981年，Wool提出了焊接模型，將焊接過程分為五個階段。
- surface rearrangement
- surface approach
- wetting 潤溼
- diffusion 擴散
- randomisation
（翻譯詞彙選擇困難，因此此處英文）
同時，Wool 根據五個階段研究，定義了一個函數W。
G=W（t,T,P,M）
G--分離兩個焊接件的機械能，可以表徵焊接強度；t--接觸時間；T--溫度；P--接觸壓力；M--分子量。
3 焊接主要參數對焊接的影響
焊接的主要參數：溫度、焊接壓力、焊接時間和分子量（即塑料種類）。根據實驗觀察和再現理論，可以得出下表所述的推論。
因此，對於實際焊接過程，為了獲得良好的焊接強度，我們只需要對焊接溫度、焊接壓力和焊接時間三個主要參數，進行一輪或者幾輪的DOE試驗，作為主要參數優化的方向。
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