Duas peças plásticas entram em contato e esfregam uma contra a outra sob certa pressão, amplitude e frequência. O calor é gerado pelo atrito, fazendo com que o material derreta na interface da solda. Sob pressão, o plástico fundido flui para fora da área de solda, formando um transbordamento. Após a vibração parar, a camada de plástico derretido solidifica, criando uma junta forte.
O processo de soldagem por vibração e fricção pode ser dividido em quatro estágios distintos: o estágio de fricção sólida, o estágio de transição de fase sólida-líquida, o estágio de fluxo-estado estacionário e o estágio de resfriamento.
Na fase de fricção sólida, o calor é gerado pelo atrito entre as superfícies das duas partes. A camada superficial do material é aquecida até o seu ponto de fusão. A taxa de geração de calor depende das propriedades de atrito do material e dos parâmetros de soldagem (frequência, amplitude e pressão).
No estágio de transição de fase sólida-líquida, o método de aquecimento muda do aquecimento por fricção da superfície para aquecimento por tensão de cisalhamento entre camadas no estado fundido. Neste ponto, a espessura da camada fundida aumenta continuamente. No entanto, à medida que a profundidade da camada fundida aumenta, a capacidade de aquecimento diminui gradualmente.
No estágio-de fluxo de fusão em estado estacionário, a taxa de fusão é igual à taxa de fluxo de saída (estado estacionário). Uma vez atingido este estágio, a espessura da camada fundida torna-se constante. A vibração cessa quando a profundidade de solda definida é atingida.
A vazão é maior no centro e menor nas bordas. A taxa de fluxo exibe uma distribuição parabólica ao longo da espessura.
Após a interrupção da vibração, o fundido esfria e começa a solidificar, entrando na fase de resfriamento. A solda solidifica sob pressão estática, unindo permanentemente as peças.
Para garantir um aquecimento uniforme em toda a área de soldagem e, portanto, um desempenho de soldagem consistente, é crucial que as partes superior e inferior mantenham contato total na área de soldagem durante todo o processo de soldagem. Contato suficiente pode ser alcançado por meio de maior precisão dimensional da peça, otimização estrutural e projeto de fixação.
