超声波焊接机焊接塑料区域的时候是对产品进行熔接的行为，是一个十分复杂的物理过程，首先即工作对象，工程热塑型塑料，本身是高分子材料，即融化过程不像金属熔化过程那样明显表现出每个特征温度的阶段性变化。超声波塑料焊接过程，包括融化塑料，在压力和温度作用下出现的变形-融化-流延-铺展-充填的复杂过程，同时还有焊接区域塑料在温度压力作用下的变形，其次，超声波塑料焊接过程短暂，在几秒甚至不足一秒的时间内完成，尚需复杂过程，即观察难度很大。
超声波塑料焊接是一个瞬时、高温、高压的过程，两塑料件待焊面在压力的作用下紧密接触，当超声波传递到待焊两塑料接触面上，塑料高分子的内摩擦和接触面的剪切摩擦，使得接触面塑料迅速升温融化，超声波停止发射后接触面熔融的塑料在焊头压力的作用下，变形并慢慢凝固成，具有一定粘接强度的接头。
焊接区域的温度场具有瞬时变化、连续的特点。由于超声波塑料焊接，只是在接触面的局部产生热量，塑料是热的不良导体，焊接区域的温度场是个封闭的环境，不能用热辐射的非接触测温方式测量温度，因此选用接触式测温。由于焊接区域融化后，在一定压力下产生挤压变形，融化的塑料，可能在高温下分解产生氧化性气体，因此需要能够灵活地下降并抗环境氧化的测温元件。
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