กระบวนการเชื่อมด้วยแผ่นความร้อนสามารถแบ่งออกได้เป็นสี่ขั้นตอน ได้แก่ การจับคู่ การให้ความร้อน การเปลี่ยน และการเชื่อม/การขึ้นรูป

ขั้นตอนการจับคู่ทำหน้าที่จับคู่รูปทรงเรขาคณิตของพื้นผิวรอยเชื่อมกับระนาบการเชื่อมตามทฤษฎี พื้นผิวรอยเชื่อมจะถูกทำให้ร้อนผ่านการนำความร้อนโดยการสัมผัสทางกายภาพกับแผ่นความร้อน ช่วงอุณหภูมิของแผ่นความร้อนอยู่ที่30 ถึง 100 °C (86 ถึง 212 °F)สูงกว่าอุณหภูมิหลอมเหลวของวัสดุ และมีการใช้แรงดันคงที่ระหว่าง 0.2 ถึง 0.5 MPaกับแผ่นความร้อน^{[ 1 ]}ซึ่งทำให้พื้นผิวรอยเชื่อมปรับตัวให้เข้ากับแผ่นความร้อนซึ่งมีรูปทรงเรขาคณิตของรอยเชื่อมที่ต้องการ นอกจากนี้ยังช่วยขจัดความไม่เรียบของพื้นผิวที่อาจเพิ่มความต้านทานการสัมผัสทางความร้อน หลังจากที่ชิ้นส่วนสัมผัสกับแผ่นความร้อนอย่างเต็มที่แล้ว ขั้นตอนการให้ความร้อนจะเริ่มต้นขึ้นและลดแรงดันลงให้เหลือน้อยที่สุด  

ในระหว่างขั้นตอนการให้ความร้อน บริเวณรอยเชื่อมจะถูกให้ความร้อนโดยการนำความร้อนจนกระทั่งหลอมเหลว โดยไม่มีการเคลื่อนที่ของวัสดุอย่างมีนัยสำคัญ ความดันจะถูกรักษาไว้ที่ระดับต่ำสุดเพื่อให้ชิ้นส่วนและแผ่นความร้อนสัมผัสกัน หรือที่ศูนย์โดยมีการกำหนดการเคลื่อนที่ไว้ล่วงหน้า พื้นผิวที่หลอมเหลวจะมีอุณหภูมิประมาณ20 °C (68 °F)ต่ำกว่าอุณหภูมิของแผ่นความร้อน^{[ 1 ]}ความหนืดของวัสดุที่หลอมเหลวสามารถควบคุมได้โดยอุณหภูมิของแผ่นความร้อนและเวลาในการให้ความร้อน พื้นผิวของแผ่นความร้อนมักจะเคลือบด้วยPTFEเพื่อป้องกันไม่ให้พลาสติกหลอมเหลวติด ซึ่งจำกัดอุณหภูมิของแผ่นความร้อนไว้ที่270 °C (518 °F) [ ^{3 ] อุณหภูมิ} ของชิ้นส่วนในระหว่างขั้นตอนนี้สามารถจำลองได้โดยการสมมติเงื่อนไขขอบเขตอุณหภูมิคงที่และใช้ สมการความร้อน แบบหนึ่งมิติ: ^{[ 4 ]}    

${\displaystyle \theta (x,t)=\theta _{i}+(\theta _{s}-\theta _{i})\cdot \operatorname {erfc} \left({\frac {x}{2{\sqrt {\kappa t}}}}\right)}$

โดยที่θคืออุณหภูมิ, xคือตำแหน่ง, tคือเวลา, θ คืออุณหภูมิเริ่มต้น, θ คืออุณหภูมิพื้นผิวคงที่, κคือค่าสัมประสิทธิ์การแพร่ความร้อนและ erfc คือฟังก์ชันข้อผิดพลาดเสริมแบบจำลองนี้ใช้ได้กับกรณีส่วนใหญ่ เนื่องจากความต้านทานการสัมผัสทางความร้อนต่ำ และมวลความร้อนของเครื่องมือร้อนมีขนาดใหญ่เมื่อเทียบกับชิ้นส่วนพลาสติก^{[ 4 ]}สำหรับการทำนายการไหลของความร้อนที่แม่นยำยิ่งขึ้น จำเป็นต้องพิจารณาความต้านทานการสัมผัสทางความร้อนและการพึ่งพาอุณหภูมิของคุณสมบัติทางความร้อนของพลาสติกด้วย

หลังจากให้ความร้อนครบตามเวลาที่กำหนดแล้ว ขั้นตอนการเปลี่ยนชิ้นงานจะเริ่มต้นขึ้น ในขั้นตอนนี้ ชิ้นส่วนจะถูกดึงออกจากแผ่นความร้อน แผ่นความร้อนจะถูกเลื่อนออกไปอย่างรวดเร็ว และชิ้นส่วนจะถูกนำมาประกบกัน การเปลี่ยนชิ้นงานควรทำให้สั้นที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เพราะบริเวณที่หลอมเหลวจะเย็นตัวลงในระหว่างนี้

ขั้นตอนการเชื่อม/การขึ้นรูปเริ่มต้นเมื่อพื้นผิวหลอมเหลวสองพื้นผิวถูกกดเข้าหากัน กระบวนการนี้ทำให้เกิดการแพร่กระจายระหว่างโมเลกุลของพลาสติกตามทฤษฎีการเลื้อยคลานความแข็งแรงของรอยเชื่อมเกิดจากการพันกันของโมเลกุลพลาสติกที่แพร่กระจาย แรงดันในการเชื่อมที่จำเป็นขึ้นอยู่กับความหนืดของโลหะหลอมเหลวและความหนาของผนังชิ้นส่วน และโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 0.025 ถึง 0.05 MPa แรงดันนี้จะคงอยู่ขณะที่วัสดุหลอมเหลวเย็นตัวและแข็งตัว ในระหว่างนี้ วัสดุพลาสติกบางส่วนในบริเวณรอยเชื่อมจะถูกบีบออกมา ทำให้เกิดเศษโลหะส่วนเกิน อาจใช้ตัวหยุดเชิงกลเพื่อจำกัดปริมาณวัสดุที่ถูกบีบออกมาเพื่อป้องกันการเชื่อมเย็น

รูปแบบทั่วไปของการเชื่อมแผ่นความร้อนแบบดั้งเดิม ได้แก่ แบบอุณหภูมิสูงและแบบไม่สัมผัส ทั้งสองรูปแบบนี้ช่วยแก้ปัญหาวัสดุติดแผ่นความร้อนระหว่างรอบการเชื่อม วัสดุที่ติดอยู่สามารถเสื่อมสภาพและถ่ายโอนไปยังการเชื่อมครั้งต่อไป ส่งผลให้คุณภาพการเชื่อมไม่ดีและไม่สวยงาม^{[ 1 ]}

ในการเชื่อมแผ่นความร้อนอุณหภูมิสูง แผ่นความร้อนที่ไม่มีการเคลือบจะถูกทำให้ร้อนถึงระหว่าง300 ถึง 400 °C (572 ถึง 752 °F)เนื่องจากสารเคลือบ PTFE จะเสื่อมสภาพที่อุณหภูมิสูง^{[ 1 ]}อุณหภูมิสูงจะลดความหนืดของวัสดุหลอมเหลว ทำให้สามารถลอกออกจากแผ่นความร้อนได้เมื่อนำชิ้นส่วนออก^{[ 1 ]}ในระหว่างขั้นตอนการเปลี่ยนชิ้นงาน อาจมีการเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วของชิ้นส่วนออกจากแผ่นความร้อน ซึ่งจะช่วยป้องกันการเกิดเส้นใยของพลาสติกหลอมเหลวเนื่องจากคุณสมบัติความยืดหยุ่น หนืด ^{[ 4 ]}วัสดุตกค้างบนพื้นผิวของแผ่นความร้อนมักจะถูกออกซิไดซ์หรือกำจัดออกทางกลไก สำหรับเทอร์โมพลาสติกบางชนิด วัสดุตกค้างไม่สามารถกำจัดออกได้ง่ายและสะสมมากขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป อาจจำเป็นต้องถอดแผ่นความร้อนออกและทำความสะอาดระหว่างรอบการทำงาน ด้วยอุณหภูมิที่สูงขึ้น ขั้นตอนการจับคู่และการให้ความร้อนจะสั้นลงกว่าการเชื่อมแผ่นความร้อนแบบทั่วไป อย่างไรก็ตาม ความแข็งแรงของรอยเชื่อมที่ลดลงเนื่องจากการเสื่อมสภาพทางความร้อนของพลาสติกยังคงเกิดขึ้นได้ แม้ว่าวัสดุที่เสื่อมสภาพส่วนใหญ่จะถูกผลักออกไปโดยการไหลของวัสดุหลอมเหลวก็ตาม การเชื่อมแผ่นความร้อนที่อุณหภูมิสูงเป็นที่ทราบกันดีว่ามีประสิทธิภาพดีสำหรับ: ^{[ 1 ]}  

• โพลีโพรพีลีนและโคพอลิเมอร์ของโพลีโพรพีลีน
• ABSและPMMA

การเชื่อมด้วยแผ่นความร้อนแบบไม่สัมผัส พื้นผิวการเชื่อมจะหลอมละลายโดยไม่ต้องสัมผัสกับแผ่นความร้อนโดยตรง ผ่านการพาความร้อนและการแผ่รังสีอุณหภูมิของแผ่นความร้อนอยู่ระหว่าง400 ถึง 550 °C (752 ถึง 1,022 °F)และพื้นผิวการเชื่อมจะอยู่ห่างจากแผ่นความร้อน ประมาณ 1 ถึง 3 มิลลิเมตร (0.039 ถึง 0.118 นิ้ว) ^{[ 4 ]}ต้องควบคุมปริมาณความร้อนที่ป้อนเข้าไปเพื่อป้องกันการเสื่อมสภาพจากความร้อนในขณะที่ทำให้วัสดุอ่อนตัวลง วิธีนี้ไม่มีขั้นตอนการจับคู่ ดังนั้นชิ้นส่วนต้องมีการประกอบที่ดีก่อนการเชื่อม โดยความคลาดเคลื่อนของชิ้นส่วนต้องไม่เกิน0.2 มิลลิเมตร (0.0079 นิ้ว)ในทางปฏิบัติ การเชื่อมด้วยแผ่นความร้อนแบบไม่สัมผัสจะใช้เฉพาะกับชิ้นส่วนขนาดเล็กที่มีขนาดไม่เกิน100 x 100 มิลลิเมตร (3.9 x 3.9นิ้ว) ^{[ 1 ]}ข้อควรพิจารณาเพิ่มเติมคือผลกระทบจากการวางซ้อนเมื่อแผ่นความร้อนอยู่ในแนวตั้ง ซึ่งอาจทำให้พื้นผิวการเชื่อมได้รับความร้อนไม่สม่ำเสมอ^{[ 1 ]}     

อีกรูปแบบหนึ่งคือการเชื่อมด้วยลิ่มร้อนหรือการเชื่อมด้วยรองเท้าร้อนสำหรับการเชื่อมแผ่นบางด้วยรอยต่อแบบซ้อนทับ ลิ่มที่ร้อนจะเคลื่อนที่ระหว่างแผ่นทั้งสองและหลอมพื้นผิวการเชื่อม ในขณะที่ลูกกลิ้งลิ่มจะใช้แรงกดเบาๆ เพื่อบังคับให้สัมผัสกันอย่างใกล้ชิด ลูกกลิ้งขับเคลื่อนจะใช้แรงกดที่ปลายลิ่มซึ่งแผ่นทั้งสองมาบรรจบกันเพื่อสร้างรอยต่อที่ต่อเนื่อง^{[ 5 ]} การเชื่อมด้วยลิ่มร้อนสามารถสร้างรอยต่อแบบรอยต่อเดี่ยวหรือรอยต่อแบบรอยต่อคู่ได้ สำหรับรอยต่อแบบรอยต่อคู่ จะใช้ลิ่มแบบแยกส่วนที่ไม่ได้รับความร้อนตรงกลาง ซึ่งจะทำให้เกิดช่องว่างอากาศที่ไม่ได้เชื่อมระหว่างรอยต่อซึ่งสามารถอัดแรงดันเพื่อทดสอบความสมบูรณ์ของรอยต่อแบบไม่ทำลายได้ ด้วยการเชื่อมด้วยลิ่มร้อน ความเร็วในการเคลื่อนที่ถือเป็นพารามิเตอร์เพิ่มเติม เนื่องจากหน่วยลิ่มถูกขับเคลื่อนด้วยตนเองโดยลูกกลิ้ง ช่วงอุณหภูมิทั่วไปเมื่อเชื่อมโพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง (HDPE) คือ220 ถึง 400 °C (428 ถึง 752 °F)ความเร็วในการเคลื่อนที่โดยทั่วไปคือ0.7 ถึง 4 เมตรต่อวินาที (2.3 ถึง 13.1 ฟุต/วินาที ) ^{[ 5 ]}   

พารามิเตอร์ที่ใช้ในการเชื่อมด้วยแผ่นความร้อน ได้แก่ อุณหภูมิของแผ่นความร้อน แรงดัน (หรือการเคลื่อนที่) ระหว่างการจับคู่ แรงดันระหว่างการให้ความร้อน แรงดันและการเคลื่อนที่ระหว่างขั้นตอนการเชื่อม และเวลาสำหรับการจับคู่ การให้ความร้อน การเปลี่ยนด้าน และการระบายความร้อน พารามิเตอร์เหล่านี้มีผลกระทบต่อคุณภาพของการเชื่อมอย่างเป็นอิสระต่อกัน และไม่สามารถตั้งค่าแยกกันได้

อุณหภูมิของแผ่นความร้อนจะถูกวัดที่พื้นผิวของแผ่น โดยจะตั้งค่าตามรูปแบบการเชื่อมแผ่นความร้อนพร้อมกับคุณสมบัติของวัสดุ รวมถึงอุณหภูมิหลอมเหลว ความหนืดของวัสดุหลอมเหลว และขีดจำกัดการเสื่อมสภาพทางความร้อน การเชื่อมแผ่นความร้อนแบบดั้งเดิมใช้อุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิหลอมเหลว30 ถึง 100 °C (86 ถึง 212 °F) รูปแบบอุณหภูมิสูงใช้อุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิการเสื่อมสภาพของวัสดุ ประมาณ 100 ถึง 200 °C (212 ถึง 392 °F)เหนือจุดหลอมเหลว รูปแบบไม่สัมผัสใช้อุณหภูมิสูงกว่า จุดหลอมเหลว 300 ถึง 400 °C (572 ถึง 752 °F) ^{[ 1 ]}ในการเชื่อมแบบไม่สัมผัส ความร้อนจากการแผ่รังสีไม่ได้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเพียงอย่างเดียว แต่ยังขึ้นอยู่กับค่าการแผ่รังสีของวัสดุแผ่นความร้อน ด้วย      

แรงดันในช่วงการจับคู่จะช่วยขจัดความบิดเบี้ยวของพื้นผิวรอยเชื่อมเพื่อให้แน่ใจว่าสัมผัสกับแผ่นความร้อนอย่างเต็มที่โดยไม่ทำให้ชิ้นส่วนเสียรูป ในช่วงการให้ความร้อน จะรักษาแรงดันขั้นต่ำไว้เพื่อให้ชิ้นส่วนสัมผัสกับแผ่นความร้อน เนื่องจากแรงดันที่สูงเกินไปจะบีบวัสดุออกมา แรงดันในการเชื่อมจะทำให้พื้นผิวรอยเชื่อมที่หลอมเหลวสัมผัสกันอย่างใกล้ชิดและบีบอากาศที่ติดอยู่ภายในออกมา แรงดันที่สูงเกินไปจะบีบวัสดุร้อนส่วนใหญ่ออกจากรอยต่อ ทำให้เหลือวัสดุที่เย็นกว่าและเกิดเป็นรอยเชื่อมเย็น แรงดันที่ต่ำเกินไปจะจำกัดการแพร่กระจายระหว่างโมเลกุลและทำให้เกิดรอยเชื่อมที่อ่อนแอ อาจใช้ตัวหยุดเชิงกลในช่วงการเชื่อมเพื่อจำกัดปริมาณวัสดุที่ถูกบีบออกมาโดยการปรับแรงดันในการเชื่อม^{[ 1 ]}

เวลาในการจับคู่และการให้ความร้อนจะควบคุมปริมาณความร้อนที่ป้อนเข้าไปในระหว่างขั้นตอนเหล่านั้น เวลาในการจับคู่จะถูกตั้งค่าเพื่อให้ความไม่เรียบของพื้นผิวละลายและถูกกำจัดออกไป เวลาในการให้ความร้อนจะกำหนดความหนาของชั้นหลอมเหลว หากชั้นหลอมเหลวหนาเกินไปจะทำให้เกิดประกายไฟมากเกินไปและการจัดเรียงโมเลกุลที่ไม่เหมาะสมที่ส่วนต่อประสานของรอยเชื่อม หากชั้นหลอมเหลวบางเกินไปจะทำให้รอยเชื่อมเปราะ เวลาในการเปลี่ยนจะกำหนดอุณหภูมิของวัสดุหลอมเหลวเมื่อเริ่มการเชื่อม ดังนั้นจึงควรสั้นที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อลดการเย็นตัวของพื้นผิว เวลาในการเปลี่ยนโดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ 2 ถึง 3 วินาที แม้แต่สำหรับชิ้นส่วนขนาดใหญ่^{[ 1 ]}เวลาในการระบายความร้อนหมายถึงเวลาจนกว่าชิ้นส่วนที่เชื่อมต่อจะแข็งตัว (เมื่อวัสดุหลอมเหลวเย็นตัวลงต่ำกว่าอุณหภูมิหลอมเหลว) และสามารถนำออกจากเครื่องได้ ชิ้นส่วนที่เชื่อมไม่ควรรับแรงจนกว่าจะเย็นตัวลงจนถึงอุณหภูมิห้อง

อุปกรณ์เชื่อมแผ่นความร้อนประกอบด้วยส่วนประกอบหลักสองส่วน คือ อุปกรณ์จับยึดและแผ่นความร้อนหนึ่งแผ่นหรือหลายแผ่น หน้าที่หลักของอุปกรณ์จับยึดคือการให้การรองรับระหว่างกระบวนการเชื่อมเพื่อป้องกันการเสียรูปภายใต้แรงดันการเชื่อม^{[ 1 ]}เครื่องจักรทั่วไปมีอุปกรณ์จับยึดที่สอดคล้องกับชิ้นส่วนที่กำลังเชื่อมอย่างสมบูรณ์และช่วยให้มีความยืดหยุ่นในการผลิตโดยการยอมรับการกำหนดค่าอุปกรณ์จับยึดที่แตกต่างกัน เครื่องจักรแบบกำหนดเองอาจได้รับการกำหนดค่าเพื่อเชื่อมส่วนประกอบเฉพาะและไม่มีความยืดหยุ่นมากเท่ากับเครื่องจักรมาตรฐาน^{[ 1 ]}

โดยทั่วไปแล้วแผ่นความร้อนได้รับการออกแบบมาสำหรับอุณหภูมิการทำงานเฉพาะ แผ่นความร้อนสำหรับการเชื่อมด้วยแผ่นความร้อนแบบทั่วไปมีอุณหภูมิการทำงานอย่างน้อย270 °C (518 °F)และทำจากโลหะผสมอะลูมิเนียม^{[ 1 ]}แผ่นความร้อนอาจเคลือบด้วยโพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน (PTFE) เพื่อป้องกันไม่ให้พอลิเมอร์เกาะติดกับแผ่นความร้อน ควรระมัดระวังเนื่องจากการเคลือบ PTFE จะเสื่อมสภาพไปตามเวลา และควรมีชุดอุปกรณ์ที่สามารถเปลี่ยนได้ในระหว่างการใช้งานอย่างต่อเนื่อง แผ่นความร้อนสำหรับการเชื่อมด้วยแผ่นความร้อนอุณหภูมิสูงมีอุณหภูมิการทำงานสูงสุด430 °C (806 °F)และทำจากโลหะผสมอะลูมิเนียมบรอนซ์ เนื่องจากค่าการนำความร้อนต่ำของโลหะผสมเหล่านี้ จึงต้องระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่ามีการให้ความร้อนอย่างสม่ำเสมอทั่วพื้นผิวแผ่นความร้อน PTFE มีอุณหภูมิการทำงานสูงสุด270 °C (518 °F)ดังนั้นจึงไม่สามารถใช้การเคลือบแบบไม่ติดสำหรับงานประเภทนี้ได้ สุดท้ายนี้ แผ่นความร้อนสำหรับการเชื่อมแบบไม่สัมผัสด้วยแผ่นความร้อนจะใช้สำหรับอุณหภูมิที่สูงถึง550 °C (1,022 °F)โดยทำจากอลูมิเนียมบรอนซ์หรือสแตนเลส^{[ 1 ]}        

เครื่องเชื่อมแผ่นความร้อนโดยทั่วไปทำงานโดยการควบคุมด้วยระบบลม ระบบไฮดรอลิก หรือระบบไฟฟ้าเชิงกล เครื่องจักรสามารถกำหนดค่าให้ทำการเชื่อมโดยให้พื้นผิวสัมผัสอยู่ในตำแหน่งแนวนอนหรือแนวตั้งก็ได้ ชิ้นส่วนที่ยาวกว่า เช่น ท่อ มักจะเชื่อมในตำแหน่งแนวนอน ในขณะที่ชิ้นส่วนขึ้นรูปที่มีอุปกรณ์ภายใน เช่น แบตเตอรี่สตาร์ท จะถูกเชื่อมในตำแหน่งแนวตั้ง^{[ 1 ]}ตัว ควบคุม แบบสัดส่วน-อินทิกรัล-อนุพันธ์ (PID) ยังช่วยในการรักษาอุณหภูมิที่ต้องการในระหว่างกระบวนการแต่ละครั้งอีกด้วย^{[ 5 ]}

แม้ว่าจะมีรูปแบบการเชื่อมต่อหลายแบบ แต่การเชื่อมต่อแบบชนกันซึ่งวัสดุที่เชื่อมต่อทั้งสองวางตัวอยู่ในระนาบเดียวกันนั้นเป็นหนึ่งในรูปแบบการเชื่อมต่อที่พบได้บ่อยที่สุดสำหรับเทอร์โมพลาสติก มีการดัดแปลงการเชื่อมต่อแบบนี้หลายแบบที่นำไปใช้ในงานต่างๆ ซึ่งรวมถึงรายการต่อไปนี้^{[ 1 ]}

• การขยายพื้นที่ผิวรอยต่อ - การใช้ลวดเชื่อมเสริมจะลดความแข็งแรงโดยรวมลง ซึ่งสามารถชดเชยได้โดยการขยายพื้นที่ผิวรอยต่อให้ใหญ่ขึ้น
• ตัวดักแสงแบบข้อต่อปลาย (ภายใน) - ลูกปัดถูกหุ้มด้วยร่องหรือตัวดักแสง
• อุปกรณ์ดักจับประกายไฟแบบต่อชน (ภายนอก) - ข้อต่อประเภทนี้จะซ่อนประกายไฟไว้บนพื้นผิวด้านนอก และโดยทั่วไปใช้เพื่อลดเสียงรบกวนในบริเวณโดยรอบ
• แผ่นดักประกายรอยเชื่อม (แบบคู่) - ช่วยให้พื้นผิวดูสวยงามยิ่งขึ้นโดยซ่อนประกายรอยเชื่อมทั้งสองด้าน

อุตสาหกรรมหลักที่ใช้การเชื่อมด้วยแผ่นความร้อนคืออุตสาหกรรมยานยนต์ ตัวเรือนไฟท้ายที่ทำจาก ABS จะถูกเชื่อมเข้ากับเลนส์ที่ทำจาก PMMA หรือ PC โดยใช้การเชื่อมแบบชนที่ดัดแปลง ABS และ PMMA มีอุณหภูมิหลอมเหลวใกล้เคียงกันและสามารถเชื่อมได้โดยใช้แผ่นความร้อนแผ่นเดียว ในขณะที่ ABS และ PC ต้องใช้แผ่นความร้อนสองแผ่นเนื่องจาก PC มีอุณหภูมิหลอมเหลวสูงกว่า ใช้ถ้วยดูดสุญญากาศเพื่อเคลื่อนย้ายชิ้นส่วนเพื่อป้องกันการขีดข่วน มีการใช้ทั้งแบบธรรมดาและแบบอุณหภูมิสูง เวลาในการทำงานโดยทั่วไปคือ 60 วินาที โดยมีอุณหภูมิแผ่นความร้อน 370  °C ^{[ 1 ]}

ถังเชื้อเพลิงที่ทำจาก HDPE แบบเป่าขึ้นรูปต้องมีการเชื่อมชิ้นส่วนมากถึง 34 ชิ้น รวมถึงคลิป คอเติม ท่อระบายอากาศ ปลั๊กหัวกันความร้อน วาล์วระบายแก๊ส/วาล์วป้องกันการพลิควคว่ำ หัวต่อระบายอากาศ และขายึด^{[ 1 ] [ 5 ]}ชิ้นส่วนต่างๆ จะถูกเชื่อมทีละชิ้นโดยใช้ข้อต่อแบบร่องชนกัน แต่ละส่วนประกอบต้องการเวลาในการจับคู่ที่แตกต่างกัน และเวลาต่อรอบน้อยกว่าหนึ่งนาทีต่อส่วนประกอบ^{[ 1 ]}

ตัวเรือนและฝาปิดของแบตเตอรี่รถยนต์ทำจากโคพอลิเมอร์ PP บาง ซึ่งมีความหนืดหลอมเหลวต่ำ การเชื่อมด้วยแผ่นความร้อนอุณหภูมิสูงใช้กับรอยต่อชนกับฝาครอบแฟลช เครื่องจักรทั่วไปสามารถเชื่อมแบตเตอรี่สองก้อนในเวลาไม่ถึง 30 วินาที^{[ 1 ]}

ชิ้นส่วนยานยนต์อื่นๆ ที่เชื่อมด้วยแผ่นความร้อน ได้แก่ ลูกลอยคาร์บูเรเตอร์ ถังเก็บน้ำหล่อเย็นและน้ำยาฉีดกระจก และท่อระบายอากาศ ส่วนสิ่งของที่ไม่ใช่ยานยนต์ ได้แก่ แขนฉีดน้ำเครื่องล้างจาน กล่องผงซักฟอก ถังเก็บไอน้ำสำหรับเตารีด ถัง HDPE พาเลทขนส่ง PP กล่องทิ้งเข็มฉีดยา และกรอบหน้าต่าง PVC ^{[ 5 ]}

การเชื่อมด้วยแผ่นความร้อน ซึ่งในหลายอุตสาหกรรมเรียกว่าการเชื่อมแบบหลอมละลาย มักใช้ในการเชื่อมท่อพลาสติก ท่อเหล่านี้มีโอกาสแตกหักน้อยกว่าท่อเหล็กในระหว่างเกิดแผ่นดินไหว^{[ 1 ]}การเชื่อมท่อใช้รูปแบบข้อต่อพิเศษ ได้แก่ แบบชน แบบซ็อกเก็ต และแบบอานม้า/ผนังด้านข้าง ซึ่งแต่ละแบบมีขั้นตอนการเชื่อมเฉพาะของตนเอง

การเชื่อมแบบ Butt fusion มีขั้นตอนการทำงานคล้ายกับการเชื่อมแบบแผ่นความร้อนทั่วไป ก่อนการเชื่อม ปลายท่อจะถูกปรับหน้าและทำให้โปรไฟล์โค้งมนและจัดเรียงให้ตรงกัน^{[ 1 ]}ขั้นตอนที่เหลือจะดำเนินการตามปกติ แม้ว่าบางครั้งอาจข้ามขั้นตอนการจับคู่ได้ เมื่อเชื่อมพลาสติกต่างชนิดกัน แทนที่จะใช้แผ่นความร้อนคู่ ท่อที่มีดัชนีการไหลของโลหะหลอมเหลว ต่ำกว่า สามารถให้ความร้อนก่อนอีกท่อหนึ่งได้ เพื่อให้ปลายท่อทั้งสองมีความหนืดของโลหะหลอมเหลวเท่ากันเมื่อสิ้นสุดขั้นตอนการให้ความร้อน^{[ 1 ]}หลังจากเย็นตัวลง บางครั้งจะตัดส่วนนูนของรอยเชื่อมออกเพื่อให้ได้พื้นผิวเรียบทั้งด้านในและด้านนอก สามารถตรวจสอบปัญหาของรอยเชื่อมได้โดยการตรวจสอบรอยเชื่อมนี้^{[ 5 ]}

การเชื่อมแบบ Socket fusion ใช้เครื่องมือทำความร้อนตัวผู้และตัวเมียที่ติดอยู่กับแผ่นความร้อนเพื่อให้ความร้อนแก่ด้านนอกของท่อและด้านในของซ็อกเก็ตพร้อมกัน โดยทั่วไปจะใช้กับท่อที่มีขนาดตั้งแต่ 40 ถึง 125 มิลลิเมตร^{[ 5 ]}ด้วยข้อต่อนี้ แรงดันการเชื่อมจะมาจากความพอดีของท่อและซ็อกเก็ต ดังนั้นชิ้นส่วนเหล่านี้รวมถึงเครื่องมือทำความร้อนจึงต้องอยู่ในเกณฑ์ความคลาดเคลื่อน^{[ 1 ]}

การเชื่อมแบบหลอมรวมอาน/ผนังด้านข้างใช้สำหรับเชื่อมข้อต่ออานเข้ากับผนังด้านข้างของท่อเพื่อสร้างสาขา ด้านนอกของท่อและพื้นผิวที่เข้ากันของข้อต่ออานจะถูกทำให้ร้อนโดยใช้เครื่องมือให้ความร้อนแบบเว้าและนูน^{[ 5 ]}เครื่องเชื่อมแบบหลอมรวมอานจะใช้แรงเชื่อมผ่านเส้นศูนย์กลางของท่อ ก่อนการเชื่อม ด้านนอกของท่อจะต้องทำความสะอาดสิ่งปนเปื้อนทั้งหมด เนื่องจากชั้นหลอมเหลวของท่อจะไม่ถูกเคลื่อนย้ายออกจากรอยต่อ^{[ 1 ]}

การทดสอบการตรวจสอบด้วยสายตาสามารถใช้ตรวจจับข้อบกพร่องบนพื้นผิวของรอยเชื่อมได้เท่านั้น แต่เป็นวิธี NDT ที่มีราคาถูกที่สุด^{[ 1 ]}วิธีการตรวจสอบนี้สามารถดำเนินการได้ทั้งในระหว่างและหลังการเชื่อม ในระหว่างการเชื่อม ผู้ปฏิบัติงานจะตรวจสอบการเปลี่ยนสี การเยื้องศูนย์ รอยบาก และความไม่ต่อเนื่องของพื้นผิวอื่นๆ การตรวจสอบหลังการเชื่อมช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานตรวจสอบคุณลักษณะโครงสร้างจุลภาคซึ่งอาจเป็นอันตรายต่อชิ้นส่วนที่เชื่อมได้

การทดสอบด้วยรังสีเอกซ์เป็นวิธีการตรวจสอบที่มีราคาแพง ดังนั้นโดยทั่วไปจึงจำกัดเฉพาะภาชนะรับแรงดันและท่อส่งที่บรรทุกวัสดุอันตราย^{[ 1 ]}วิธีนี้มีประสิทธิภาพมากที่สุดเมื่อความหนาแน่นของข้อบกพร่องและพลาสติกมีความแตกต่างกันอย่างมาก และใช้สำหรับการตรวจจับช่องว่าง สิ่งเจือปน และข้อบกพร่องอื่นๆ ข้อเสียของวิธีนี้คือไม่สามารถระบุข้อบกพร่องของโครงสร้างจุลภาคได้ด้วยวิธีการทดสอบนี้

วิธีการทดสอบนี้มักใช้กับท่อเชื่อมและภาชนะปิดอื่นๆ^{[ 1 ]}มีการทดสอบหลายรูปแบบซึ่งขึ้นอยู่กับชนิดของตัวกลาง (น้ำ อากาศ ก๊าซ) ที่ใช้ในการอัดแรงดันตัวอย่าง โดยทั่วไปจะทำการทดสอบนี้ในสภาวะสุญญากาศ

การทดสอบแรงดันสูงที่เรียกว่า “การทดสอบประกายไฟ” เป็นทางเลือกแทนการทดสอบการรั่วซึม การทดสอบนี้ดำเนินการโดยการเคลือบรอยเชื่อมด้วยสารนำไฟฟ้า เช่น ลวด เส้นใย หรือขดลวด^{[ 1 ]}เมื่อจ่ายแรงดันไฟฟ้าเข้าไป จะเกิดประกายไฟขึ้น ซึ่งแสดงให้เห็นว่ามีการรั่วซึม การทดสอบนี้ไม่เหมาะสำหรับเทอร์โมพลาสติกที่มีขั้ว เช่น PVC เนื่องจากจะทำให้เกิดความร้อนซึ่งนำไปสู่การเสื่อมสภาพของรอยเชื่อมได้

การทดสอบอัลตราโซนิกใช้คลื่นความถี่สูงที่เดินทางผ่านบริเวณรอยเชื่อม คลื่นเหล่านี้สามารถตรวจจับข้อบกพร่องโดยอาศัยความหนาแน่นที่แตกต่างกันระหว่างส่วนที่ไม่สมบูรณ์และส่วนที่เป็นพลาสติก^{[ 1 ]}มีสองวิธีหลักในการดำเนินการทดสอบอัลตราโซนิก ได้แก่ การใช้ตัวส่งและตัวรับร่วมกัน หรือการใช้ตัวแปลงสัญญาณอัลตราโซนิก วิธีการแบบดั้งเดิมเหล่านี้คล้ายกับการทดสอบด้วยรังสีเอกซ์ ซึ่งไม่สามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจุลภาคในรอยเชื่อมได้ ปัจจุบันกำลังมีการพัฒนาการทดสอบอัลตราโซนิกขั้นสูง เช่นอัลตราโซนิกแบบอาร์เรย์เฟส (PAUT) สำหรับการตรวจสอบรอยเชื่อมแผ่นร้อนและรอยเชื่อมด้วยไฟฟ้า^{[ 7 ]}

ท่อโพลีเอทิลีน (PE) เป็นที่นิยมมากกว่าวัสดุอื่นๆ เช่น โลหะ สำหรับการขนส่งของเหลว เนื่องจากมีความทนทานต่อการกัดกร่อน ทำให้มีอายุการใช้งานยาวนานกว่า อย่างไรก็ตาม การใช้งานในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีข้อจำกัด เนื่องจากวิธีการตรวจสอบแบบไม่ทำลาย (NDT) ยังไม่น่าเชื่อถือ วิธีการในปัจจุบันเกี่ยวข้องกับการใช้แนวปฏิบัติที่ไม่สามารถวิเคราะห์ท่อ PE ที่เชื่อมได้อย่างสมบูรณ์^{[ 8 ]}

การใช้รูปแบบรอยต่อชนทำให้เกิดโซนการหลอมเหลวขนาดเล็ก และการตรวจสอบจะซับซ้อนยิ่งขึ้นเนื่องจากการลดทอนของ PE ที่สูง ^{[ 9 ]}การวางตำแหน่งหัววัดที่เหมาะสมยังถูกจำกัดในระหว่างการตรวจสอบเนื่องจากการรบกวนกับแนวเชื่อม ระบบ PAUT มีส่วนประกอบหลักห้าส่วน ได้แก่ หัววัดแบบอาร์เรย์เฟส หัววัดแบบลิ่ม ตัวยึดหัววัด เครื่องสแกน และตัวตรวจจับข้อบกพร่อง ต้องใช้หัววัดแบบอาร์เรย์เฟสอย่างน้อยสี่ตัวเพื่อให้สัญญาณอัลตราโซนิกสามารถตรวจจับข้อบกพร่องได้ ลิ่มน้ำเมมเบรนจะส่งผ่านคลื่นอัลตราซาวนด์จากหัววัดเข้าไปในท่อในขณะที่ลดการสูญเสียพลังงานให้น้อยที่สุด และตัวยึดหัววัดช่วยให้มั่นใจได้ว่ามีการสัมผัสที่เหมาะสมระหว่างลิ่มกับท่อ ระบบสแกนที่สร้างขึ้นเฉพาะสำหรับวิธีการทดสอบนี้จะนำหัววัดไปรอบๆ รอยต่อของท่อในระหว่างการตรวจสอบ สุดท้าย ตัวตรวจจับข้อบกพร่องจะวิเคราะห์สัญญาณจากหัววัด^{[ 8 ]}วิธีนี้ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการตรวจสอบ รอย เชื่อมแบบอิเล็กโทรฟิวชั่นและรอยเชื่อมชนของท่อขนาดต่างๆ ตั้งแต่ความหนา 8-65 มม. และเส้นผ่านศูนย์กลาง 90-800 มม. PAUT เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการตรวจจับ: ^{[ 8 ]}

• ข้อบกพร่องเชิงระนาบ - อาจเกิดจากพื้นผิวการเชื่อมถูกปกคลุมด้วยความชื้น
• สิ่งปนเปื้อน - สภาพแวดล้อมที่แห้งแล้งและมีลมแรงอาจทำให้มีอนุภาคเกาะติดกับพื้นผิวของท่อได้
• รอยเชื่อมเย็น - เกิดจากกระบวนการแพร่กระจายระหว่างโมเลกุลที่ไม่สมบูรณ์หรือเพียงบางส่วน ส่งผลให้เกิดการแตกหักแบบเปราะ เกิดจากอุณหภูมิต่ำ หรือหากมีช่องว่างขนาดใหญ่ระหว่างท่อและข้อต่อ
• การเชื่อมไม่ทะลุ - ข้อบกพร่องประเภทนี้เกิดจากการที่แคลมป์ไม่ได้ยึดแน่นพอในระหว่างกระบวนการเชื่อม

รายงาน ISOสองฉบับอยู่ระหว่างการพัฒนาและกำลังได้รับการตรวจสอบโดยคณะกรรมการทางเทคนิค (TC) 138 (ท่อพลาสติก ข้อต่อ และวาล์วสำหรับการขนส่งของเหลว) เพื่อรวม PAUT เป็นวิธีการตรวจสอบแบบไม่ทำลายเชิงปริมาตรของท่อ PE ^{[ 10 ] [ 11 ]}นอกจากนี้ยังมีการกำหนดขั้นตอนสำหรับการตรวจสอบด้วยคลื่นอัลตราโซนิคของข้อต่อแบบเชื่อมชน ซึ่งรวมถึงแต่ไม่จำกัดเฉพาะ HDPE และโพลีเอทิลีนความหนาแน่นปานกลาง (MDPE) ^{[ 12 ]}มาตรฐาน ISO และ ASME มีรายการดังนี้:

• ISO/DTS 16943 - ท่อเทอร์โมพลาสติกสำหรับลำเลียงของเหลว - การตรวจสอบข้อต่อซ็อกเก็ตแบบอิเล็กโทรฟิวชั่นของโพลีเอทิลีนโดยใช้วิธีการทดสอบอัลตราโซนิกแบบเฟสอาร์เรย์
• ISO/DTS 22499 - ท่อเทอร์โมพลาสติกสำหรับลำเลียงของเหลว - การตรวจสอบรอยต่อแบบบัตต์ฟิวชั่นของท่อโพลีเอทิลีนโดยใช้วิธีการทดสอบอัลตราโซนิกแบบเฟสอาร์เรย์
• มาตรฐาน ASME E3044/E3044M1 − 16e1 สำหรับการทดสอบด้วยคลื่นอัลตราโซนิคของรอยต่อเชื่อมชนโพลีเอทิลีน