Высокочастотная сварка пластмасс основана на их свойстве довольно быстро нагреваться в электрическом поле высокой частоты. Все термопласты не нагреваются в магнитном поле индуктора, а часть термопластов не нагревается в электрическом поле конденсатора (полиэтилен, полипропилен, полистирол и др.).
Поэтому с этой точки зрения способ высокочастотной сварки не является универсальным, применимым для сварки всех до сих пор известных термопластов. Высокочастотная энергия используется в производстве сварных изделий и конструкций в двух направлениях: при сварке пластмасс, обладающих свойством нагреваться в электрическом поле высокой частоты, и с применением этих материалов для нагрева пластмасс, не обладающих такой способностью.
Сущность процесса сварки пластмасс токами высокой частоты состоит в том, что кромки свариваемого изделия или конструкции помещают в переменное электрическое поле высокой частоты. Последнее создается между двумя металлическими электродами, один из которых (или оба) повторяет конфигурацию свариваемого шва.
В зависимости от способа сварки, конфигурации изделий и конструкций, протяженности сварных швов электроды выполняются в виде двух роликов, двух пластин, пластинки и ролика и т. п. Система электродов с помещенным между ними свариваемым материалом образует рабочий конденсатор. При подаче напряжения на электроды свариваемый материал в зоне шва весьма быстро нагревается по всему сечению деталей за счет диэлектрических потерь. Следует отметить, что в отличие от нагрева от внешнего источника тепла градиент температур при высокочастотном нагреве распределяется весьма благоприятно для процесса сварки. Внутри в местах соприкосновения кромок свариваемых деталей температура всегда выше, так как холодные электроды отбирают часть тепла у прилегающих к ним поверхностных слоев материала деталей.
Высокочастотный способ сварки выгодно отличается от других способов сварки и тем, что тепловая энергия выделяется в массе нагреваемого материала, расположенного между электродами, по всей толщине равномерно, вследствие чего процесс образования сварного шва ускоряется и наружная поверхность не перегревается.
Поэтому свариваемые кромки деталей не прилипают к электродам, как это наблюдается при контактном нагреве от внешнего источника тепла.
Кромки свариваемых деталей в зоне сварки нагреваются под действием тока высокой частоты до температуры вязко-текучего состояния, а сварной шов образуется под действием сварочного давления, передаваемого электродами сварочных машин и другими устройствами или пленками в зависимости от конструкции соединений и технологии сварки.
Сварка токами высокой частоты обеспечивает высокую производительность, экономичность и хорошее качество сварных соединений. К преимуществам высокочастотной сварки относятся также равномерность нагрева кромок деталей без резких перепадов температур в зоне сварного шва, что уменьшает вероятность деструкции и ослабления прочности деталей в месте их соединений; возможность получения сварных швов, равнопрочных с основным материалом, а иногда и более высокой прочности; образования сварных швов без присадочных материалов; выполнение сварки на высокопроизводительном сварочном оборудовании полуавтоматическом, автоматическом и встроенном в поточно-механизированные линии. Значительным преимуществом является также и то, что предоставляется полная возможность использовать для целей сварки модернизированное оборудование (высокочастотные ламповые генераторы и др.).
Способ высокочастотной сварки не может считаться универсальным, так как высокой частоты трудно сваривать угловые и тавровые соединения (в этом случае трудно обеспечить равномерный нагрев деталей в зоне сварки), а также потому, что некоторые пластмассы этим способом не свариваются (фторопласт, полиэтилен, полипропилен, полистирол и некоторые другие). В таких пластмассах токи смещения и проводимости малы и они (пластмассы) не могут генерировать достаточного количества тепла для сварки.
В последнее время проведены работы по сварке токами высокой частоты пластмасс, не обладающих способностью свариваться этим способом. Для этих целей при сварке полиэтиленовых и полипропиленовых деталей в их соединение вводится полоска поливинилхлорида, которая, являясь худшим диэлектриком, нагревается токами высокой частоты и передает тепло свариваемым деталям из указанных пластмасс. Известны и другие способы, например нанесение пластмасс, обладающих способностью свариваться токами высокой частоты, на поверхность электродов сварочных машин. Такой способ сварки аналогичен контактной сварке пластмасс.
Благодаря крупным преимуществам высокочастотной сварки по сравнению со сваркой газообразными теплоносителями этот современный и эффективный способ сварки нашел широкое применение в различных отраслях промышленности и успешно внедрен в строительство. Сейчас с помощью этого способа производится изготовление ковров из линолеума по способу, разработанному Всесоюзным научно-исследовательским институтом новых строительных материалов, гидроизоляции и других строительных конструкций.
С помощью токов высокой частоты на поверхность изделий наносят цифры, буквы, орнаменты, рисунки и т. д. В современном строительстве с помощью высокочастотной сварки изготовляют двухслойные пленочные оболочки различного назначения (с воздушной прослойкой между слоями), обладающие теплозащитными свойствами, а также крупноразмерные оболочки, применение которых позволяет создавать «воздушные» или надувные временные павильоны промышленных и других выставок, складские и жилые помещения, временные водоемы, гидроизоляции автомобильных дорог. С помощью высокочастотной сварки соединяют листы металла и фанеры, покрытых пластмассами, изготовляют настилы полов, стенки и т. д.