在輕量化工業制造與發展中就不得不提到高分子材料，如今社會生活中廣泛使用的另一大類材料就是高分子材料，從工業制造、日用生活、建筑建材到醫療器具等都隨處可看到高分子材料的蹤跡。高分子材料具有易加工、摩擦阻力小、耐腐蝕、質量輕、良好的絕緣性和極低的導熱等諸多優點。塑料是使用最廣泛的一種高分子材料，它是以高分子單體的加聚反應或縮聚反應聚合為基礎，添加一定量的填料、增塑劑、穩定劑、潤滑劑、著色劑或其他添加劑形成的一種復合材料。
 
根據加熱后塑料的狀態可分為熱固性塑料和熱塑性塑料，熱固性塑料的分子鏈為體型結構，其固化后分子鏈之間是三維網狀結構，這種化學交聯反應是不可逆的，因而在首次受熱時可軟化塑性變形，冷卻凝固后再次加熱也不會發生塑性變形。大部分熱固性塑料主要用于一些較為惡劣的使用環境中，例如在航天領域用于隔熱材料、工業用于絕緣保護材料及耐磨損材料、生活中用于耐高壓材料等，常用的熱固性塑料有酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺樹脂、不飽和聚酯樹脂和環氧樹脂等。
 
另一種則是熱塑性塑料即冷卻固化后再次加熱也能重復塑性變形，這是由于它的分子結構是線型分子鏈結構，大多不具有活性基團，受熱后不會發生線型分子鏈之間的交聯。由于熱塑性材料的特性可重復使用，使其生產量占塑料總量的70%以上，它的用途極為廣泛，根據其高聚物分子鏈的聚集形態又可分為結晶性塑料和非結晶性塑料。聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）和丙烯腈－丁二烯－苯乙烯（ABS）都是熱塑性塑料中較為通用常見的塑料。
 
隨著工業技術不斷高速發展，不斷對材料性能與材料結構提出更高的要求，結構輕量化是工業制造加工一直追求的目標之一。塑料產品的模具制造工藝、沖壓成型方法限制了其尺寸精度和結構復雜程度的提高，為實現生產較大體積型、高尺寸精度和高質量結構的塑料工件就需要采用焊接技術進行加工。高分子聚物的焊接工藝中最常使用的就是超聲波焊接，它在上個世紀中期首次提出。超聲波焊接塑料與焊接金屬材料相似，都是高頻（10~70kHz）聲波機械振動直接作用于塑料并施加一定的壓力，使其局部升溫產生塑性變形。如圖1所示，通常焊接過程分為四個階段。第一階段是施加一定壓力和超聲振動，其目的是使材料表面相互接觸；第二階段是持續融化；第三階段是穩態融化；第四階段是保壓冷卻的過程。

超聲波焊接塑料的四個階段示意圖

 
超聲波焊接塑料的工藝中焊接時間是最直接的影響因素，焊接時間過短達不到連接效果，時間過長則容易出現飛邊、溢出等缺陷。功率是超聲波焊接設備輸出的能量衡量單位，它與焊接時間和焊接振幅成正比。塑料在各行各業中普遍使用，其中在汽車制造工業領域中大量的塑料結構件被用于汽車面板、儀表框架、塑料內飾等，超聲波焊接工藝由于其不會破壞塑料表面光潔度、高效經濟等優勢受到制造商的喜愛。在醫療器械行業中超聲波焊接技術也經常使用，例如：過濾器、麻醉過濾器、血液過濾器、透析管、口罩等連接制造，因整個焊接過程不會將污染物帶入無菌包裝并且提高了工件質量、降低了生產成本。此外對于食品封裝、精密儀器密封或易燃易爆的危險化學品包裝都可使用安全性較高的超聲波焊接工藝。