焊接技术是一项在塑料工业和汽车工业上得到广泛应用的技术。然而利用同样的技术,在不添加任何热塑性物质和胶粘剂的情况下,来胶合木材却只有十几年的发展时间。现阶段用来焊接木材的设备还是由焊接高分子材料和金属材料的焊接设备改造过来的。已有的实验结果显示线性振动焊接能够得到较好的无胶胶合性能,有些木材例如山毛榉的线性焊接胶合性能能够超过结构胶合的要求。对于影响传统的热塑性高分子材料焊接性能的工艺参数同样对木材的焊接也有影响,例如焊接压力、时间、振幅、频率、冷却时间和压力等。对于不同木材所得到的最优的焊接工艺参数也是不同的。虽然焊接技术已经能够应用到各类木材,但是同样作为天然的木质纤维素材料的竹材的焊接却还没有涉及到。本文主要研究了毛竹的焊接各方面的性能。希望将这种环保型、高效率和低成本的无胶胶合技术应用到竹材的工业化胶合利用中来。由于毛竹的竹青面和竹黄面的润湿性较差,它们对于毛竹的人工合成胶粘剂的胶合具有非常大的不利影响,然而它们对于线性振动焊接的胶合性能却没有显著影响,这大大缩短了毛竹的胶合工序和流程,提高了毛竹的使用效率。本文利用响应面的实验设计方法优化了毛竹的竹青面与竹黄面之间、竹青面之间和竹黄面之间的焊接工艺参数,所得到的最优的平均焊接强度分别为6.23MPa,5.91MPa和7.15MPa。焊接振幅和焊接压力对于焊接强度的影响都比较显著,而4-6s的焊接时间对于最终的焊接强度影响并不显著。毛竹之间的焊接无胶胶合机理是由于摩擦作用在焊接表面产生了210℃左右的高温,高温使得竹材中的半纤维素的降解、木质素的熔化和流动,同时焊接表面上的竹纤维发生了部分脱离和缠绕现象,并在振动摩擦停止后焊接界面上发生冷却和凝固就产生了我们所需要的焊接强度。热机械分析表明在高温的作用下焊接界面上确实发生了一定程度的交联化学反应,这对于最终的焊接强度也有一定的贡献。焊接强度的分布符合Weibull分布模型,通过Weibull分布模型的拟合检验可以精确的得出焊接强度的可靠性。线性振动摩擦焊接过程中的焊接界面上的温度随焊接时间的变化可以通过下面的分段函数进行计算：该函数所预测的温度与实际测得的温度误差小于5%能够应用于我们对于焊接界面上温度的预测。同时通过热流量和温度的计算还能得到焊接面上的摩擦系数的大小和变化趋势,为我们更深入的了解焊接过程打下基础。虽然4-6s的焊接时间对于焊接强度的影响不显著,但通过研究发现,这是因为大约经过4-6s的焊接后,焊接界面基本就达到了最高温度,此后温度不再上升,这时停止焊接所得到的焊接强度才最优。如果焊接时间太短,不能形成连续的焊接界面层,而且强度的变异性较大；如果焊接时间太长,焊接界面上的纤维就会被挤出,而且长时间的高温作用使得焊接界面上发生降解，使得强度降低。保压冷却时间对于焊接强度的影响也较为显著，但超过35s之后，这种影响变得不再显著。t检验显示2-3MPa的保压压力对于最终的焊接强度没有影响。虽然竹材的焊接强度已经令人满意，但其防水性有待改进，使得其只能在室内干燥的环境中使用。利用松香的憎水性和熔点低的特点可以大大提高焊接胶合的耐水性能，使得焊接试件浸入室温的水中30天之后还有强度。毛竹端部焊接过程的研究是十分有趣的。虽然竹材容易开裂，但是竹材的端部焊接却得到了很好的强度。这主要是由于竹材的特殊的结构造成的。随着摩擦焊接的作用，焊接表面上不能够被热量熔化的维管束突出于焊接表面，抵挡了焊接的压力和摩擦力，使得竹材的焊接端部并没有发生开裂，保证了焊接的进行。而熔化主要是薄壁细胞组织，在冷却的作用下包裹住突出弯曲的维管束，形成了这种特殊的胶合界面。