超聲波焊接的基本原理是利用超聲頻機(jī)械振動(dòng)（頻率為 10~70 kHz，振幅為 1~250 μm）作用于塑料零件，使其在壓力下產(chǎn)生局部加熱（發(fā)熱是由于表面和分子間摩擦綜合作用的結(jié)果）和熔化而形成焊縫。

超聲波焊接過程分為 4 個(gè)階段：

第 1 階段 ：焊頭與零件接觸，施壓并開始振動(dòng)。摩擦發(fā)熱量熔化導(dǎo)能筋，熔液流入結(jié)合面。隨著兩零件之間距離的減少，焊接位移量（兩零件之間由于熔體流動(dòng)產(chǎn)生的距離減小值）開始增加。起初焊接位移量快速增加，然后在熔化的導(dǎo)能筋鋪展并接觸下零件表面時(shí)放慢增速。在固態(tài)摩擦階段，發(fā)熱是由于兩表面之間的摩擦能和零件中的內(nèi)摩擦產(chǎn)生的。摩擦發(fā)熱使聚合物材料升溫至其熔點(diǎn)。發(fā)熱量取決于作用頻率、振幅和壓力。

第 2 階段 ：熔化速度增加導(dǎo)致焊接位移量增大及兩零件表面相接觸。此階段形成薄的熔化層，由于持續(xù)發(fā)熱，熔化層厚度增加。此階段的熱量是由黏性耗散（viscous dissipation）產(chǎn)生。

第 3 階段 ：焊縫中溶液層厚度保持不變且伴隨著恒溫分布，出現(xiàn)穩(wěn)態(tài)熔化。

第 4 階段 ：在經(jīng)過設(shè)定的時(shí)間或達(dá)到特定的能量、功率級(jí)或距離之后，電源切斷，超聲振動(dòng)停止，開始進(jìn)入第 4 階段。壓力得以保持，使部分額外熔液擠出結(jié)合面。在焊縫冷卻和凝固時(shí)達(dá)到大位移量，并發(fā)生分子間擴(kuò)散。

超聲波焊接的四個(gè)階段

超聲波焊接過程非常快速且具有清潔、環(huán)保無害、焊縫強(qiáng)度高、容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、適合于大批生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，是各行各業(yè)大批量生產(chǎn)的塑料焊接方法。超聲波焊接是常用的塑料焊接技術(shù)，在塑料加工業(yè)久享盛譽(yù)。由于焊接速度快、低能耗、焊縫質(zhì)量一致性與再現(xiàn)性好，該技術(shù)是包裝、汽車、醫(yī)療、電氣、電子、家用器具行業(yè)大批量生產(chǎn)應(yīng)用的焊接技術(shù)，針對(duì)所有的應(yīng)用市場，因此超聲波焊接機(jī)以其特有的優(yōu)點(diǎn)--快捷、高效、清潔和牢固，贏得了各行各業(yè)的認(rèn)可。