超声波焊接有两种工作模式:切入式焊接和连续焊接。切入式焊接是一个不连续的过程：超声波焊具插入待焊件中进行焊接，焊接结束后收回。在连续焊接中，超声波焊具在一定压力下或固定间隙下一直保持与焊件接触，焊件以连续方式抽出(通常为薄膜或纤维)。
1、超声波焊接工作模式
材料的切入式超声波焊接常用于焊接、铆接、导入和压型。切入式超声波焊接是将待焊件放入夹具中，起动程序施加超声波能量进行焊接，结束后取走焊件。切入式焊接过程可以手动或自动。
连续超声波焊接几乎只用于连接薄膜和纤维。被连接材料置于焊头和夹具之间并以一定的速度喂入。这种应用类似于塑料缝合，并且许多连续超声波焊接设备的设计无论是外观还是功能都像一台缝纫机。但对于较大的连续焊接焊件，焊接设备通常很大，其设计就与缝纫机完全不同。材料在连续超声波焊接过程中所承受的力和振动与切入式焊接类似。通常焊头和夹具边缘在材料进入位置为圆形。当材料进入焊头和夹具之间时，压力逐渐增加，且材料上所施加的超声波振动也逐渐增加，直到力达到稳定状态。因为材料在焊头与夹具的缝隙中，所以冷却过程中的保持压力可以由相邻已经焊好的材料(已冷却和固化)施加。
2、超声波焊接工艺特性
超声波焊接通常有两种形式：近场焊接和远场焊接。目前工业上广泛使用的20kHz焊接系统中，将焊头/部件界面与焊接面之间距离小于6mm的称为近场焊接，距离大于6mm的称为远场焊接。
㈠近场焊接主要包括焊件的机械振动、热塑性塑料的黏弹性加热、热传递、流动和浸润、分子间扩散、冷却和重新固化等6个阶段。在近场焊接中，焊接面的振幅与焊头表面的振幅接近。
㈡远场焊接由于焊头与部件接触面到焊接面之间的距离大于6mm，所以在20kHz频率下，塑料部件中的波长为6～13cm。频率越高，波长越短，6mm的距离相对太大以至于不能忽略微波在部件中传播的影响。Menges和Potente认为根据焊接面所用焊点类型，通过模拟黏弹性聚合物中微波的传输来估计焊接面上的平均或有效振幅，研究上部件和下部件相对于波长的长度对焊接质量的影响。
二、超声波焊接设备
超声波焊接塑料设备设计为在10～75kHz频率范围内运转，每个运转频率都有优缺点。较低频率可传送较高功率，但较高工作频率产生的破坏较少，且产生的可闻噪声也较少。由于这些原因，大多数设备的工作频率为20～40kHz。
三、超声波焊接焊点及焊线设计
1、焊点设计
超声波焊接焊点设计主要包括能量控制器设计和剪切焊点设计。
㈠能量控制器设计能量控制器是焊件上沿焊接线的一个小三角形凸台，超声波能量可以集中在这个凸台上产生热量。根据焊件的形状和所用树脂类型类型，能量控制器设计方案也不同。设计能量控制器可使焊接过程能耗低、焊件划痕少和效率高，但是也存在材料焊接强度有限和溢料等缺点。能量控制器的大多数缺点可以通过改变设计予以消除或Z小化。
㈡剪切焊点设计剪切焊点一般用于需要密封的焊件。设计剪切焊点进行焊接时，对塑件的尺寸公差要求较高，焊件的几何形状无法保证，在没有剪切焊点所要求的足够支撑部位时，需要设计复杂的夹具。
2、焊线设计
超声波焊接过程中在超声波振动能的作用下，焊接线首先开始熔化，熔体在压力作用下向被焊产品上下表面铺展，这样在被焊产品之间形成一层薄薄的熔融塑料，当停止超声后，温度降下来熔融塑料凝固从而使被焊产品连接在一起。
依据产品特点及场合，焊线一般采用三角形焊线、围边式焊线、峰谷式焊线和台阶式焊线，其结构及具体设计尺寸如图1所示。
四、超声波焊接质量控制问题
1、超声波焊接在生产中易出现的质量问题种类
在超声波焊接实际生产中，尤其对于手机等对外观，性能等均要求高品质的个人消费用品，质量依然是较难控制的一个问题。总结以往的经验发现通常Z容易发生的一些质量问题有:强度低、产品表面产生伤痕或裂痕、制品产生扭曲变形或白色状、产品内部零件破坏或者受挤压而偏位变形、产品产生毛边、产品焊接后尺寸无法控制于公差内、产品偏位、超声波焊接后无法达到水气密封性能要求。
2、超声波焊接常见质量问题解决方案
超声波焊接大致上由超声波机、超声波参数、超声波定位夹具和产品四个基本元素构成。对于超声波焊接生产中常见的工艺问题，我们可以通过以下几点来进行改善。
改善超声波焊接夹具：
超声波焊接夹具主要起定位及承载的作用。对于具有复杂三维曲面形状及加工精度要求高的产品，对超声波夹具的加工精度则有较高的要求。焊接夹具与被焊接的产品的角度或弧度不吻合时易造成产品焊接后发生变形。一般夹具材料为铝合金，夹具按待焊产品仿形加工后，还需要通过微调来改变夹具的固有频率，使其频率与超声波焊接机配合使用时焊接效果Z佳，此类夹具一般需委托专业超声波焊接机厂家或声学研究所加工。
易震裂、震断的产品，焊接夹具宜采用软性树脂或覆盖软木塞等缓冲设计。不易震断的产品，通过对超声波焊接夹具表面处理(硬化或镀铬)可以提升焊接质量。
调节超声波焊接条件：
在实施超声波焊接时，如果压力太大，气缸下降缓冲太快，易把超声波焊接线压平，虽然产品看似已经密合，但因焊接线已经受挤压而下陷，失去了焊接效果，形成塑料零件面与面的强迫焊接，而非三角形点的导引焊接，所以产生焊接假象。
优化超声波焊接线：
产品焊接线设计不合理，产品在超声波焊接过程中因受到压力而发生滑移，从而造成产品偏位。或者，焊接线在设计时可能没问题，但由于焊接线部位的加工精度不足，导致尺寸不一也可能发生此类问题。故在模具加工时至少要求焊接线对称，高度一致。要使产品达到外观的功能时，定位与超声波焊接线是成败的重要关键。焊接线的优化可参照焊接线设计改进。
五、超声波焊接发展与展望
随着科技的发展，超声波焊在光纤和金属异种材料焊接方面、铝塑复合管焊接模拟方面、玻纤增强尼龙焊接等新材料方面、血液回收离心杯以及医用胶囊焊接方面得到了广泛的应用，超声波焊还被应用在制备碳纳米管增强铝基复合材料。由此可知，超声波焊必定会在更多的方面得到应用，也必定会为工业技术的发展作出其应尽的贡献。
当超声波由一种介质入射到另一种介质时，由于在两种介质中的传播速度不同，在异质界面上会产生反射、折射和波型转换等现象。
当波在界面外产生折射时，入射角α的正弦与折射角β的正弦之比，等于入射波在diyi介质中的波速c1与折射波在第二介质中的波速c2之比，即:
当声波以某一角度入射到第二介质(固体)的界面上时，除有纵波的反射、折射以外，还会发生横波的反射和折射，见图3。在一定条件下，还能产生表面波。各种波型均符合几何光学中的反射定律：
超声波测距原理如图1所示。根据数学几何关系，测量距离L表示为L=Scosα，夹角α表示为α=arcsin(H/S)，超声波传播距离S表示为S=vt，由此推出L=vtcos[arcsin(H/S)]。当测量距离L远大于H时，则可近似为L=vt。
无论从精度还是从可靠性方面，超声波测距做得都比较好。利用超声波检测即迅速，方便，计算简单，又易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求,具有广泛的发展前景。
这些年来，随着超声波技术研究的不断深入，超声波的应用变得越来越普及。目前已经广泛地应用在机械制造、电子冶金、航海等工业领域。目前国内专用超声波测距专用集成电路都是只有厘米级的测量精度。