两个热塑性塑料零件的超声波焊接机要求超声波振动通过焊接头传递到组合件的上半部，最后传至两半的结合处或界面上。在此，振动能量转换成热能,用以熔化塑料。当振动停止后，塑料在压力下固化，在结合面上产生焊接。

　　两个结合表面的设计，对于获得最佳焊接结果来说是非常重要的。有各种各样的连接设计，每一种都有特色和优点。各种设计的使用取决于许多因素，例如塑料类型、零件几何形状、焊接的要求（即粘性、强度、密封等）。

　　夹具装置：
　　塑料超声波焊接的一个重要因素是夹具装置。夹具装置的主要用途是固定零件，使之与焊接头对准，同时对组合件提供适当的支撑。被焊接的材料、零件几何形状、壁厚和零件的对称性均可影响能量向界面的传递，因此设计夹具时必须加以考虑。

　　某些用途，例如铆接和嵌插，要求在焊接头接触区下面有坚硬的承托装置。铝质的夹具装置可提供必要的刚度，可以镀铬来防止零件出现疤痕和提高耐磨性。

　　在一些用途中，夹具必须具有一定程度的弹性以保证在连结区产生异相状态。异相状态一般在最差的结合处出现,这是待焊接的范围；不过，由于某些零件材料和几何形状，结合的两半可能合成一整体，上下同时振动,如果这种状态出现，将承槽由刚性材料改为弹性材料，或者将硬度计由软性材料改为另一种材料，往往足以在连结区重新建立异相状态。

　　简单的实验性夹具可用木料、环氧树脂或熟石膏建造。对于更精密、更长寿命的夹具将要用铝、钢、黄铜、铸塑尿烷，或其它的弹性材料。夹具设计范围广，从快速拆卸夹具到简单的金属板均有。应用的要求和生产率通常决定夹具的设计。

　　焊接：
　　简单的对接焊连接和有能量导向部分的理想连接的时间--温度曲线。能量导向部分允许迅速焊接，同时达到最大的强度。在导向部分的材料如图示在整个结合区内流动。