当超声波作用于热塑性塑料接触面时，每秒会产生数万次高频振动。这种具有一定振幅的高频振动将超声波能量通过上焊件传递到焊接区域。由于焊接区域为二，焊接界面处的声阻较大，因此会产生局部高温。另外，由于塑料的导热性较差，一时无法及时分布，而聚集在焊接区域，导致两种塑料的接触面迅速熔化，施加一定的压力后，两者融合为一体。超声波停止后，让压力持续几秒钟，使其凝固成型，形成一个强分子链，达到焊接的目的，焊接强度可以接近原料的强度。超声波塑料焊接的质量取决于三个因素:变送器焊接头的振幅、外加压力和焊接时间。焊接时间和焊接头压力可调，振幅由传感器和喇叭决定。这三个量的相互作用有一个合适的值。当能量超过适当值时，塑性熔化量大，焊接材料易变形;如果能量小，不易焊接牢固，施加的压力不能太大。压力是焊接件边长与每1mm边缘压力的乘积。
将高频振动能量施加于待焊接物体的表面，使重叠的物体在短时间内通过摩擦和加热部分融合在一起。这就是超声波焊接的基本工作原理。
在实际焊接过程中，电能首先转化为高频机械振动，然后通过用于调谐的喇叭传输到焊接头(传输路径示意图如图1所示)。焊接材料是用20000Hz以上的超声波混合在一起的。在压力作用下，高频振动扩散到薄板表面，形成完全受控的点焊。从冶金学的观点来看，当原子在两个要焊接的物体表面结合后，焊接就完成了。
变换器将振动传递给调幅器。调幅器放大超声波的振幅，并继续将其传送到焊接头。焊接头继续放大超声波的振幅，并与零件接触。
能量转移到装配的两个部分的焊接肋位置。由于焊接肋设计有尖点，能量集中在尖点，摩擦在压力下产生热量。这种热量是由两种摩擦产生的，一种是材料上下部分之间的表面摩擦，另一种是材料内部的分子间摩擦。正是摩擦产生的热量使上下部分在焊接位置熔化并连接在一起。
对于相同的材料，有三个因素决定了升温速率:频率、振幅和焊接压力。对于现有的设备，如15Khz、20Khz、30Khz或40Khz的机器，频率是固定的。因此，加热速率通常可以通过焊接压力来改变。一般来说，压力越高，升温速度越快。此外，还可以改变振幅，随着压力的变化，振幅越大，升温速率越快。
1、空载试验：电流正常，可能是超声波焊头接触不应接触的物体或超声波焊头与焊接座之间的参数故障，可通过调整解决。
2、空载试验异常：先观察超声波模具是否有裂纹，是否紧固，然后拆下超声波焊头，进行空载试验，排除换能器或喇叭是否有问题，并逐步消除。消除传感器或喇叭故障的可能性后，拆除新的超声波焊接头进行判断。
3、有时会出现空载试验正常，但不能正常工作的情况，有可能是超声波焊接头内部声能原始发生变化，导致声能传递不良4、手摸法：判断法。正常工作的超声波模具或喇叭表面的振幅非常均匀，手感光滑如天鹅绒。当声能传递不顺畅时，手感会有气泡或毛刺感。此时，应使用消除方法消除有问题的零件。当超声波发生器异常时，也会产生同样的情况，因为通常情况下，换能器输入波形的检测应为平滑正弦波，当正弦波出现峰值或异常波形时，也会产生这种现象，然后你可以用另一个完整的超声波能量元件来代替来区分。
4、空载试验异常：先观察超声波模具是否有裂纹，是否紧固，然后拆下超声波焊头，进行空载试验，排除换能器或喇叭是否有问题，并逐步消除。消除传感器或喇叭故障的可能性后，拆除新的超声波焊接头进行判断。