超声焊接是一种利用高频机械振动（超声波） 在压力下连接材料的固态焊接工艺。它不需要额外的焊料、粘合剂或外部加热源（如火焰或电弧），主要依靠材料内部的摩擦生热来实现连接。

以下是超声焊接的关键原理、特点和应用：

核心原理

能量转换： 超声波发生器（电源）将工频电流（50/60 Hz）转换成高频电能（通常15 kHz, 20 kHz, 30 kHz, 35 kHz 或 40 kHz）。

机械振动： 压电陶瓷换能器（Transducer）将接收的高频电能转换成同频率的机械振动。

振幅放大： 调幅器（Booster）按设计比例放大或缩小振动幅度，以满足焊接需求。

能量传递： 焊头（Horn/Sonotrode）将放大后的机械振动传递到待焊工件。焊头是直接接触工件的定制化工具，其形状需精确匹配工件。

摩擦生热：

焊头将高频振动（通常在垂直方向）传递给上层工件。

振动使得上下工件接触面之间产生剧烈的微观摩擦。

摩擦产生的热量高度集中在接触界面。

材料软化/熔化与键合（针对不同材料）：

热塑性塑料： 界面产生的摩擦热使塑料分子链剧烈运动，材料局部软化甚至熔化。在持续压力下，熔融的塑料分子相互扩散、缠绕、冷却固化后形成牢固的分子键合。

金属： 界面摩擦热和塑性变形破坏了金属表面的氧化层和污染物，使纯净的金属原子在高压下紧密接触，通过固态扩散形成原子间的金属键合（冶金结合），通常不会达到整体熔点（固态焊接）。

冷却与固化： 超声波能量停止后，压力通常保持短暂时间，使连接处冷却固化，形成牢固的焊缝。