超声波塑料焊接产生压痕是非常常见的现象，并且通常是有意识设计或不可避免的工艺结果。主要原因可以归结为以下几点：

1.  焊接压力和集中应力：

       高压作用： 焊接过程中，焊头需要对两个塑料件施加相当大的下压力（通常几百到几千牛顿）。这股持续的压力是确保塑料件紧密接触、有效传导超声波振动并产生摩擦热所必需的。

       应力集中： 焊头与塑料接触的区域（通常是上部件）是压力最集中的点。即使焊头设计为平面或带导向筋，其边缘、导向筋顶部或较小的接触面积都会导致局部压强非常大。

       高温软化： 在超声波振动下，接触区域的塑料迅速升温并软化甚至熔化。处于高温软化状态的塑料，其抗变形能力急剧下降，在持续的焊接压力下，很容易被压陷或变形。

2.  能量导向筋设计：

       核心作用： 许多超声波焊接设计会在其中一个部件（通常是上部件）的接合面上设计能量导向筋。这些是尖锐的三角形凸起（高度约0.3-0.8mm）。

       “牺牲”结构： 导向筋的尖端具有非常小的接触面积，使得超声波能量和压力高度集中于此。这使得它们能优先、快速地熔化。

       熔化和塌陷： 一旦导向筋熔化，焊接压力会压迫上部件向下运动，熔融的塑料会流向周围的熔接区并填充缝隙。这个塌陷过程必然会导致上部件表面在焊头下方位置相对于原始位置下降，形成凹陷，即压痕。这是能量导向筋设计预期会发生的结果。

3.  焊头设计：

       接触面形状： 焊头（换能器输出端）的形状决定了压力如何分布到部件上。如果焊头接触面较小、有尖锐边缘或轮廓与部件不完全匹配，就会加剧局部压痕。

       材料硬度： 焊头通常由坚硬金属制成（如钛合金、铝合金）。与软化的塑料相比，它非常硬，容易在塑料表面留下印记，特别是在压力和高温的共同作用下。

4.  高温下的材料软化与流动：

       如前所述，焊接点处的塑料被加热到熔融或软化状态。在这个状态下，材料不仅容易因压力而凹陷变形，还可能发生一定的塑性流动。焊头移开后，这部分区域冷却凝固，变形的形状就被固定下来，形成永久性的压痕。

5.  工艺参数的影响：

       压力过大： 过高的焊接压力会显著加重压痕深度。

       焊接时间过长： 过长的超声波作用时间会导致塑料过度熔化和软化，在压力下更容易塌陷变形。

       振幅过高： 过大的振幅会导致生热过快过猛，塑料软化更剧烈。

       保压时间/冷却时间不足： 焊接停止后，压力保持阶段如果太短，塑料尚未完全凝固就撤除压力，可能导致轻微反弹或形状不稳定（虽然主要影响焊缝强度，但也可能与压痕形态有关）。

       焊头找平不良： 如果焊头相对于工件不平行，可能导致压力分布不均，一侧压痕深，另一侧浅甚至焊接不良。

总结来说，压痕的本质是：

   高压作用于局部集中的区域。

   该区域的塑料因摩擦生热而大幅软化。

   软化/熔化的塑料在压力下发生塑性变形、塌陷或流动。

   变形在冷却后凝固定型。

如何减少压痕（如果是不希望出现的）：

1.  优化能量导向筋设计： 使用更小、更精细的导向筋，或用剪切接头代替（但剪切接头设计更复杂）。

2.  优化焊头设计： 增大焊头接触面积，使压力分布更均匀；确保焊头轮廓精确匹配部件；避免尖锐边缘。

3.  降低焊接压力： 在保证焊接强度的前提下，使用尽可能低的压力。

4.  优化工艺参数： 精确控制焊接时间、振幅、保压时间。避免过熔。

5.  使用缓冲材料： 在焊头和工件之间放置一层薄而耐热的缓冲材料（如特定胶带或复合材料），作为应力缓冲层，但这可能影响能量传递效率，需谨慎使用。

6.  改善部件设计： 在焊头接触区域增加支撑结构（如内部肋条）或在外部设计允许轻微变形的特征。

7.  材料选择： 选择熔点和软化点更高、硬度更大的塑料（如PC, PPS），比低熔点软塑料（如PP, LDPE）更不易产生深压痕，但焊接难度可能增加。

关键点： 轻微的压痕（特别是由能量导向筋塌陷造成的）往往是超声波焊接工艺固有的、可接受的痕迹。工程师的目标通常不是完全消除压痕（很多时候不可能），而是将其控制在可接受的外观标准内，并确保其对产品功能没有负面影响（如密封性、结构强度）。当压痕过深、影响外观或功能时，就需要通过上述方法进行优化。