超声波焊接的核心原理是高频机械振动+压力驱动界面摩擦生热，使材料分子/原子相互扩散键合，属于固相焊接，母材通常不整体熔化。

 一、能量转换流程（电→声→热）

1. 超声发生器：将50/60Hz工频电转为15–40kHz高频电信号。

2. 换能器（压电陶瓷）：逆压电效应，把高频电转为同频率纵向机械振动（振幅仅几μm）。

3. 变幅杆（增幅器）：放大振幅至10–100μm，匹配焊接需求。

4. 焊头（工具头）：将振动精准传递到工件接触面，同时施加静压力。

 二、界面生热与焊接成形

- 摩擦生热：高频振动（每秒数万次）使两工件接触面高速往复摩擦，局部温度骤升（塑料150–300℃，金属200–300℃，低于熔点）。

- 分子/原子结合

    - 塑料：接触面熔化，分子链相互渗透缠绕，压力下冷却固化，形成分子键合。

    - 金属：氧化层被摩擦剪切去除，纯净金属原子在固态下扩散，形成冶金结合（无熔池）。

- 保压冷却：停止超声后，压力保持0.1–1秒，焊缝定型强化。

 三、核心要素

- 高频振动：15–40kHz，提供界面摩擦的动力。

- 静压力：确保工件紧密接触，促进分子扩散与成形。

- 能量聚焦：振动集中在接触面，热量仅在局部产生，热影响区小。

 四、特点

- 无需焊料、胶水，环保高效（0.1–1秒完成）。

- 焊接强度接近母材，适合塑料、薄金属片（如锂电池极耳）。