超声波焊接机的工作原理是：当超声波作用于塑料工件时，会产生每秒几万次的高频振动。这种高频振动，通过上焊件把超声能量传送到焊区。由于焊区即两个焊接的交界面处声阻大，因此会产生局部高温。

又由于塑料导热性差，一时还不能及时散发出去而聚集在焊区，致使两个塑料的接触面迅速熔化而产生牢固的分子链结构，从而完成固体材料之间热塑性键的形成与破坏过程。其作用机理可以用一个简化的模型来说明如下：设想有一根弹簧；一端固定在一个横截面积为a、厚度为h的圆柱体柱面上（为了方便起见，假设圆柱体的底面积等于截面圆周的4倍）。另一端用直径d1打入另一侧棱槽内。当柱体振动的同时.柱面上的应力分布是不均匀的.受压面积较大的一端先开始受力拉应力σb=fy-dyz=fx-xz=ft2t2-t1。如果保持这样的力不变，那么到一定距离后（这个距离由压紧程度决定），整个截面就变成球面了这时我们就会发现：在球面上有一个很大的集中力f=mgh，也就是说存在一个对物体作功的面积大小为s的力作用在物体的表面上。根据压强公式p=fs可知：压力越大则说明单位面积的压强就越大反之则越小；根据牛顿第二定律有f=ma即有ρ水gh2=ρvgv2=ρgsgs2=mrss=2πrms2根据阿基米德原理有pondsp=nts，所以我们有w=fs这里w表示加于被加工工件的垂直压力或推力等值线图；

当施加的压力超过材料的屈服时材料就会发生形变产生塑性流动现象此时此刻若将两片塑胶分离开即可以发现上下两片塑胶间的接合点产生了细微的变化继而引起外层向里层运动达到粘合目的所以利用超声波技术就可以实现不同种材质的分层焊接比如金属与塑胶之间的焊接就是采用这种方法来实现的。