兩個熱塑性塑料零件的超聲波焊接要求超聲波振動通過焊接頭傳遞到組合件的上半部,最后傳至兩半的結合處或界面上.在此,振動能量轉換成熱能,用以熔化塑料.當振動停止后,塑料在壓力下固化,在結合面上產生焊接. 兩個結合表面的設計,對于獲得最佳焊接結果來說是非常重要的.有各種各樣的連接設計,每一種都有特色和優點.各種設計的使用取決于許多因素,例如塑料類型、零件幾何形狀、焊接的要求（即粘性、強度、密封等）.
夾具裝置：
    塑料超聲波焊接的一個重要因素是夾具裝置.夾具裝置的主要用途是固定零件,使之與焊接頭對準,同時對組合件提供適當的支撐.被焊接的材料、零件幾何形狀、壁厚和零件的對稱性均可影響能量向界面的傳遞,因此設計夾具時必須加以考慮. 某些用途,例如鉚接和嵌插,要求在焊接頭接觸區下面有堅硬的承托裝置.鋁質的夾具裝置可提供必要的剛度,可以鍍鉻來防止零件出現疤痕和提高耐磨性.  

在一些用途中,夾具必須具有一定程度的彈性以保證在連結區產生異相狀態.異相狀態一般在最差的結合處出現,這是待焊接的范圍；不過,由于某些零件材料和幾何形狀,結合的兩半可能合成一整體,上下同時振動,如果這種狀態出現,將承槽由剛性材料改為彈性材料,或者將硬度計由軟性材料改為另一種材料,往往足以在連結區重新建立異相狀態. 簡單的實驗性夾具可用木料、環氧樹脂或熟石膏建造.對于更精密、更長壽命的夾具將要用鋁、鋼、黃銅、鑄塑尿烷,或其它的彈性材料.夾具設計范圍廣,從快速拆卸夾具到簡單的金屬板均有.應用的要求和生產率通常決定夾具的設計.