超声波焊是最常用的塑料焊接方法之一。超声波焊的基本原理是利用高频机械振动 (频率为 10～70kHz，振幅为 10～100μm)作用于塑料零件，使其在压力下产生局部加热(发热是由于表面和分子间摩擦综合作用的结果)和熔化而形成焊缝。在超声波焊接过程中，工件经受了复杂的运动。超声振动通过工件的传递形成驻波波形，其中存在零位移的波节，其它区域运动振幅较高。现今的观点是接头界面必须置于最大应力处，而不是最大运动区域。因而超声波焊接过程中，零件结构在传递能量到接头和如何影响接头界面的加热/熔化现象方面具有重要的作用。这表明，为获得优质焊缝进行适当的接头设计是十分重要的。超声波接头必须专门设计，以便将振动能集中到熔化点。
    超声波焊接有两种接头形式。第一种也是主要的类型是相连零件的表面之一有一个三角形凸台(高 012～018mm)，通常称为能量定向唇(或导能筋)，它的顶端接触另一平表面，能够集中能量，便于快速熔化材料超声振动发生在垂直相连表面的方向。第二种接头形式是剪切接头，通常一个零件大于另一个零件。这种接头并不采用导能筋，超声振动的一个主要分量平行于相连表面，发热主要是通过界面处摩擦(剪切)力实现的。剪切接头设计通常用于焊接半结晶性塑料或需要水密接缝或接头强度要求高的地方。

    焊接设备由5个基本组成部件构成：电源、换能器、增幅器(变幅杆) 、电极臂和装配台。超声波焊一般用于焊接小型截面，在设计零件时这一点应该考虑。焊缝区域的大小主要受振动机构(电极臂)的限制。最大的焊接面大致为 229mm ×305mm 或直径为254mm。电极臂超过 89mm 时可能遇到问题。电极臂组成材料对振动传递效率有影响。钛是最佳的传送材料，但也是最昂贵的。铝是次佳材料，但它容易断裂。在铝合金表面通常生成的氧化物能够传送到材料，在材料表面形成黑斑。工具钢最便宜，但它不是很高振幅的传送材料。零件的超声波焊接性由焊接设备、被焊材料的物理性能、零件的设计和焊接参数决定。材料焊接的难易程度取决于传递高频振动的能力。通常，弹性模量高的塑料对振动具有较低的内部损耗，因而能传递最大能量到接头处。这意味着刚性材料比柔软材料容易焊接。就超声波而言，通常材料刚性愈大，焊接愈容易。
    超声波适用于焊接 ABS、丙烯酸、聚碳酸酯、尼龙、乙酸纤维素等。聚乙烯和聚丙烯的焊接遇到了一些问题，通常它们需要很高的能级。不管是什么材料，它必须干燥，因为水分的存在会削弱接头强度。超声波焊速度很快 (典型的焊接时间从 015～115s)，容易实现自动化，非常适合于大批量生产。
    超声波焊在汽车工业的用途包括：仪表板、电动机壳、轴承保持架、灯罩、(驾驶室)杂物箱、透镜、过滤器、阀门、空气换向器(分流器) 、气流探测器等。

    在汽车工业各种塑料焊接方法中，热工具焊(热板焊) 、超声波焊、振动焊是应用最广的塑料焊接方法。热工具焊比较简单，适用于焊接结构复杂的接头，但速度很慢；超声波焊主要用于小型零部件的批量生产；振动焊是一种大有潜力可挖的塑料焊接方法，它特别适用于焊接不容易进行超声波焊接的塑料和大、中型零部件；热气焊主要用于塑料零件的修理或修补；旋转焊适用于焊接圆形接头；电阻焊用于焊接复杂接头和不包含闭合回路的大型结构；感应焊适用于所有热塑性塑料及某些热固性塑料的焊接；高频焊应用较少，主要用于电介质损耗系数较高的塑料焊接。激光焊是一种方兴未艾的高效非接触型焊接方法，该方法无飞边、无残渣、振动应力和热应力小，特别适用于电子元器件
(如传感器)的焊接。
    随着汽车轻量化的发展需求和塑料工业的迅速发展，塑料在汽车中的应用愈来愈多、愈来愈广，各种塑料焊接方法也得到了长足的发展，汽车塑料的焊接技术水平已经成为了衡量汽车生产技术水平及新材料开发水平的标志之一。可以深信，各种塑料焊接方法必将在汽车工业发挥越来越广泛的作用。