1. 金属焊接的三种方式
金属的焊接，按其工艺过程的特点分有熔焊,压焊和钎焊三大类。
1.1 熔焊焊接
加热欲接合之工件使之局部熔化形成熔池，熔池冷却凝固后便接合，必要时可加入熔填物辅助，它是适合各种金属和合金的焊接加工，不需压力。焊接焊缝接触面是液态和液态。
1.2 压焊焊接
在加热或不加热状态下对组合焊件施加一定压力，使其产生塑性变形或融化，并通过再结晶和扩散等作用，使两个分离表面的原子达到形成金属键而连接的焊接方法。焊接焊缝接触面是固态和固态。
1.3 钎焊焊接
采用比母材熔点低的金属材料做钎料，利用液态钎料润湿母材，靠毛细管作用将钎料吸入到接头接触面的间隙内，并与母材互相扩散实现链接焊件。焊接焊缝接触面是液态和固态。
在超声波金属焊接中，通过对工件施加超声波振动去除金属表面的氧化膜，使表层的杂质分散，利用金属原子之间的引力形成固相结合状态。由于焊接是在熔点的1/3左右的温度下进行的，所以对工件的热效应很小。焊接过程中焊缝接触面是固态和固态，因此属于压焊焊接。
2. 超声波金属焊接原理
2.1 电能转换成机械能
超声波发生器将工业用电(220V或者380V)转化成高频高压交流电(例如20Khz，上千仸电压)，传输到换能器经过内部的压电陶瓷片转换为机械振动，即超声波振动。超声波振动经过焊头(Horn)焊嘴处传递到工件上，在垂直焊接压力作用下，在焊缝界面处形成金属连接(Metal bonding)。
2.2 摩擦生热
要完成超声金属焊接，需要在焊缝界面处产生摩擦生成热量。摩擦生热需要以下3个基本条件：持续的振动能量(Energy)，激活材料原子活性的振幅(Amplitude)，挤压工件产生塑性变形所需要的力(Force)。
2.3 金属再结晶
焊缝界面处的高温是多少？界面金属表面产生哪些变化？超声波金属焊接的本质是什么？
超声波金属焊接本质上是金属再结晶过程。这里不介绍金属键构造和金属再结晶的理论，来直观的理解这一过程。
Step1 当金属材料相互接触时，在界面处发生局部接触。
Step2 在垂直焊接压力下和横向超声高频振动下，金属界面开始相互摩擦。
Step3 局部接触点、氧化膜和镀层被破坏和分散，界面处形成干净的金属表面。
Step4 界面处进一步产生塑性变形和蠕变，金属相互无限接近产生金属分子间引力，在固态(低于母材熔点)下进行焊接。
以上是焊接中界面处的微观过程。其发生在母材熔点的1/3左右的温度下，高频摩擦和高温使得接触面金属键被破坏产生金属离子和自由电子，而随着超声能量的逐步减弱，金属离子和自由电子逐步结合形成新的金属键完成再结晶过程。
这里涉及到金属再结晶形成固态金属键的3个条件，也很好的解释为什么超声可以用于金属焊接。金属键的高速运动（超声高频振荡），金属键的破坏的温度 （高频摩擦产生热能），金属原子与自由电子的吸引力（适当的外界压力）。
2.4 再结晶温度和材料要求
一般认为，再结晶温度=(0.3~0.5)Tm。其中Tm-金属熔点。超声波金属焊接对金属材料有特殊要求：金属材料必须具备一定的延展性和一定的纯度。有色金属是超声波焊接的理想材料，例如金、银、铜、铝和镍。 超声波金属焊接的不同金属的可焊接性
3. 超声波金属焊接特性
焊接的温度不到材料的熔点（减小热量对材料的影响）；不需要填充材料；导电性远优于熔焊和钎焊；可清洁焊接表面的氧化层或油污；对健康无损害；焊接质量能被控制；焊接时无电流通过焊接工件；能量消耗小（仅为电阻焊的1/10)
