超声波换能器将高频电能转变为高频率的机械振荡（超声波），分为压电效应超声波换能器与磁致伸缩效应超声波换能器。对于前者，压电效应的原理是，如果对压电材料施加压力，它便会产生电位差（称之为正压电效应），反之施加电压，则产生机械应力（称为逆压电效应）。如果压力是一种高频振动，则产生的就是高频电流。而高频电信号加在压电陶瓷上时，则产生高频声信号（机械振动），这就是我们平常所说的超声波信号。石英晶体的压电效应较弱，3000V才产生小于0.01um的变形。对于后者，由于磁致伸缩材料在磁场作用下，其长度发生变化，可发生位移而做功或在交变磁场作用可发生反复伸张与缩短，从而产生振动或声波，这种材料可将电磁能（或电磁信息）转换成机械能或声能（或机械位移信息或声信息），相反也可以将机械能（或机械位移与信息）。转换成电磁能（或电磁信息），它是重要的能量与信息转换功能材料。镍棒的振幅一般也不超过0.005～0.01mm。超声波加工需0.01～0.1mm的振幅，因此需要变辐杆4、5。
超声波在媒质中的反射、折射、衍射、散射等传播规律，与可听声波的规律没有本质上的区别。但是超声波的波长很短，只有几厘米，甚至千分之几毫米。与可听声波比较，超声波具有许多奇异特性：传播特性──超声波的波长很短，通常的障碍物的尺寸要比超声波的波长大好多倍，因此超声波的衍射本领很差，它在均匀介质中能够定向直线传播，超声波的波长越短，该特性就越显著。功率特性──当声音在空气中传播时，推动空气中的微粒往复振动而对微粒做功。声波功率就是表示声波做功快慢的物理量。在相同强度下，声波的频率越高，它所具有的功率就越大。由于超声波频率很高，所以超声波与一般声波相比，它的功率是非常大的。空化作用──当超声波在介质的传播过程中，存在一个正负压强的交变周期，在正压相位时，超声波对介质分子挤压，改变介质原来的密度，使其增大；在负压相位时，使介质分子稀疏，进一步离散，介质的密度减小，当用只够大振幅的超声波作用于液体介质时，介质分子间的平均距离会超过使液体介质保持不变的临界分子距离，液体介质就会发生断裂，形成微泡。这些小空洞迅速胀大和闭合，会使液体微粒之间发生猛烈的撞击作用，从而产生几千到上万个大气压的压强。微粒间这种剧烈的相互作用，会使液体的温度骤然升高，起到了很好的搅拌作用，从而使两种不相溶的液体（如水和油）发生如乳化，且加速溶质的溶解，加速化学反应。这种由超声波作用在液体中所引起的各种效应称为超声波的空化作用。

4.剪切焊缝设计

上图7的剪切焊缝设计，通常使用在具有高强度和高密封性要求的产品中，特别适用在半结晶材料，以及产品外形是矩形或有直角过渡的情况下。

初始接触面可以通过设计斜面（倒角或者上挑尖角）被限制在很小的区域内。接触表面首先熔化，随着两个零件的结合，它们沿着垂直壁继续熔化。这一个'涂抹'的动作，消除了连接区域的泄露和空隙，使其成为强力密封的接头设计。

剪切焊缝设计还应考虑几个重要方面：(1）上方零件凸台应尽可能浅，避免刚度不足；(2）焊接区域外侧壁，刀具超高频诱导加热设备定制批发，应方便使用治具强力支撑；(3）上下零件之间其它位置应间隙配合，避免干涉；(4）上下零件要有定位导向，如图7中 A 结构。

对于剪切量的设计：

零件尺寸小于19mm，剪切量 B 为0.2-0.3mm;

零件尺寸在19-38mm之间，剪切量 B 为0.3-0.4mm;

零件尺寸大于38mm，剪切量为0.4-0.5mm。

零件尺寸大于76mm，因零件尺寸误差和变形，不建议采用剪切焊缝设计。

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