超聲波金屬焊接機是20世紀30年代偶然發現的。當時在作電流點焊電極加超聲振動試驗時，發現不通電流也能焊接上，因而發展了超聲金屬冷焊技術。超聲波焊接雖然發現較早，其作用機理還不是很清楚。
1、金屬焊接原理
超聲波金屬焊接是利用高頻振動波傳遞到兩個需焊接的金屬表麵，在加壓的情況下，使兩個金屬表麵相互摩擦而形成分子層之間的熔合，其優點在於快速、節能、熔合強度高、導電性好、無火花、接近冷態加工；缺點是所焊接金屬件不能太厚（一般小於或等於5mm）、焊點位不能太大、需要加壓。
簡而言之金屬焊接機就是利用高頻振動產生的能量，將同種或異種金屬，在適當壓力下通過冷磨及水平運動把金屬表麵分子相互滲合，達到焊接的目的。金屬滾焊和金屬封切均運用此焊接原理。
2、金屬點焊原理
超聲波金屬點焊是焊件在接頭處接觸麵的個別點上被焊接起來。點焊要求金屬要有較好的塑性。焊接時，先把焊件表麵清理幹淨，再把被焊的板料搭接裝配好，壓在兩柱狀銅電極之間，施加力壓緊。
當通過足夠大的電流時，在板的接觸處產生大量的電阻熱，將中心最熱區域的金屬加熱至高塑性或熔化狀態，形成一個透鏡形的液態熔池。再繼續保持壓力，斷開電流，金屬冷卻後，形成了一個焊點。
3、線束焊接原理
超聲波線束焊接是利用超聲波摩擦原理來實現不同介質的表麵焊接，是一種物理變化過程。
首先金屬絲的首端必須經過處理形成球形(本機采用負電子高壓成球)，並且對焊接的金屬表麵先進行預熱處理；接著金絲球在時間和壓力的共同作用下，在金屬焊接表麵產生朔性變形，使兩種介質達到可靠的接觸，並通過超聲波摩擦振動，兩種金屬原子之間在原子親和力的作用下形成金屬鍵，實現了金絲引線的焊接。
金絲球焊在電性能和環境應用上優於矽鋁絲的焊接，但由於用貴金屬的焊件必須加溫，應用範圍相對比較窄。
