Ultradźwiękowe spawanie metali zostało odkryte przypadkowo w latach trzydziestych XIX wieku. W tamtym czasie, gdy do ultradźwiękowego testu wibracyjnego dodano elektrodę do zgrzewania punktowego prądu, okazało się, że można ją spawać bez prądu, dlatego opracowano technologię ultradźwiękowego zgrzewania metali na zimno. Choć zgrzewanie ultradźwiękowe odkryto już wcześniej, dotychczas mechanizm jego działania nie jest jeszcze jasny. Jest to podobne do zgrzewania tarciowego, ale jest różnica. Czas zgrzewania ultradźwiękowego jest bardzo krótki, a temperatura niższa niż rekrystalizacja; różni się również od zgrzewania ciśnieniowego, ponieważ wywierany nacisk statyczny jest znacznie mniejszy niż zgrzewanie ciśnieniowe. Powszechnie uważa się, że w początkowej fazie procesu zgrzewania ultradźwiękowego tlenek na powierzchni metalu ulega drganiom stycznym, a wystająca część chropowatej powierzchni powoduje powtarzające się procesy mikrospawania i niszczenia w celu zwiększenia powierzchni styku i podwyższenia temperatury strefy zgrzewania. Na styku złącza spawanego dochodzi do odkształceń plastycznych. W ten sposób, gdy naciski kontaktowe zbliżą się do siebie na odległość, na którą może działać grawitacja atomowa, powstaje złącze lutowane. Jeśli czas zgrzewania będzie zbyt długi lub amplituda fali ultradźwiękowej będzie zbyt duża, wytrzymałość zgrzewania ulegnie zmniejszeniu lub nawet zniszczeniu.

Cechy ultradźwiękowego spawania metali

Charakterystyka ultradźwiękowego spawania metali to: brak konieczności stosowania topnika i zewnętrznego ogrzewania, brak odkształceń pod wpływem ciepła, brak naprężeń szczątkowych i niskie wymagania dotyczące obróbki przed spawaniem na powierzchni konstrukcji spawanej. Można spawać nie tylko podobne metale, ale także metale różne. Cienkie arkusze lub włókna można spawać z grubymi płytami. Spawanie ultradźwiękowe ma znacznie mniej energii niż spawanie prądowe i często jest wykorzystywane do spawania wyprowadzeń tranzystorów lub układów scalonych. W przypadku stosowania do uszczelniania spawania leków i materiałów wybuchowych, może uniknąć ogólnego spawania w wyniku zanieczyszczenia leków z powodu rozpuszczonych przedmiotów i nie eksploduje z powodu ciepła i tak dalej.