超聲波點焊機的典型結構組成如圖1所示，由超聲波發生器（A)、聲學系統(B)、加壓機構（C)、程控裝置(D)等四部分組成。
1—超聲波發生器;2—換能器;3—傳振桿;4—聚能器;5—耦合桿;6—上聲極;7—工件;8—下聲極;9—電磁加壓裝置;10—控制加壓電源;11一程控器;12—電源
(1) 超聲波發生器
超聲波發生器用來將工頻(50Hz)電流變換成超聲頻率(15~60kHz）的振蕩電流,并通過輸出變壓器與換能器相匹配。
超聲波發生器目前有電子管放大式、晶體管放大式、晶閘管逆變式及晶體管逆變式等多種電路形式。其中電子管式效率低，僅為30%~45%，已經被晶體管放大式等所替代。目前應用最廣的是晶體管放大式發生器，在超聲波發生器作為焊接應用時，頻率的自動跟蹤是一個必備的性能。由于焊接過程隨時會發生負載的改變以及聲學系統自振頻率的變化，為確保焊接質量的穩定，利用取自負載的反饋信號，構成發生器的自激狀態，以確保自動跟蹤和最優的負載匹配。
(2）聲學系統
超聲波焊機的聲學系統是整機的心臟，包括換能器、傳振桿、聚能器、耦合桿和上、下聲極組成。
①換能器用來將超聲波發生器的電磁振蕩轉成相同頻率的機械振動。常用的換能器有壓電式及磁致伸縮式兩種。壓電換能器的最主要優點是效率高和使用方便，一般效率可達80%~90%，基于逆壓電效應。石英、錯酸鉛、錯鈦酸鉛等壓電晶體，在一定的結晶面受到壓力或拉力時將會出現電荷，稱之為壓電效應，反之，當在壓電軸方向饋人交變電場時，晶體就沿著一定方向發生同步的伸縮現象，稱為逆壓電效應。壓電換能器的特點是比較脆弱，使用壽命較短。磁致伸縮換能器是依靠磁致伸縮效應而工作。當將鎳或鐵鋁合金等材料置于磁場中時，作為單元鐵磁體的磁疇將發生有序化運動，并引起材料在長度上的伸縮現象，即磁致伸縮現象。磁致伸縮換能器是一種半永久性器件，工作穩定可靠，但由于效率僅為20%~40%，除了特大功率的換能器以及連續工作的大功率縫焊機，因冷卻有困難而被采用外，已經被壓電式換能器所取代。
②傳振桿主要用于高速輸出負載、固定系統以及方便實際使用，是與壓電式換能器配套的聲學主件。傳振桿通常選擇放大倍數0.8、1、1.25等幾種半波長階梯型桿,由于傳振桿主要用來傳遞振動能量，一般可以選擇由45鋼或30CrMnSi低合金鋼或超硬鋁合金制成。
③聚能器又稱超聲波變幅桿，在聲學系統中起著放大換能器輸出的振幅并耦合傳輸到工件的作用。各種錐形桿都可以用作聚能器，設計各種聚能器的共同目標是使聚能器的自振頻率能與換能器的推動頻率諧振，并在結構上考慮合適的放大倍數、低的傳輸損耗以及自身具備的足夠的機械強度。指數錐聚能器由于可使用較高的放大系數，工作穩定，結構強度高，因而常常被優先選用。此外，聚能器作為聲學系統的一個組件，最終要被固定在某一裝置上，以便實現加壓及運轉等，從實用方面考慮，在磁致伸縮型的聲學系統中往往將固定整個聲學系統的位置設計在聚能器的波節點上。某些壓電式聲學系統也有類似的設計。聚能器工作在疲勞條件下，設計時應重點考慮結構的強度，特別是聲學系統各個組元的連接部位，更是需要特別注意。材料的抗疲勞強度及減少振動時的內耗是選擇聚能器材料的主要依據，目前常用的材料有45鋼、30CrMnSi、超硬鋁合金、蒙乃爾合金以及鈦合金等。
④耦合桿用來改變振動形式，一般是將聚能器輸出的縱向振動改變為彎曲振動,當聲學系統含有耦合桿時，振動能量的傳輸及耦合功能就都由耦合桿來承擔。除了應根據諧振條件來設計耦合桿的自振頻率外，還可以通過波長數的選擇來調整振動振幅的分布，以獲得最優的工藝效果。耦合桿在結構上非常簡單，通常都是一個圓柱桿,但其工作狀態較為復雜，設計時需要考慮彎曲振動時的自身轉動慣量及其剪切變形的影響，而且約束條件也很復雜，因而實際設計時要比聚能器復雜。一般選擇與聚能器相當的材料制作耦合桿，兩者用釬焊的方法連接起來。
⑤聲極（超聲波焊頭、焊座):超聲波焊機中直接與工件接觸的聲學部件稱為上、下聲極。對于點焊機來說，可以用各種方法與聚能器或耦合桿相連接，而縫焊機的上下聲極可以就是一對滾盤，至于塑料用焊機的上聲極，其形狀更是隨零件形狀而改變。但是，無論是哪一種聲極，在設計中的基本問題仍然是自振頻率的設計，顯然，上聲極有可能成為最復雜的一個聲學元件。
(3）加壓機構
向工件施加靜壓力的加壓機構是形成焊接接頭的必要條件，目前主要有液壓、氣壓、電磁加壓及自重加壓等幾種。其中，液壓方式沖擊力小，主要用于大功率焊機，小功率焊機多采用電磁加壓或自重加壓方式，這種方式可以匹配較快的控制程序。實際使用中加壓機構還可能包括工件的夾持機構。超聲波焊接時防止焊件滑動、更有效地傳輸振動能量往往是十分重要的，在焊薄件時，應盡量減小振幅，因為如果焊頭的滑動大于工件間的滑動,那么會浪費掉大量能量。
