La conception de la soudure doit fournir trois conditions préalables clés pour un soudage par ultrasons réussi.

● Petite surface de contact initiale. Afin d'assurer la déformation (déformation) de l'interface de soudage (surface de fusion), la surface de contact initiale sur l'interface de soudage doit être petite, de manière à garantir que toute la surface est chauffée uniformément et atteint rapidement la température de fusion de matériau thermoplastique.

● Assurez-vous que l'alignement est correct. La conception de la soudure et parfois la conception du joint de soudure doivent être conçues avec une structure d'alignement pour assurer un positionnement correct de la soudure. L'alignement des pièces à souder est généralement réalisé par positionnement de goupilles, pré-assemblage de pièces à souder ou conception de joints de soudure, tels que des assemblages à tenon et languette. La soudure peut également être alignée avec la tête de soudage et le montage, mais ce n'est pas une bonne méthode.

● Conversion d'énergie. La conception de la soudure doit maximiser la zone de contact de la soudure afin de minimiser la contrainte locale élevée induite par la surface de contact tête de soudage/soudure, ce qui réduit également la possibilité que la soudure soit rayée. De plus, la construction soudée doit être conçue pour minimiser la distance entre la construction soudée et les surfaces de contact et de soudage et doit être maintenue tout au long de l'année de soudage. Des précautions doivent être prises pour éviter de créer des vides, ce qui empêchera la vibration ultrasonore de se propager directement à la surface de soudage.

La première considération dans la conception de la soudure est la distance de soudage (la distance entre la surface de contact de la soudure/tête de soudage et la surface de soudage). Si la distance est inférieure à 6 mm, on parle de "soudage en champ proche" ; s'il est supérieur à 6 mm, on parle de "soudage champ lointain". Il convient de noter que si la distance de soudage est inférieure à la longueur d'onde du matériau de soudage, le soudage en champ proche convient. Pour le soudage en champ proche, on suppose généralement que l'amplitude du régulateur d'énergie est similaire à celle appliquée par la tête de soudage. En revanche, dans le soudage en champ lointain, la propagation des ondes dans la soudure doit être prise en compte lors de la détermination de l'amplitude subie par le contrôleur d'énergie de la surface soudée. Dans la mesure du possible, il est préférable de concevoir des soudures pour le soudage en champ proche afin de réduire les rayures de la soudure, la perte d'énergie, la déformation de la soudure et la surcharge de l'équipement. S'il n'est pas possible de concevoir pour le soudage en champ proche, la taille de la soudure doit être soigneusement sélectionnée pour assurer une amplitude maximale sur la surface du joint de soudure. Comme le suggèrent Menges et Potente [8], cela signifie généralement que la longueur de la soudure doit être d'environ la moitié ou la longueur d'onde entière.