Ultrazvočno varjenje kovin je bilo odkrito po naključju v 1830-ih. Takrat so pri izvajanju trenutne elektrode za točkovno varjenje plus ultrazvočni test vibracij ugotovili, da ga je mogoče variti tudi, ko ne prehaja tok, zato je bila razvita tehnologija ultrazvočnega varjenja kovin. Čeprav so ultrazvočno varjenje našli že prej, mehanizem delovanja zaenkrat še ni zelo jasen. Podobno je s tornim varjenjem, vendar obstajajo razlike. Čas ultrazvočnega varjenja je zelo kratek. Temperatura lokalnega varilnega območja je nižja od temperature rekristalizacije kovine. Prav tako se razlikuje od tlačnega varjenja, saj je statični tlak veliko manjši od tlačnega varjenja. Na splošno velja, da v začetni fazi postopka ultrazvočnega varjenja tangencialne vibracije odstranijo okside na kovinski površini in povzročijo ponavljajoče se mikro varjenje, deformacijo in uničenje štrlečega dela hrapave površine, da se poveča območje stika in poveča površina območja varjenja. Hkrati se poveča temperatura varilnega območja in na območju varjenja pride do plastične deformacije.
Pod vplivom kontaktnega tlaka nastane točkovno varjenje, ko se lahko atomska gravitacijska sila približa drug drugemu. Trenutno je splošno sprejeto načelo ultrazvočnega varjenja kovin razloženo na naslednji način: pri varjenju kovinskih materialov ultrazvočni frekvenčni vibracijski tok ustvari ultrazvočni generator, nato pa pretvornik uporabi inverzni piezoelektrični učinek, da ga pretvori v elastične mehanske vibracije energije in prehaja Akustični sistem je vhod v varjenje. Pod kombiniranim učinkom statičnega tlaka in elastične vibracijske energije kontaktne površine obeh varjenih orodij povzročijo trenje, dvig temperature in deformacijo, kar uniči oksidni film ali druge površinske pritrditve, zaradi česar kovinski atomi med čistimi vmesniki ostanejo neskončno blizu, kar ima za posledico v kombinaciji in difuziji praktično zanesljiva povezava.
