超声波焊接机常用的频率有 20kHz、30kHz、40kHz，15kHz 常用于半结晶性塑料。20kHz 是常用的超声波频率，因为这一频率熔化热塑性塑料必需的振幅和功率容易达到，但它可能产生大量难以控制的机械振动，工具变得很大。产生较少振动的较高频率（40 kHz）是可行的，一般用于焊接工程塑料和增强聚合物。高频率焊接设备的优点包括 ：噪声小、零部件尺寸小、增强零件保护（由于减少循环应力和接头界面外部区域不加选择的加热）、提高机械能量的控制、降低焊接压力、加快加工速度。缺点是由于零部件尺寸小，功率容量降低及由于振幅降低，难以进行远场焊接。较高频率超声波焊接机通常用于焊接小型、精密零件（如电气开关）及材料降解需较少的零件。对于 15 kHz 的焊机能够快速焊接大部分热塑性塑料，在大多数情况下，比 20 kHz 焊机焊接时的材料降解少。

用20 kHz 勉强能焊的零件（尤其是那些由高性能工程树脂加工成的），用 15 kHz 能有效地焊接。在较低频率下，焊头有较长谐振长度，在所有维度可以做得更大。采用 15 kHz 的另一重要优点是同使用较高频率相比，大大降低了超声波在塑料中的衰减，允许焊接更软的塑料及更大的远场距离。