超聲波焊接機常用的頻率有 20kHz、30kHz、40kHz，15kHz 常用于半結晶性塑料。20kHz 是常用的超聲波頻率，因為這一頻率熔化熱塑性塑料必需的振幅和功率容易達到，但它可能產生大量難以控制的機械振動，工具變得很大。產生較少振動的較高頻率（40 kHz）是可行的，一般用于焊接工程塑料和增強聚合物。高頻率焊接設備的優點包括 ：噪聲小、零部件尺寸小、增強零件保護（由于減少循環應力和接頭界面外部區域不加選擇的加熱）、提高機械能量的控制、降低焊接壓力、加快加工速度。缺點是由于零部件尺寸小，功率容量降低及由于振幅降低，難以進行遠場焊接。較高頻率超聲波焊接機通常用于焊接小型、精密零件（如電氣開關）及材料降解需較少的零件。對于 15 kHz 的焊機能夠快速焊接大部分熱塑性塑料，在大多數情況下，比 20 kHz 焊機焊接時的材料降解少。

用20 kHz 勉強能焊的零件（尤其是那些由高性能工程樹脂加工成的），用 15 kHz 能有效地焊接。在較低頻率下，焊頭有較長諧振長度，在所有維度可以做得更大。采用 15 kHz 的另一重要優點是同使用較高頻率相比，大大降低了超聲波在塑料中的衰減，允許焊接更軟的塑料及更大的遠場距離。