在进行超声波焊接的时候考虑到实用，在功率超声中其振动频率往往处在低频的超声范围。为了降低超声波换能器的工作频率，又能获得较高的纵向振动电声效率，在工程技术中常釆用一种复合式夹心压电换能器结构。即采用片状压电体堆与前后端金属块组合而成。所谓改进就是考虑到压电陶瓷体抗拉强度较差，通过金属块给压电体施加足够的预应力，使压电换能器作大功率振动时，压电效应始终处于受压缩的周期变化之中，这种力学状态确保压电体不破裂，而最大限度地发挥换能的功能。这是压电换能器能广泛应用于功率超声技术中关键之一。
其次，夹心式压电换能器可以通过改变金属块的厚度来获得不同的工作频率(5kHz—100kHz),制作方便，它的典型结构如图L18所示。图中结构由PZT压电陶瓷、电极片、预应力螺杆及前后金属盖板等组成。压电陶瓷晶片以偶数叠台，相邻两片的极化方向相反，电极片间采用并联的方法连接。
前盖板通常是钛、铝合金，后盖板通常是钢。所有这些材料的疲劳强度要高，材料的机械损耗要低。组合前的加工另件的光洁度和平行度均要足够好，才能保证超声波换能器有良好的机电耦合特性。
预应力螺杆要采用高强度的螺栓钢制造,抗张强度要在80kg/mm2以上。对不同使用对象，前后盖板可做成不同形状。例如，在超声清洗应用中，为增大辐射阻，前盖板做成啦叭形，使辐射面适当增大。在超声波塑料焊接等应用中，为了要把超声能量高度聚焦到一定的加工面积上，前盖板可制作成各种λ/4聚能器形式。
夹心式换能器的压电晶片数量、形状、直径及厚度。是根据工作频率及需要给岀的声功率等条件设计计算岀来的。除了这些之外，还要根据振子谐振条件，计算出前后盖板厚度及振子节点 (即振幅为零的部位，用作固定点)。一般振子的长度为 λ/4、λ/2或3λ/2等。这个λ(波长)是等效波长，因为振子是不均匀的复合结构。
