随着超声波钎焊技术的发展以及铝及其复合材料低温连接需求的增加，对超声波钎焊中物理机制的认知的要求越来越强烈。本文研究了在超声波作用下液态钎料在铝或铝基复合材料表面铺展并去除表面氧化膜的过程、超声波作用液态Sn和Zn对Al的溶解行为、超声波诱导液态钎料填充预留间隙的填缝速度规律、超声波钎焊铝基复合材料工艺。重点分析了超声波作用下母材表面氧化膜去除的物理机制、超声波作用对溶解的促进作用、超声波诱导填缝的物理机制及超声波诱导过程的氧化膜去除行为、含有不同增强相的具有复合结构的钎缝的力学性能及微观结构。　　在超声波作用下，液态钎料可以在铝合金或铝基复合材料表面铺展并去除母材表面的氧化膜实现冶金连接，其氧化膜破碎去除机制如下：在超声波作用下液态钎料可以在铝或铝基复合材料表面的氧化膜上铺展，在超声波作用下液态钎料内部会引发空化作用，会对母材表面部分氧化膜破碎，使得表面出现能够使液态钎料与母材直接接触的通道，液态钎料会溶解母材表面，在很短时间扩展为溶坑，氧化膜浮于液态钎料与溶坑液相之间，在超声波振动作用下液态钎料与溶坑中液相混合氧化膜被破碎。当溶解持续进行，母材表层都形成液化层，在超声波作用下液化层都会被搅入液态钎料中，同时表面的氧化膜也随着母材表层的去除而被去除了。　　研究了固态Al和液态金属Sn、Zn保持在一定温度时的溶解行为，液态Sn、Zn会溶解Al板表面，当液相中Al的含量达到饱和之后，饱和溶液仍然能溶解Al板，同时，α-Al固溶体不断的从饱和溶液中析出。液相溶解Al板的溶解速率随保温时间的延长而逐渐降低。超声波作用下液态Sn、Zn对Al的溶解行为与不加超声波时的溶解行为一致。但是从饱和溶液中析出的α-Al固溶体更圆整化，同时超声波能够促进液态Sn、Zn对Al的溶解。施加超声波作用时的溶解速率与不施加超声波作用时的溶解速率之比最大超过10倍。　　超声波作用能诱导液态钎料填充两母材间预留的间隙。分析了液态钎料填缝过程中润湿引起的毛细作用与超声波诱导作用的各自贡献，认为超声波在液态钎料中产生声压的驱动作用在液态钎料超声诱导填缝过程起很重要作用。在超声波振动作用下钎料层内部形成声压场，而在不同宽度连接处声压随时间和面积积分得到总冲量不为零，而且作用方向为较窄的间隙的方向，声压是使液态钎料向窄间隙中填缝的很重要的驱动作用。而超声波输入的振幅越大，预留间隙越小，液体内部产生的声压越大，声压在一定时间内的总冲量值越大，所以填缝速率也越大。由于铝基复合材料具有更高的弹性模量，在固相母材一端施加超声波振动，在母材另一端所产生的振动幅值比铝合金的要大，所以钎料液相层中受到的振动的幅值就大，填缝速率也就比铝合金的快。　　超声波诱导液态钎料填缝过程中氧化膜去除行为与铺展过程氧化膜去除行为一致。液态钎料先填充两母材之间的间隙与氧化膜接触，之后在空化作用下部分母材表面氧化膜被破碎，之后形成溶坑，最后液相层被超声波振动搅入钎料，表面氧化膜随表层母材被去除而同时被去除。超声波诱导液态钎料填满整个搭接长度后，仍有部分表面氧化膜没有被去除，只有继续施加一定时间的超声波振动，才会使表面氧化膜完全被去除。采用合适的超声波诱导工艺钎焊的接头抗剪强度可达147MPa，接近于钎料的强度。　　采用超声波诱导填缝钎焊工艺形成冶金连接的焊缝后，采用超声波复合化工艺能实现具有复合结构的钎缝。液态钎料向母材表层扩散溶解，使其表层能形成一层半固液层，之后再施加一次超声波振动，则母材中的半固液层可被搅入钎缝中，与原有的钎缝实现混合，钎缝含有大量来自母材的晶须使其具有复合结构。挤压辅助的复合化工艺可以大幅提高复合化的钎缝中增强相的体积分数，增强相的体积分数最高可达母材的水平，钎缝抗剪强度可达223MPa，达到母材强度的87％。复合结构的钎缝力学性能的提高既有增强相的增强因素，也有钎缝中Al元素含量提高的因素。　　利用超声波诱导液态钎料填充铝基复合材料面板上的孔与铝合金柱之间的预留间隙可实现的铝基复合材料面板上塞焊铝合金柱。焊后接头中钎缝与铝合金和铝基复合材料之间都形成良好结合，钎缝中无缺陷，接头抗剪强度最高可达207MPa。