航空航天技术的发展对材料的轻量化和综合性能提出了更高的要求,传统材料的单一性能已经不能满足该领域的需求,因此复合材料应运而生。碳纤维增强铝基复合材料（C_f/Al）具备高比强度和比刚度、热膨胀系数低、尺寸稳定性好等优异性能,在导弹、火箭、卫星、天线、导弹、航天飞机等的部件方面已经有所应用。TA15钛合金良好的高温强度和优异的力学性能也使得其具有广阔的应用前景。两种材料的连接可以应用在导弹尾舵部件上面。超声波辅助钎焊作为一种无钎剂钎焊技术,可以有效去除铝基体以及钛合金表面的氧化膜,在难润湿材料的焊接方面得到了广泛的应用。因此,本课题拟在超声波作用下研究母材与Zn5Al钎料之间的润湿性,以及TA15钛合金的浸铝处理工艺问题,最终采用超声波辅助钎焊的方法实现TA15钛合金与C_f/Al复合材料的连接,获得满足强度需求的接头。首先通过模拟软件计算了超声激励下的钎料池模型,在对钎料池表面振动场的谐响应和瞬态分析中发现,钎料池两侧的振幅值为24μm,是中间位置的2倍,两侧振动要比中间激烈。对钎料池内部声压场的模拟也印证了这一点,钎料池两侧的声压值（40 MPa）依然是中间位置的2倍。因此在润湿试验当中,母材试样须放置在钎料池两侧才能取得更好的润湿效果。母材与钎料的润湿试验结果表明,TA15钛合金与钎料不润湿,未形成界面结合层或发生界面反应,而C_f/Al复合材料与钎料形成了界面结合层,与钎料当中的Al元素发生有效过渡,碳纤维也融入了钎料当中。由于TA15钛合金难以与钎料形成界面润湿,因此对其表面进行浸铝处理。研究发现,短暂的超声时间能够去除氧化膜,促进界面反应层的形成,保温时间的增加有利于界面反应层的生长。浸铝试样表面腐蚀之后的XRD分析显示,界面反应层的成分只有TiAl₃金属间化合物。采用熔融状态的铝对TA15钛合金进行焊接,发现随着保温时间的延长,接头当中的TiAl₃金属间化合物不断布满焊缝区域,保温时间达到30 min时完全布满焊缝。接头强度也因为焊缝TiAl₃颗粒的增多而提高,保温20 min的接头剪切强度达到120 MPa以上,超过了纯铝的剪切强度。采用Zn5Al钎料对浸铝处理的TA15钛合金进行超声波辅助钎焊连接时,发现超声时间和激励振幅的增加能够促进浸铝层向钎料的溶解,使得界面处的TiAl₃颗粒融入钎料。不同参数下接头的剪切强度均超过60 MPa,其中激励振幅6μm超声时间10 s的接头剪切强度最高,达到了112 MPa。采用超声波辅助钎焊的方式对浸铝处理的TA15钛合金和C_f/Al复合材料进行连接,所获得的接头界面结合良好,两侧分别有TiAl₃颗粒和碳纤维融入钎料,形成了复合钎焊接头。超声时间和激励振幅的增加均对复合钎焊接头的形成有利。激励振幅6μm超声时间10 s的接头剪切强度为70.42 MPa,达到了课题背景提出的强度要求。断裂位置在复合材料界面一侧,并且在断口中发现了钎料,XRD分析显示钎料当中不含有碳纤维。