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本文以实现Ti-6Al-4V合金与铝合金的超声波钎焊连接为目标，并考虑到铝合金种类繁多，部分铝合金所承受的钎焊温度有限，提出以降低钎焊温度为主要研究思路。主要研究了超声波作用下Al基、Zn基、Sn基钎料合金与Ti-6Al-4V的界面结构，并实现大气条件下Ti-6Al-4V合金与铝合金超声波钎焊连接。研究Al-12Si钎料在620℃时超声钎焊Ti-6Al-4V与铝合金。超声波作用下液态Al-12Si钎料可以破除Al合金表面氧化膜，并沿Al晶界向Al合金内部溶解。液态Al-12Si钎料在Ti-6Al-4V合金表面产生超声溶蚀现象，随着保温时间的延长，液态钎料沿着氧化膜与Ti-6Al-4V合金基体之间对Ti-6Al-4V合金进行溶解，最终使氧化膜完全脱离，达到良好的冶金结合。通过添加合金元素自制了Al-8.2Si-15Sn-8.7Cu-8.7Zn-1.7Ni-1Mg(wt.%)合金钎料，熔点为516℃，成功在560℃下进行了超声钎焊，接头强度达到71MPa。研究超声波作用下Zn基钎料与Ti-6Al-4V合金的界面结构。在420℃时采用超声波涂覆Zn-Al-Si钎料15min，Ti-6Al-4V合金表面的氧化膜大部分去除，界面形貌与使用Al-12Si钎料时类似。超声钎焊Ti-6Al-4V与6061Al接头剪切强度达到33MPa。并通过向ZnAlSi钎料中添加Sn元素制成Zn-Al-Sn-Si钎料，420℃时超声涂覆钎料15min后完全破除Ti-6Al-4V表面氧化膜的效果，并在Ti-6Al-4V合金界面生成一层Ti7Al5Si12化合物。使用该钎料在420℃时超声钎焊Ti-6Al-4V与6061铝合金，接头剪切强度达到75MPa。研究超声波作用下Sn基钎料与Ti-6Al-4V合金的界面结构。分别在360℃、300℃时使用Sn-40Zn、Sn-20Zn钎料超声涂覆Ti-6Al-4V，氧化膜完全去除，并在界面生成两层TiSnZn三元化合物。最终使用Sn-40Zn、Sn-20Zn钎料分别在360℃、300℃成功连接Ti-6Al-4V与6061铝合金，强度分别达到76MPa和70MPa。