超声波金属焊接技术是通过对合金表面施加垂直方向的压力以及水平方向的高频振动从而实现材料的固相连接。近几年,超声焊接技术已得到快速发展,并且使用范围更加广泛,焊接效果更加可靠,其主要应用于材料性能差异较大的异种合金间的焊接。本文主要进行不同厚度的同种铝合金6061间以及铝合金6061和镁合金AZ31B异种轻合金间的超声焊接,通过改变超声焊接工艺参数(焊接时间、焊接压强、焊接振幅)以及材料属性(厚度)获得了具有有效焊接接头的超声焊接件。通过力学性能测试以及硬度测试探究了不同工艺参数条件下焊接接头的力学性能变化;通过微观形貌分析探究了超声焊接接头的形成机理;通过模拟分析探究了超声焊接过程的瞬时温度以及应力分布规律。实验表明:同种合金6061间以及铝合金6061和镁合金AZ31B间都具有良好的超声焊接性能,且焊接时间、焊接振幅以及焊接压强对同种合金的超声焊接件以及异种合金超声焊接件的力学性能的影响均以抛物线形式变化。在异种合金焊接件厚度均为0.3mm时,确定其最佳工艺参数为焊接振幅为10μm、超声焊接时间为0.5s、超声焊接压强为0.4MPa。且超声焊接接头的形成过程主要分为三个阶段,分别为弱连接阶段、波浪形阶段、折叠形阶段,波浪形阶段的焊接件力学性能最佳。超声焊接的温度分布均呈现由中心区域向外发散式减小趋势,随着参数的增大,焊接件中心区域温度值越大,越接近材料的熔点温度,且最大应力区域逐渐由中心区域向铝合金的自由端靠近。本课题系统的研究了超声焊接的形成机理以及不同工艺参数下的力学性能规律,这些为将来超声焊接工艺的研究提供了重要参考。