超声增材制造技术（UAM）作为一种新式固相连接技术,广泛应用于异种金属复合材料的制备,为钛/铝的增材制造提供了新方案。由于钛硬度较高,塑性较差,现有工艺往往通过提高基板预热温度来提高材料固结能力,该方法同样存在一些问题亟待解决。本文基于Ti/Al层状复合材料的超声增材制造出发,通过理论计算及有限元模拟设计了大功率超声增材制造系统,并研究了固结压力、固结速度及固结振幅等关键参数对界面形态、微观组织及力学性能的影响,并对界面形貌及金属间化合物层形成机理进行了研究。此外,引入电流辅助方式对钛箔进行预热,并研究了电流在钛箔增材过程中的作用和影响规律。研究表明:通过理论计算和有限元分析建立的超声增材系统,谐振频率20280 Hz,振幅达28.691μm,基本满足设计需求,且试制系统能够实现钛/铝有效固结,符合实际工程需要,证明了设计方案的合理性。固结样品表面纹理均匀一致,高参数下表面存在部分粘损、裂纹缺陷;Ti/Al界面由于两种金属较大的塑性差异,相比形态Al/Ti界面更加平直,扩散层厚度有所降低,由于界面横向应力水平差异,扩散的不充分性以及超声固结的高频剪切振动作用,界面金属间化合物层并不均一连续。随固结振幅、压力、预热温度的提高及固结速度降低,界面塑性变形程度及扩散层厚度均显著增加,但过高固结压力阻碍超声能量传递,反对界面变形和原子扩散产生不利影响,电流辅助方式能够在较短时间即可获得显著温升,但电流的提高会弱化界面起伏及原子扩散。热处理显著提高了界面化合物厚度和连续性,Al/Ti界面及Ti/Al界面分别生成了3μm和3.6μm化合物层,电流辅助作用更加明显,提升至5μm和4μm。单独施加热处理或电流辅助作用下的样品力学下降（～5%）,电流、热辅助共同作用下在RD方向获得最大强度231.7 MPa,归因于电流辅助作用下钛金属内部空位浓度及位错密度增加促进界面元素扩散。压头的轧制作用导致了力学性能的各向异性,电流、热处理都会加剧这一现象,最大差值可达35MPa;拉伸断口以韧窝为主要特征,并伴随缩颈现象,以韧性断裂为主;热处理能够显著提高剥离强度,电流辅助对剥离强度起反作用,电流+热处理共同作用可以显著提高界面结合稳定性及剥离功。