近年来随着我国经济、工业技术的不断发展进步,轨道客车的高速化和轻量化成为一种必然趋势,客车的设计制造者对车辆结构、质量、能耗等方面要求越来越严格。因铝合金材料具有比重小、强度高,因此被广泛的应用到这一领域。但铝合金材料在加工成型和焊接过程中,必然而然的会产生残余应力。残余应力的存在将直接导致构件的抗疲劳强度、抗脆断能力、承载能力、以及抗应力腐蚀开裂能力等大大下降,造成事故隐患。传统消除焊接残余应力的方法由于受到各种条件的限制,消除效果都不是很理想,因此更高效的消除焊接残余应力的超声波冲击法被提出。本文将从位错理论出发对超声波冲击消除铝合金焊接残余应力的微观机理进行研究。本文介绍了焊接残余应力产生原因及传统消除焊接残余应力各种方法与超声波冲击法的优劣,用位错理论对超声波消除焊接残余应力的微观机理进行研究。通过位错的运动、应力场以及位错点阵模型的P-N模型进行分析；分析了超声波振动冲击力与位错运动的临界剪切应力的关系；利用超声波冲击振动为位错运动及增值提供外部动力,阐述了位错运动及增值机制消除铝合金焊接残余应力的微观机理。在理论分析的基础上,进行了实验验证,根据实验要求,把超声波冲击前后的铝合金焊接件制成样件,利用X射线法与盲孔法测量超声波冲击前后的铝合金焊接残余应力的变化,得出了超声波冲击法对焊缝不同深度焊接残余应力的消除率。利用透镜观察超声波冲击前后样件的微观位错变化,发现超声波冲击后的样件位错数量大大增加,位错密度增大,位错线相互绕结,微观组织细化。通过这两方面的实验,验证了理论分析的正确性。