7075Al合金因其优异的力学性能,受到了广泛关注。然而Al合金高温连接易引起强化相重熔,力学性能弱化,传统熔化焊、压力焊存在弊端,因此本文采用低温钎焊工艺连接Al合金。基于Sn基、Zn基焊料力学性能偏低,Al合金表面氧化膜难去除的问题,采用多孔Ni泡沫增强Sn复合焊料为中间层,超声辅助低温钎焊7075Al合金。利用不同孔隙率多孔Ni泡沫增强Sn焊料为中间层,制备了Al/x%Ni-Sn/Al钎焊接头。研究了钎焊工艺对接头组织和力学性能的影响。分析了接头组织演变机理及多孔Ni泡沫对接头强化机制。重点讨论了Al/Ni-Sn界面结合机理和钎缝层Ni/Sn界面反应机制。研究了超声钎焊工艺对高孔隙率多孔Ni泡沫增强Sn复合焊料钎焊Al合金接头组织及性的能影响。多孔Ni泡沫可显著提高Sn基焊料强度,室温拉伸时,98%Ni-Sn和80%Ni-Sn复合焊料片强度分别为49.77MP和54.79MP,较纯Sn强度分别增加34.72MP和39.74MP。钎料为纯Sn时,接头组织由α-Al和β-Sn组成,且大尺寸α-Al颗粒主要分布于钎缝上表面;钎料为98%Ni-Sn复合焊料时,组织由α-Al、β-Sn、Ni₃Sn₄和Ni骨架组成,随着超声振动时间和钎焊温度增加,组织中Ni₃Sn₄颗粒数量逐渐增加,并伴随着β-Sn相的细化,超声振动时间过长,钎缝中Ni骨架逐渐出现溃散。Al/Ni-Sn界面TEM表征发现,Al母材与Ni-Sn钎料通过一层约100nm的Al₂O₃相连,靠近Al/Al₂O₃界面为非晶结构,过渡层中间大部分区域发生晶化形成γ-Al₂O₃。280℃钎焊120s时,Al/Sn/Al与Al/Ni-Sn/Al接头强度均达到最大值,分别为60.93MPa和69.08MPa。研究了超声钎焊工艺对低孔隙率多孔Ni泡沫增强Sn复合焊料钎焊Al合金接头组织及性能的影响。钎料为80%Ni-Sn复合焊料时,接头中间层主要由α-Al、β-Sn、Ni₃Sn₄和Ni骨架组成。超声功率为115W时,接头焊合率低,升高至120W时钎缝组织均匀。超声钎焊前与焊后对接头保温30s较有利于钎缝层Ni₃Sn₄的生长。超声空化效应促进Ni/Sn界面反应主要作用于Ni₃Sn₄生长第一阶段,辅以晶界开槽和Gibbs-Thomson效应可极大限度提高Ni₃Sn₄生长速率,而超声振动时间和钎焊温度对其生长速率影响不大。接头最高剪切强度可达77.44MPa,相较于纯Sn焊料和98%Ni-Sn复合焊料获得的接头最高强度分别提升了约16.51MPa和8.36 MPa。60%Ni-Sn复合焊料作为中间层时,钎料与母材下界面易存在未焊合区域,且中间层存在较多大尺寸的气孔,接头强度较低。