超声波金属焊接是一种特种加工技术,自1950年美国人发明这项技术以来,已在工业上得到了广泛的应用。近年来,超声波金属焊接技术作为一种新型的、特殊的焊接技术,在工业生产中的应用越来越广泛,显示出了其区别于常规焊接所具有的独特的优势。虽然超声波焊接技术在工业上的应用很广泛,但在超声波金属焊接的机理研究方面,都没有给出一个明确的答案。为了使这项技术更好的服务于工业生产,我们需要更好的了解超声波金属焊接的机理。遵循由特殊到一般的规律,本文通过研究铜和铝合金的焊接来研究超声波金属焊接的机理。本文致力于超声波金属焊接机实验装置系统,铜和铝合金超声波的焊接性能并通过分析总结金属超声焊接的机理。研究了超声变幅杆的负载特性,得出了适合较大负载情况下的变幅杆的类型及试验用变幅杆;研制了焊接的实验装置,选取了实验用的超声波发生器和换能器,设计并制造了实验用变幅杆、工具头及夹持装置;介绍了焊接压力的加载和温度的测试方法;研究了铜的焊接参数,得出了不同的焊接参数,如焊接压力、焊接时间,对焊接强度的影响,分析了焊接的缺陷问题,并提出了解决方法;对铜的焊接进行了正交试验,得出了在功率、振幅、频率一定的条件下,焊接压力是最大影响因素,焊接时间次之的结论;通过分析焊接过程中的温度和试件焊缝处的金相图,分析焊缝处的微观结构,总结出金属超声波焊接的机理。