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TiNi记忆合金与TC4钛合金以其优越的物理化学性能被广泛应用于包括医疗、微电子和航空航天等领域,但是TiNi/TC4异种材料的熔焊易形成Ti2Ni,Ni3Ti等脆性金属间化合物以及在凝固过程中焊缝易产生裂纹,严重影响其应用。论文采用超声波焊接方法,通过添加Ni、Al中间层对0.2mm厚TiNi/TC4进行连接,研究了焊接工艺参数对接头力学性能和焊接界面温度的影响规律,并对接头界面反应、显微组织、元素分布以及断口进行了分析,研究结果表明:TiNi/TC4异种材料的超声波直接焊受材料自身硬度与塑性的影响并不能形成有效的连接,而且会在焊接参数过大时发生母材的断裂,在添加塑性较好的中间层后,由于中间层缓解了焊接时产生的局部应力集中,且在结合面附近产生了剧烈的塑性变形,因此获得了成形良好的超声波焊接接头。接头的抗拉剪力随焊接压力和焊接时间的增加先增加后减小,添加Al中间层的焊接接头在相同工艺参数下强度要远高于Ni中间层焊接接头,两种接头的最大抗拉剪力分别为930.8N和373.6N,对应的工艺参数为焊接压力0.52MPa,焊接时间0.5s与焊接压力0.52MPa,焊接时间0.6s。添加Ni和Al中间层的TiNi/TC4超声波焊接接头中,焊缝平直,无明显的机械嵌合现象,Al中间层接头界面附近塑性变形程度要远大于Ni中间层接头,在焊缝边缘有大量的Al被挤出;添加的中间层Ni经超声波焊接后,在结合面处出现晶粒细化现象,而中间层Al无此现象;添加Al中间层的焊接接头,断裂模式以韧性断裂为主,而Ni中间层接头断裂模式以脆性断裂为主。热电偶测量添加Al中间层的超声波焊界面温度,发现温度随焊接时间和焊接压力的增加而升高,但都有一个临界值,界面温度最高不超过Al熔点的80%,无熔化现象发生,结合界面间的物理冶金和金属键合是TiNi/TC4异种材料超声波焊接接头形成的主要因素,决定着焊接接头的质量。