超声波焊接是铝基复合材料主要连接方法之一,由于焊接时间短,观察比较困难,因此焊接过程超声波传播过程的数值模拟对研究焊接过程的进行情况有着重要的意义。为分析超声波在铝基复合材料及Zn-Al钎料液滴内部传播方式,建立了超声波在固体及液体传播的波动方程并用ANSYS有限元声学分析软件进行了数值模拟。模拟结果表明,当超声波的幅值增大时,试件上同一时刻、同一位置的位移也随之变大;当超声波的幅值发生变化时,位移场的分布规律不变,即各个区域位移的相对大小、最大位移出现的位置相同,均出现在试件的中部及左端,且振动幅值大于所加载超声波的振动幅值;表面质点振动的周期重复性较,保持着与超声频率相近的振动。超声波通过下试板传播到焊料液滴时,在液滴内部出现负压,趋于产生负压的的区域将产生撕裂的力形成空泡,空泡破裂时,液体间相互碰撞产生强大的冲击波,形成空化作用。随着加载振幅的增加,钎料液滴内部及润湿界面处的负压数值随着增大,空化作用更加明显。随着液滴与振源距离的增大,液滴内及界面处的负压数值随之减小,空化效果也随之减弱。采用德国Polytec激光干涉仪对铝基复合材料表面振动进行测量,并与模拟结果进行了对比,结果表明,模拟结果与试验结果基本一致。钎料液滴铺展性试验观察到的现象初步证实了液滴中超声波传播特性的模拟结果。