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随着节能减排、设备轻量化、能源高效利用逐渐成为世界性的主题，性能优良并且质量较轻的镁合金和铝合金逐渐成为人们关注的焦点，它们的应用领域不再仅仅限于飞机、卫星等航空航天领域，而且也将逐渐走进船舶、汽车、轨道车辆等交通运输领域。二者的广泛应用必将面临焊接问题，如果能成功的实现Mg/Al之间的焊接，其意义无疑是巨大的。超声波滚焊工艺被认为是一种固相焊接工艺，该工艺最大的特点在于具有超声波频率（~20KHz）的机械振动和施加在焊头上的压力，而该特点特别适用于Mg/Al等异种金属的焊接，但是由于超声波滚焊功率的限制使其在焊接Mg/Al等异种金属时受到了限制。本文针对超声波滚焊工艺的特点，采用了TIG电弧预热与超声波滚焊工艺相结合的焊接方式，将TIG电弧的预热作用与超声波功率相结合，进而提高了该复合焊接方法的焊接能力，并将其应用到Mg/Al板材之间的焊接中，同时研究分析了Mg/Al超声波滚焊工艺特点。在TIG电弧预热辅助条件下，当Mg/Al直接进行超声波滚焊焊接时，焊接速度对于能否成功实现Mg/Al的连接影响较大，只有在合适的焊接速度下，配合适当的TIG电流值，才可以有效地实现Mg/Al之间的连接，通过研究发现，Mg/Al之间能够实现连接是焊接区金属充分贴合，界面区温度升高基础上的原子扩散与键合、塑性变形和机械嵌合等因素的综合作用效果。在TIG电弧预热辅助下的Mg/Al直接超声波滚焊连接的研究基础上，选用了Zn夹层，Sn夹层和Zn-Sn复合夹层作为夹层金属，进行了金属夹层辅助下的Mg/Al超声波滚焊焊接实验，通过对比分析得到了各夹层条件下的最优焊接参数，实现了金属夹层条件下更高强度的Mg/Al超声波滚焊连接。研究发现，夹层的加入改变了Mg/Al接头在直接超声波焊接时的结合方式，由原子扩散和机械嵌合的形式转变成了夹层金属与母材间冶金反应的结合形式，其中采用Zn-Sn复合夹层时使得接头结合强度大幅度提高，使得拉伸试样断裂在了镁合金母材处。