本文主要研究了铝合金和钛合金间的超声波金属焊接。超声波金属焊接是在静压力和超声振动的共同作用下,实现金属连接的固态焊接技术。由于在焊接过程中没有电流通过,其具有低温、低压、低能耗的特点,可以实现铝合金和钛合金的良好连接。首先通过搭建超声波焊接平台,研究焊接压力、焊接振幅和焊接能量以及自然时效对铝-钛超声波焊接接头质量的影响。结果表明,1mm Al6061-O铝合金和0.4mm Ti6Al4V钛合金的超声波焊接的参数范围:焊接压力（0.241MPa,0.656MPa）,焊接振幅（50μm,90μm）,焊接能量（500J,900J）;最优的参数组合为0.552MPa,70μm,900J;自然失效可以显著地提高焊接接头的力学性能。其次通过设计L₂₇交互正交试验,对铝-钛超声波焊接的参数进行工艺优化。结果表明,焊接能量、焊接振幅和焊接压力对接头的最大拉伸载荷有着显著的影响,影响的顺序:能量>振幅>压力;它们的交互作用可以忽略;焊接能量、焊接振幅、焊接压力以及误差对铝-钛接头的最大拉伸载荷影响的贡献比例相应为:86%、8%、4%和2%;最大拉伸载荷的参数组合为A₃B₂C₂,即950J（焊接能量）、75μm（焊接振幅）、0.552 MPa（焊接压力）;最稳健拉伸载荷的参数的组合为A₁B₁C₃,即900 J（焊接能量）、70μm（焊接振幅）、0.621 MPa（焊接压力）。最后选择纯铝粉作为中间层对1mm的Al6061铝合金和0.4 mm的Ti6Al4V钛合金的焊接接头进行强化。结果表明,纯铝粉作为铝合金和钛合金超声波焊接的中间层可以有效地提高焊接接头的质量。中间层的主要作用:（1）有效去除金属界面上的氧化膜,实现新鲜金属表面的金属键合;（2）可以提高接触界面的粗糙度,增加界面的产热量和加大界面金属的塑性变形,从而使焊接界面的连接更加紧密。