超声波金属焊接是一种新型的固态焊接方法，适用于各类塑性较好的金属。相对于传统焊接，超声波焊接具有焊接时间短、能耗小、无烟尘等优点。本文主要从铜/铜、铜/碳纳米管复合材料两个方面对超声波金属焊接进行了一定的研究。探讨了试样的表面状态、焊接时间、焊接压力、焊头尺寸等工艺参数对焊接质量的影响，通过试样的拉伸试验和金相观察得出材料的最佳焊接参数，并通过光学显微镜、扫描电镜、能谱扫描等分析了超声波金属焊接的成型原理。对铜/铜焊接而言，最佳的焊接压力和焊接时间分别约为0.7MPa和180ms，试样节点的拉伸剪切强度可达1143N，为母材的66%；焊缝处硬度可达138HV，相对母材提高了30%。焊接过程中，焊缝处金属发生剧烈塑性变形，并形成一定的融合区。焊接时间会影响能量的输入进而影响融合区形成的长度，焊接压力会影响试样的剪切应变和剪切强度进而影响融合区的厚度。通过扫描电镜发现融合区晶粒极其细小，可达到纳米级别，其硬度和强度也因此得到了一定的提升。但同时也会造成焊后试样内部强度的分布不均，另外由于焊头形成的压痕会使焊点与母材的过渡处产生应力集中，受载时在此处会率先产生断裂。另外通过将含有碳纳米管的酒精溶液喷涂在铜片表面，待其干后对其进行超声波焊接，成功制备了碳纳米管增强铜基复合材料。为了增加碳纳米管与基体的润湿性，使得界面结合更加紧密。本文通过化学镀方法成功在碳纳米管表面形成一层结合性良好的铜层，并有效解决了碳纳米管的团簇缠绕问题。化学镀主要过程有碳纳米管的纯化、敏化、活化及化学沉积，经过多次试验发现影响镀层质量好坏的因素主要有碳纳米管的前处理、镀液的pH值、化学反应速率等。对碳纳米管增强铜基复合材料的研究主要从碳纳米管的表面状态和含量两个方面出发，通过力学性能及金相观察，发现镀铜碳纳米管能与基体形成最好的焊缝。未经任何处理的碳纳米管因为严重团簇，反而会在一定程度上降低焊接试样的强度。最佳试样的拉伸剪切强度可达1310N，相对铜/铜焊接接头的提高了14.6%；硬度为150HV，提高了15.4%。通过EDS发现碳纳米管在焊缝中分布均匀，较为合理的碳纳米管含量约为0.2-0.5wt%。本文最后还对铜/铝异种材料进行了焊接，因为两者硬度和强度的不同，焊缝处不会形成大面积的融合区，两者连接界面清晰。通过EDS发现在焊缝处两种物质的扩散层可达到10μm，焊接时间和焊接压力越大其厚度越大。但参数过大时会在焊缝处形成硬而脆的金属间化合物。