铝合金由于具有优异的物理、化学性能,在交通运输、航空航天等行业应用相当普遍,钛合金具备质量轻、比强度大、断裂韧性好、耐热性能高和耐腐蚀等优势,在航空航天、汽车和舰船等领域使用较多。当前阶段为了达到设计轻量化、性能提高和减少制造成本的发展目标,将不同材料组合在一起使用成为一个重要方向,考虑到钛合金与铝合金各自的突出特点,将性能优越的钛合金与低成本、质量更轻的铝合金组合使用具有重要意义。目前关于钛/铝二者焊接主要存在的问题有几点,焊接过程化合物生成种类多,生成数量大,高温焊接过程会对铝母材性能产生影响,焊接成本高且难于实现复杂精密结构的连接。本文提出了大气条件下超声波辅助钛与铝中低温感应钎焊的方法,该方法首先在钛板表面预镀铝层,可避免在钎焊过程中钛板表面发生氧化,同时有利于钎料的润湿铺展,并且可以减少高温对铝母材自身性质的影响,同时该方法适用性好,成本较低,效率较高,满足密封结构、环嵌结构和框架结构等的有效连接。本试验对预镀过程和钎焊过程进行合理调控,获得非界面处断裂的钎焊接头,并对界面反应层的生成机理与生长规律进行了分析。在不使用助镀剂的情况下对钛表面进行焊前预镀,分别研究了不同时间与不同温度下预镀层宏观形貌、截面结构以及界面演化情况,在800℃下预镀时可形成宏观表面光滑且界面结合良好的镀层,但是过长的时间会导致界面化合物大量生成,不同元素组成的镀液形成的界面化合物层元素组成与形态结构存在差异。自制ZnAlCuAg和ZnAlCuSn两种中低温钎焊钎料并进行组织成分与性能测试,对二者进行润湿性测试,当施加超声波1s即可实现两种钎料在钛合金与镀层表面的润湿,并且发现ZnAlCuSn钎料比ZnAlCuAg钎料的润湿性要好。大气下通过表面预镀层在超声波辅助作用下实现TC4钛合金与3A21铝合金的高频感应焊接,获得的焊缝由Zn元素在铝母材靠近界面处的扩散区、和其相邻的钎缝界面Al元素溶解区、钎缝中心区、钛母材侧金属间化合物层组成。使用ZnAlCuAg钎料得到的焊缝中心区包括Zn-Al-Cu三元共晶组织、富Zn相、Zn-Al共析组织和富Al相,而使用ZnAlCuSn钎料焊接得到的钎缝中心区包括富Sn相,富Zn相,Cu-Al-Zn三元相,富Al相和Zn-Al-Cu-Sn四元组织。使用Al-1.5Si成分预镀层获得了最高的连接强度,断裂发生在铝合金母材上,有大量韧窝形成,为韧性断裂,而使用其他几种预镀层时均在界面处出现断裂。当使用ZnAlCuSn钎料时,由于钎焊过程Sn沉降到底层,且自身强度较低,且界面处存在裂纹,故断裂发生在富Sn相中,剪切强度不高。对界面反应层的生成与生长过程进行了重点分析,不同合金元素将使界面上产生不同的化合物,本文所涉及生成的化合物为TiAl3、Ti(Al,Si)3、τ1(Ti7Al5Si12)以及Al20Ti2Re。对不同化合物的反应机制进行了分析,纯Al条件下界面化合物只有一种,为TiAl3化合物;当使用Si元素镀层时界面化合物为TiAl3、Ti(Al,Si)3、τ1(Ti7Al5Si12),焊后化合物层中的少量Al会被完全溶解掉,钎料与化合物层嵌合在了一起;当使用含Re元素镀层时界面化合物为两层,经过钎焊过程界面上只剩余TiAl3层,而Al20Ti2Re则迁移进了焊缝中,最终建立了预镀过程以及钎焊过程界面化合物生长变化模型。