304不锈钢在工业领域中得到广泛应用,因其导热系数小、熔点低、线膨胀系数大,在薄板焊接中易出现变形、热裂纹、应力以及烧穿等缺陷。随着焊接技术的发展,低热输入、高效率的CMT焊接已成为薄板焊接的主要方法。但是较低的热输入易生成深入到焊缝中心的柱状晶,进而危害接头的力学性能。因此本试验在304不锈钢CMT焊接过程中施加超声,进行超声辅助CMT焊接。其原理是将超声变幅杆施加到母材薄板上,通过固体母材将超声能量引入到熔池中,来改善焊接接头的组织及力学性能。试验分三步进行:使用CMT焊接方法对304不锈钢薄板进行焊接,研究不同焊接参数对焊接接头的显微组织及力学性能的影响。结果表明:焊缝晶粒随焊接电流的增加而增大,焊接接头的抗拉强度在160A时最高,为690.3MPa,断裂方式为韧性断裂;随着焊接速度的增加,晶粒生长方向越垂直于焊缝的中心线,在速度为7mm/s时,焊接接头的抗拉强度达到最高。通过焊接试验,得到参数为焊接电流160A,焊接速度7mm/s时,接头性能较优。由于在较好参数下得到的焊接接头中心区域存在柱状晶,不利于接头的力学性能。为获得良好的焊接接头,在焊接过程中施加超声,进行超声辅助CMT焊接,分析超声功率对显微组织及力学性能的影响。结果表明:超声振动使焊缝中超过400μm的晶粒比例减少,100μm-400μm的晶粒比例增加,晶粒分布更加均匀。焊缝晶粒主要取向依旧是<001>取向,取向强度由4.1下降至1.7;焊缝中（001）<110>和（001）<100>织构强度下降,织构种类增加;由于超声功率的加大,使得奥氏体含量上升,在超声功率为2000W时,奥氏体含量最多,约占焊缝区的98.9%;随着超声功率的增加,焊接接头的性能提升,在超声功率为1200W时,较未施加超声的接头,其平均显微硬度由219HV提升至234HV,抗拉强度由690.3MPa提升到734MPa。通过对超声辅助焊接的机理进行分析,得出超声施加在母材时会引起焊接熔池的振动。尤其当超声功率超过600W时,会使熔池的空化作用加剧,并伴随着空化泡的产生与泯灭,从而导致熔池的过冷度增加、异质点形核加强、枝晶破碎程度加剧,使得焊缝晶粒的取向强度下降,晶粒数目增多并得到细化,从而提升了焊接接头的力学性能。