高体积分数颗粒增强铝基复合材料具有高刚度、低膨胀等性能，已经应用于航空航天等很多工业领域，但是由于其陶瓷颗粒过多，难以直接进行机械加工，限制了这种复合材料的应用范围。如果在复合材料需要加工的表面上先焊接钛合金，再进行机械加工，就能够在保持其良好性能的前提下，明显改善其加工性能。研究钛合金/高体积分数颗粒增强铝基复合材料复合构件的焊接具有重要的理论意义和潜在的应用价值，为此本文以TC4钛合金和55％SiCp/ZL101A复合材料为主要研究对象进行了系统研究，提出了预涂覆超声辅助钎焊工艺。　　影响这两种材料焊接接头力学性能的主要问题有四个方面，接头中钛侧界面化合物具有较大的脆性；钛合金与铝合金焊接性能并不稳定，工艺也不成熟；钛合金与复合材料接头残余应力大；复合材料中陶瓷增强相颗粒与钎料金属难润湿。针对以上存在的问题，本文首先研究了钛合金与铝合金界面化合物的组织与结构，实现了对脆性化合物 TiAl3的有效控制；其次研究了钛合金与铝合金超声辅助钎焊工艺，阐明了影响接头力学性能和断裂机制的本质因素；接着研究了超声波作用下增强相颗粒在液态钎料中的迁移规律，获得了以化合物颗粒和陶瓷颗粒增强钛合金/复合材料焊缝的接头，有效地降低了接头的残余应力；最后提出了超声波作用下陶瓷增强相颗粒与钎料合金的结合方式，实现了增强相陶瓷颗粒与钎料合金的反应结合，为钛合金与铝基复合材料可靠精密连接提供了新途径。　　通过 TEM、HREM和选区电子衍射花样，确定了钛合金与液态纯铝及铝硅合金反应生成化合物的种类和形态，并分析了化合物的形成与生长机制。研究了工艺参数（温度、时间和冷却条件）、Si元素和超声波对界面化合物的影响规律。证明了在800℃所生成的化合物 TiAl3降低温度至730℃时会与Si反应生成τ1。发现了超声波能显著加速钛合金与液体铝合金的反应。通过对界面反应产物的硬度和断裂韧性的分析，得到了钛/铝界面反应产物的力学性能变化规律，即随着化合物中Si含量的增加，化合物的显微硬度、纳米硬度和弹性模量都呈现增高趋势。　　基于界面物相精确鉴定，研究了钛合金/浸铝层界面化合物与液态锌铝钎料中的反应过程，并揭示了在超声波作用下420℃时钛合金表面的化合物TiAl3与锌铝硅钎料中的Si元素发生界面反应的机理。发现了在超声波作用下液态锌铝硅钎料中的Si元素向钛合金表面扩散且产生集聚，同时Si会在TiAl3化合物中产生固溶。当超过 TiAl3固溶度时，Si会与TiAl3发生反应生成τ1。确定了整个反应过程中超声波加速了钎料对钛合金表面浸铝层的溶解，加快了Si在TiAl3中的固溶，同时提高了固液界面的反应温度。　　通过系统工艺试验，研究了钛合金与铝合金的超声辅助钎焊工艺，实现了钛合金与铝合金的可靠精密连接。发现了当钛合金热浸铝后焊接，浸铝时生成的化合物会保留在接头中。拉伸测试时，接头完全断裂在反应层中。经过 DIC分析，有浸铝层的接头，应变变化最大处在钛合金与浸铝层的界面反应层上，反应层最先出现裂纹。当钛合金热浸铝合金再超声浸钎料后焊接，浸铝时所生成的化合物 TiAl3与钎料发生反应，生成片层状τ1相。同时浸钎料可以使较厚的TiAl3层变薄，当界面层表现为片层状结构时，钛/铝接头最高抗拉强度可达219MPa，拉伸测试时接头完全断裂在钎料中。经 DIC分析，在 Zn-Al共晶组织中最先产生裂纹。　　针对钛合金/高体积分数碳化硅颗粒增强铝基复合材料的焊接接头残余应力高等问题，研究了 TiAl3颗粒与SiC颗粒在液态锌铝钎料中的迁移规律，实现了不同体积分数 TiAl3和SiC颗粒增强的焊缝组织接头，能有效降低接头的残余应力。发现当钛合金浸铝时间少于15min并将超声波加载在复合材料侧15s可以实现约25%SiC颗粒增强的焊缝；钛合金浸铝时间大于60min并将超声波加载在钛合金侧5s并保温20min可以实现10%TiAl3颗粒增强的焊缝；钛合金浸铝时间多于60min并在复合材料侧加载超声10s后保温10min可以实现35%TiAl3颗粒和SiC颗粒混合增强的焊缝。揭示了在超声波的作用下锌铝钎料与SiC增强相颗粒的界面结合方式。发现超声波作用5s时，钎料与SiC颗粒产生物理结合。当超声波作用20s时，钎料与SiC颗粒产生反应结合，在Zn-Al/SiC界面生成30～50nm厚的非晶层。产生反应结合后可以有效提高钎料与复合材料界面的结合强度。