针对异种金属焊接接头成分、物理化学性能等差异较大、组织分布不均匀、性能较差等问题,本课题提出了异种金属超声辅助焊接方法,利用超声波在液体中具有声流、空化等非线性效应,研究了超声振动对316L/L415异种金属焊接接头组织及性能影响,探讨了其中的理论问题,为解决异种金属焊接痛点提供了新的思路。研究表明:超声振动可细化焊缝晶粒,增大了焊缝熔深和熔宽。利用316L/L415异种金属进行的普通TIG焊(TIG)、超声振动加载于L415侧(U-L415)、超声振动加载于316L侧(U-316L)的焊接及性能试验结果表明,超声振动有利于提高接头力学性能和耐蚀性能,其中普通TIG焊、U-L415和U-316L焊接接头的平均抗拉强度分别为613MPa、650MPa和610Mpa,焊缝处平均冲击吸收功分别70J、88.9J、96.3J;三组接头的硬度分布趋势基本一致,引入超声振动后,焊缝硬度分布均匀,变化较小;通过研究超声振动对316L/L415异种金属接头焊缝腐蚀性能的影响,发现超声振动加载于316L侧时,焊缝耐蚀性最好,普通TIG焊焊缝耐蚀性最差。微观组织观察结果表明,超声振动可细化焊缝和L415侧热影响区晶粒,减少316L侧熔合区δ相的析出数量和尺寸,降低焊缝成分偏析。对316L/L415异种金属不同焊接接头的电子背散射衍射(EBSD)研究结果表明,U-L415接头热影响区相邻晶粒间的取向差异较大,TIG焊接头HAZ晶体取向差相对较小;U-L415和普通TIG焊热影响区的大角度晶界含量分别为20.3%、17.2%,小角度晶界含量分别为79.7%、82.8%,HAZ平均晶粒尺寸分别为1.12μm、2.33μm;普通TIG焊接接头HAZ的MA主要在晶界和晶内或以岛状或以链状分布,U-L415焊接接头的HAZ则主要以小尺寸岛状分布于晶内,TIG焊和U-L415 HAZ的MA岛含量分别为0.443%,0.071%;热影响区中的重合位置点阵(CSL)晶界主要为∑3、∑17a、∑25b,其中U-L415和TIG焊HAZ中的∑3晶界含量分别为3.21%、1.06%,∑17a晶界含量分别为0.34%、0.24%,∑25b晶界含量分别为0.53%,0.42%。焊缝的EBSD分析发现,普通TIG焊焊缝的δ铁素体沿柱状奥氏体晶边界分布,方向性较强;施加超声后焊缝的铁素体则呈弥散分布,不具方向性,计算得到U-L415和TIG焊焊缝中的δ铁素体含量分别为3.57%、4.08%。