超声振动搅拌摩擦焊接是在搅拌摩擦焊的基础上,搅拌头的轴向附加了一个超声振动,利用超声振动的高频小位移来对焊接工件进行双向搅拌,来改善搅拌头对焊缝的顶锻挤压作用,利用超声振动带来的高频脉冲冲击力来改善搅拌头的顶锻力。现有研究表明,超声振动搅拌摩擦焊能够有效的利用其振动冲击力改善焊接过程,本文通过对比超声振动搅拌摩擦及传统的搅拌摩擦焊,并且结合超声振动的效应,分析了超声振动在改善搅拌头对焊缝的顶锻压力方面的积极作用。本文根据变截面杆的一维振动理论及超声振动系统的设计理论,建立了符合实际要求的超声振动系统的设计计算模型,并对整个设计过7程进行了理论分析及推导,利用有限元软件ANSYS对建立的超声振动系统模型进行了动力学分析,其中模态分析保证系统的频率能够达到设计要求,谐响应分析则是为了确保搅拌头的输出位移符合实际需要及保证超声变幅杆的放大特性。同时论文对焊接过程中搅拌头的运动特性及力学特性进行了分析,并且给出了超声振动对摩擦力的影响。为了研究在焊接过程中超声振动对搅拌头的顶锻压力的影响,本文利用了有限元软件Deform对焊接过程中搅拌头的力学特性进行了分析,通过对比,结果表明,超声振动的轴向振动冲击力能够有效的对焊缝实现顶锻挤压作用,超声振动对于改善搅拌头的顶锻压力有着积极作用。同时,超声振动加入后,高频的振动冲击力能够在焊接过程中对焊缝实现迅速顶锻挤压作用,确保焊缝的机械性能,而且高频振动还能够对焊件实现轴向的小位移搅拌。