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TiNi形状记忆合金(Shape Memory Alloy, SMA)与钛合金复合连接结构用于高涵道比航空发动机的自适应锯齿形喷嘴，能有效降低油耗，具有良好的工程应用前景。但由于TiNi形状记忆合金的组织和形状记忆效应对温度和成分变化敏感，因此实现TiNi形状记忆合金的焊接难度较大。 本文，采用超声辅助激光钎焊方法，在超声场和激光场耦合作用下，选用低熔点Al基钎料对TiNi形状记忆合金与Ti-6Al-4V(TC4)钛合金进行焊接。 试验研究了超声场与激光场的最佳耦合方式，超声波作用下钎料的润湿和铺展行为，以及工艺参数对钎焊接头强度和形状记忆性能的影响;着重研究了超声振动作用下钎焊界面反应层的生长行为，揭示界面反应机理，为实现大截面形状记忆合金和异种结构材料的可靠连接探索一条新的途径。主要取得以下研究结果: (1)获得了超声场和激光场耦合作用下钎料润湿的工艺窗口。当TiNi SMA母材表面粗糙度Ra=0.03μm，超声振动时间tuv=1.0s，激光加热功率P=470W时，可以在最短时间(40s)内实现Al基钎料的润湿铺展，获得最大铺展面积（平均值为106.45mm2），和最小的润湿角（约16°）。随着激光功率增加，钎料的铺展面积逐渐增加，润湿角逐渐减少;随着超声振动时间增加，钎料铺展面积先增大后减少，润湿角先减少后增大。 (2)观察到超声波振动可以诱导钎料润湿前沿出现前驱膜现象。超声振动时间tuv=1.0s，激光加热功率P=470W，TiNi合金母材表面粗糙度Ra=0.03μm时，获得最大前驱膜宽度(平均值为2.4mm)。随着超声振动时间的增加，前驱膜宽度先增大后减小;随着激光加热功率增加，前驱膜宽度逐渐增大。前驱膜的形成机理可能是富Si相颗粒在母材界面处出现偏析，在超声诱导作用下获得巨大能量，使得活性颗粒之间的碰撞和接触活动更加频繁和密集，液态金属逐渐向固体表面移动并在母材不平整处或缺陷处形成塞积，形成前驱膜。 (3)当超声振动时间tuv=1.4s，激光加热功率P=470W时，TiNi SMA/TC4钎焊接头获得最大拉剪强度135MPa，钎焊接头弯曲回复率超过90％。断口呈现出韧性-脆性混合断裂方式。钎料中的Si元素及母材中的Ni元素向母材界面处及Al3Ti金属间化合物层中扩散，含量逐渐增加，有效抑制了Al3Ti金属间化合物的生长，改善了接头强度。