为了解决6061铝合金在激光焊接过程中出现的易变形、变形大的问题，采用施加超声波以辅助焊接的方法，以1mm厚的6061铝合金薄板为研究对象展开超声波辅助激光焊接试验，探究超声波对6061铝合金焊接变形的抑制作用；利用单因素试验方法分析了超声波功率对焊接变形的影响规律，设计包括超声波功率、激光功率、焊接速率、离焦量、保护气流量在内的五因素五水平正交试验，分析了超声波功率以及常规焊接参量分别对焊接变形的影响程度，并获得了能够得到最小变形的工艺参量组合。结果表明，焊接变形会随着超声波功率的增加而减小，超声波功率800W时较无超声情况下试件的挠曲变形及角变形分别减小了51.27%和51.46%；同时，当激光功率为1000W、焊接速率为5m/min、离焦量为+1mm、保护气流量为15L/min、超声波功率为800W时, 可以获得变形最小的试件，所得到的试件挠曲变形量为0.42mm，角变形量为0.26mm。此研究为超声波辅助焊接在控制薄板焊接变形方面的应用提供了一定的工艺和理论参考。