随着经济和科技的快速发展,原材料的使用日益增加、能源的消耗急剧增加,因此对原材料的合理使用、资源的高效利用变得尤为重要,材料和结构的轻量化受到人们的重视程度也日渐增加,其中三明治板受到了广泛的关注与重视。近年来有更多的人参与到了对三明治板的制造工艺及界面研究工作中,但是他们都是针对同种金属特别是钢的三明治板的研究,而对异种金属三明治板的研究特别少。AZ31B镁合金密度小、比强度高,304不锈钢塑性韧性好、耐腐蚀、无磁性,这两种材料都有很广泛的使用领域。但是镁合金易被腐蚀,不锈钢密度大,大量使用会大大增加质量。所以,以304不锈钢为面板、AZ31B镁合金为芯板的三明治板结构很大程度上解决了两者的使用缺陷,又能发挥各自的优点,具有很大的研究价值和使用潜能。通过分析总结了镁钢异种金属的焊接研究成果,使用纯铜作为中间层激光焊的方法焊接镁-钢T型接头性能最佳。本文研究了添加铜夹层激光焊接AZ31B镁合金-304不锈钢T型接头及三明治板的工艺方法。并分析讨论了T型接头焊缝的成型、显微组织、力学性能与线能量的关系,以及不同线能量下的界面连接机理,最后分析了三明治板的力学性能。通过试验研究发现,不同芯板厚度的T型接头的最佳成型工艺参数也不同,当芯板厚度d=3mm时,最佳成型焊接参数为P=1650W、v=0.014m/s;当芯板厚度d=4mm时,最佳成型焊接参数为P=1700W、v=0.014m/s。T型接头焊缝熔深随线能量的增加明显增加,AZ31B与304不锈钢的连接宽度、缩颈处的宽度以及二者之比则呈下降趋势,说明当线能量增加时,缩颈处的宽度比AZ31B与304不锈钢的连接宽度降低的得更快,缩颈越严重。不同参数下,焊缝都是由(α-Mg+Mg2Cu)的连续组织、α-Mg以及前两者界面处的Mg-Al-Cu金属间化合物组成,不锈钢下表面有一层Fe-Cu-Mg-Al界面层。在铜完全熔化的区域,界面层下方是Mg-Al-Cu金属间化合物和α-Mg,线能量由低到高变化时,界面层下方的金属间化合物越来越少、α-Mg越来越多,Mg-Al-Cu金属间化合物的形态由片层状+颗粒状、网状+颗粒状、网状逐渐依次变化,α-Mg则分布于Mg-Al-Cu之间。在铜箔不完全熔化的区域,界面层下方为不完全熔化的铜与Mg-Al-Cu混合区。不同芯板厚度下,在面板被焊穿的最小线能量下,T型接头抗拉脱性能最好,d=3mm时为17.6MPa,d=4mm时为13.9MPa,接头呈脆性断裂。AZ31B镁合金-304不锈钢异种金属三明治板的三点弯曲首次破坏失效压力为1.3kN,失效位置为Fe-Cu界面处。