随着越来越多的变形铝合金零件被用于汽车车身中以促进轻量化,铝-钢异种金属连接的技术问题成为研究的热点。相比于一些新型的点焊方法,电阻点焊具有自动化程度高、成本低、效率高并且拥有成熟和现成的设备等优点成为了车身零件连接技术的首选。然而,由于铝和钢存有极大的物理性能差异和极低的相互固溶度,在其电阻点焊接头界面会产生硬脆的金属间化合物（IMC）以及裂纹缩孔等缺陷,严重恶化了接头的力学性能,因此,系统地分析铝-钢电阻点焊过程中的物理现象、研究对接头力学性能有重要影响的界面金属化合物的生长机理与动力学以及工艺参数对于其厚度分布的影响对于指导今后的工艺优化或电极设计有重要的意义。本文首先利用大型通用有限元分析软件ANSYS,并基于APDL语言建立了6022-T4铝合金和DC07镀锌低碳钢电阻点焊过程的有限元数值模型。模型采用顺序耦合的方法将力学模型和电热模型进行耦合,并对于界面的接触电、热阻做了详细的分析和计算,考虑了温度、压强、镀层以及氧化膜等诸多因素。最终发现模型在能量输入、熔核增长过程以及接头变形方面均与实验符合良好。本文还基于该模型,对于铝-钢电阻点焊过程中的预压、预热、焊接和维持四个阶段中一些比较重要的物理现象进行了展示和分析,其中主要包括预压结束时界面接触压强的分布规律、预热过程中铝-钢界面温度分布、焊接阶段的熔核增长过程以及维持阶段凝固组织的影响因素。还对整个点焊过程中的各个实体的能量产生和再分配进行了计算和分析,结果揭示了钢在整个焊接过程的“热源作用”,它在整个焊接以及维持阶段都不断地向铝板提供能量,促使了铝熔核及其内部温度梯度的形成。最后,本文对于铝-钢界面行为进行了系列的研究。通过对13kA,800ms焊接工艺下接头界面的表征发现了两种不同特征的IMC,第一种由舌状的Fe₂Al₅以及针状的FeAl₃组成,形成的原因为熔融铝和钢的反应;第二种位于界面铝熔核线附近,由针状的FeAl₃和铝基体混合而成,生成的机理为铝和钢的固相扩散反应。还基于数值模拟中获得的铝-钢界面温度历史和Fe₂Al₅生长数学模型,很好的预测了不同焊接时间和焊接电流下界面IMC厚度的分布,并揭示了长时间焊接工艺中该分布呈现“M”形的本质原因。