近年来,铝/钢混合结构设计受到广泛关注,并越来越多地应用到车身制造中,其在实现汽车轻量化的同时可兼顾结构强度以及制造成本。电阻点焊作为车身连接的主要方法,具有低成本、高效、高可靠性以及易自动化等特点,在实现铝/钢连接方面具有巨大的应用潜力以及现实意义。然而,由于铝/钢电阻点焊接头特殊的双熔核结构,以及界面处存在的脆性Al-Fe金属间化合物,导致了力学性能、断裂模式以及断裂机理与同种金属接头存在很大不同,目前在这方面缺乏系统的研究,不利于参数优化以及结构设计,影响到铝/钢结构及其电阻点焊在汽车制造中的应用。此外,胶接点焊通过在点焊接头中引入胶层有望大幅提高铝/钢接头的力学性能,同时解决异种金属间的电化学腐蚀问题,但胶层会严重恶化焊点品质,引发夹杂,气孔以及金属间化合物增厚等,导致接头强度无法满足生产和使用要求。本文旨在研究铝/钢电阻点焊宏微观特征对于接头力学性能、断裂模式的影响,揭示影响铝/钢点焊性能的主要因素以及断裂机理,在此基础之上,优化焊接规范以及铝侧电极,实现铝/钢胶接点焊接头的可靠连接。基于对铝/钢电阻点焊接头宏观特征的量化分析、铝熔核与界面的显微观察和Al-Fe金属间化合物生长的计算,揭示了焊接电流和焊接时间对熔核尺寸、微观组织以及Fe₂Al₅生长的影响规律,提出了Al-Fe金属间化合物生长模型。研究表明:焊接电流的增加引发铝熔核直径的增加,钢侧隆起的增加,并有助于消除焊点中心位置的树枝晶以及夹杂缺陷,同时避免金属间化合物厚度增加,但过高的电流将导致铝/钢界面飞溅的发生。焊接时间的延长在获得更大铝熔核的同时可以避免飞溅的发生,使得铝熔核组织由胞状树枝晶转变为柱状树枝晶,并有助于消除枝晶间的缩松缺陷以及夹杂缺陷,但过长的焊接时间会造成金属间化合物显著增厚,且厚度分布由类高斯形转变为双峰形。界面Al-Fe金属间化合物的形成主要包括:Fe₂Al₅形核阶段,Fe₂Al₅长大阶段,Fe₂Al₅择优生长阶段,IMC持续长大阶段以及Al-FeAl₃共晶形成阶段。Fe₂Al₅晶粒由细小的等轴晶转变为粗大的柱状晶,且晶粒取向由随机分布转变为沿[001]晶向的定向分布,并垂直于铝/钢界面,同时位于Fe₂Al₅晶粒间的铁相逐渐减少。Fe₂Al₅生长主要发生在900℃以上的高温区,而延长焊接时间所造成的Fe₂Al₅增厚的根本原因是高温持续时间的增加。分别对于拉剪、正拉和撕裂载荷下,铝/钢点焊接头的受力状态、力学性能、断裂模式以及断裂机理进行分析对比。揭示了三种加载条件下,铝/钢电阻点焊接头断裂模式和行为与金属间化合物厚度之间的对应关系,诠释了Fe₂Al₅生长对界面力学性能的影响机制。研究发现:拉剪测试下,断裂模式包括熔核内部断裂、钮扣拔出断裂以及界面断裂,其中钮扣拔出断裂具有最佳的力学性能。拉剪性能的主要影响因素为金属间化合物厚度、铝熔核尺寸以及夹杂缺陷。正拉测试下,断裂模式分为部分熔核内部断裂、部分钮扣拔出断裂以及界面断裂。正拉力学性能主要取决于金属间化合物厚度、熔核尺寸、夹杂缺陷以及焊点区铝板厚度。撕裂测试下,断裂模式较为一致,为部分钮扣断裂,相较于拉剪与正拉测试,其峰值载荷最低,能量吸收最高,其力学性能主要取决于熔核尺寸、焊点区铝板厚度以及夹杂缺陷。Fe₂Al₅厚度由3μm增长至6.5μm过程中,界面断裂韧性由1.07 MPam^1/2逐步降至0.35 MPam^1/2,且在达到4μm时突降至0.56 MPam^1/2。Fe₂Al₅织构的增强,晶粒的粗化,以及其晶粒之间铁相的减少造成了界面韧性的下降。基于铝/钢电阻焊研究中获得的基础理论和对于铝/钢胶焊问题的实验分析,提出了通过引入预清洁程序以及改进电极形貌以实现焊前除胶的解决策略,设计出了带有多脉冲预清洁参数的二阶段规范和多台阶电极,实现了控制目标,获得了强度可靠的铝/钢胶焊接头。研究显示:采用传统的一阶段焊接规范以及弧面电极进行铝/钢胶焊时,铝熔核靠近界面附近存在大量的夹杂缺陷,并且界面金属间化合物过度生长,恶化了焊点强度。多脉冲预清洁程序通过激发适量且可控的飞溅排出界面胶层,获得相对清洁的铝/钢界面状态,在随后的焊接阶段,采用合适的焊接时间（600 ms）可以在避免金属间化合物过度生长的同时,获得大的铝熔核尺寸并消除夹杂缺陷。铝侧的多台阶电极通过增大接触角促进了预清洁阶段的飞溅产生,同时表面的台阶破坏了铝板表面氧化膜,降低了电极/铝之间的界面反应。与铝/钢电阻点焊相比,胶层固化后的胶焊接头拉剪峰值载荷增长了130%（由4.9 kN增至11.1kN）,能量吸收提升了约44倍（由3.4 J升至153.3 J）,撕裂载荷下的峰值载荷以及能量吸收分别提升了18%（由0.71 kN升至0.84 kN）和83%（由12.6J升至25.6J）。