铝-钢复合焊接结构因其能够充分发挥两种材料固有的优势在汽车制造、航空航天以及船舶制造中具有广泛应用需求。但因两种材料物理化学性能存在较大差异,采用传统熔化焊工艺不易获得成形良好、性能优异的铝-钢异种金属焊接接头,严重影响与制约了铝/钢异种金属结构件在上述工业领域的大规模使用。为此,本文以汽车制造中常用的DP590双相钢和6061铝合金作为研究对象,选择ER4043铝硅焊丝为填充材料,使用TIG熔钎焊的方法进行了铝/钢异种金属的焊接试验,并通过钢板表面激光毛化预处理以及预置氧化铝粉末的辅助工艺调控界面反应层金属间化合物的厚度、分布状态及界面微观形态,以此达到改善接头力学性能的目的。为此,主要开展了以下理论工艺研究并获得重要结果。首先,使用激光打标机对钢板表面进行毛化处理,以获得钢表面的凹槽形貌。通过前期大量焊接试验,获得了在焊后接头钢侧界面仍保留表面预制凹槽微结构形貌的焊接工艺参数调节范围。基于此调节区间,重点研究激光毛化线间距对铝/钢异种金属TIG电弧熔钎焊接头界面结构与性能的影响规律。结果发现,铝/钢焊接接头界面反应生成的金属间化合物沿毛化凹槽呈现非均匀分布。毛化凹槽不仅增加了液态铝与钢的反应接触面积,还能使钎焊界面形成机械咬合作用,有利于提高接头的机械强度。与此同时,毛化凹槽的存在一定程度上对熔融金属在钢表面的润湿铺展造成了负面影响,使焊缝成形能力降低。其次,采用焊前预置氧化铝粉末的方法研究氧化铝粉末对铝/钢异种金属TIG电弧熔钎焊接头界面结构与性能的影响规律。加入高熔点、高硬度的氧化铝粉末后,一方面由于粉末自身对电弧热量的吸收而减小了电弧热对母材的输入,减缓Fe原子和Al原子相互扩散,导致接头界面金属间化合物层的厚度减小,改善了接头的界面结构;另一方面,由于粉末颗粒的加入会导致钢表面粗糙度增大,阻碍了液态铝在钢板表面的润湿铺展,使得焊缝成形能力变差。接头拉伸试验结果表明,预置氧化铝粉末工艺使接头力学性能有小幅度提高。最后,研究表面毛化和预置氧化铝粉末共同作用时铝/钢异种金属TIG熔钎焊接头界面特征、性能变化规律及机理。观察界面微观形貌发现有部分氧化铝粉末颗粒团聚在于毛化凹槽中形成了夹渣缺陷。但较于直接进行铝/钢熔钎焊,氧化铝粉末的存在改变了原来金属间化合物层的连续结构,接头力学性能有小幅度提高。上述研究结果表明,无论采用激光毛化表面预处理还是预置氧化铝粉末的方法,都能使接头界面形态、金属间化合物分布发生明显改变,并能有效提高铝/钢异种金属电弧熔钎焊接头的力学性能。本研究为通过物理调控方法改变铝/钢焊接接头微观组织特征提高接头力学性能奠定了理论基础和方法支撑。