轻质合金与碳纤维复合材料由于质轻、强度高等优良的综合力学性能在航空航天、汽车等领域被广泛应用。制造业节能减排的要求使得轻质合金与复合材料的使用率逐渐增加,一种多材料结构也随之在制造业领域出现并快速发展。由于多材料结构的快速发展对轻质合金与复合材料两种理化性质完全不同的异种材料连接技术提出了迫切要求。目前,关于轻质合金与复合材料常用的连接方法有胶接、机械连接和混合连接,但是胶接方法采用的胶黏剂易受环境影响,失效时间难以确定和机械连接导致应力集中等问题,并且随着科技不断发展,对轻质合金与复合材料的连接强度也提出了越来越高的要求,这使得单一的连接方式逐渐达到了技术极限,需要对新型高强度的连接技术进行研究。为此,本文以AZ31B镁合金与碳纤维增强树脂基复合材料为对象,对一种结合了焊接与铆接的新型工艺——激光-电弧复合焊铆技术进行了研究,分析了不同焊接参数下焊接接头形貌和力学性能的变化规律,以及不同铆钉结构对焊接接头形貌、微观组织、力学性能的影响规律,为该新型技术在实际应用提供经验与理论支持。对于不同焊接参数对焊接接头的影响得到如下结论:在激光功率185 W、电流电弧70 A、焊接速度7 r/min内,焊缝成形良好,当保持其他参数不变,激光功率、电弧电流或焊接速度单独增加时,焊缝成形尺寸逐渐增加,接头抗拉伸剪切载荷也随之逐渐增大,当超过最合适焊接参数(激光功率185 W、电流电弧70 A、焊接速度7 r/min)时,复合材料受热影响发生熔化气化现象,不能成功连接镁合金与复合材料;除了对焊接参数影响的研究外,对焊接接头形貌进行观察,得到简略焊接热源分布图。采用了四种铆钉结构对AZ31B镁合金与碳纤维复合材料进行焊铆复合连接,首先对比直铆钉与阶梯铆钉结构下的焊接接头强度,直铆钉下接头最大拉伸载荷为1236.24N,而阶梯铆钉下接头则为1419.21 N;接着对三种不同铆钉结构进行组织对比,发现当铆钉结构三层阶梯直径分别为6mm、8mm、12mm时,接头的抗拉伸剪切能力最强;观察微观组织,发现焊缝热影响区较窄,且其晶粒仍保持原母材的晶粒组织特征,并对接头进行显微硬度测试,发现接头维氏硬度大小顺序为:焊缝>母材>热影响区;最后对阶梯铆钉下的异种材料接触界面进行了元素分析,分析结果显示,在AZ31B镁合金铆钉与碳纤维复合材料接触界面不存在元素扩散现象,而在AZ31B镁合金板与碳纤维复合材料板的接触界面存在镁、铝元素的少量扩散,并可能与复合材料中碳元素发生反应。