对钢/铝异种金属进行激光焊接,在减轻重量的同时,又兼顾车身的使用性能,是车身轻量化的一种重要手段,但是钢/铝接头易出现大量脆性FeAl金属间化合物,导致塑性下降,增大脆性,降低接头性能,严重制约钢/铝一体化车身焊接的发展。本文从FeAl金属间化合物的微观结构,物理性质,结构稳定性出发,分析合金元素添加对FeAl金属间化合物脆性的影响,找出有效改善FeAl金属间化合物脆性的合金元素,在此基础上,将选择设计的元素以金属粉末形式添加到钢上、铝下搭接区域,进行激光焊接试验,通过焊缝成形性、接头宏观性能、断口特征、钢/铝界面组织等的对比分析,探讨合金化元素对FeAl金属间化合物降脆的作用,以及金属粉末对改善钢/铝焊接接头力学性能的影响。采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算Fe8Al8及Fe8Al8-X(X=La,Ce,Sr,Sn,Zr)超胞模型的合金形成热、结合能和热力学性能,判定合金化各相的结构稳定性;计算弹性模量与电子结构,分析合金化元素对FeAl金属间化合物脆性的影响,对合金元素的降脆效果进行排序,选择模拟计算效果较好的降脆合金元素Zr作为激光焊接钢/铝搭接区域添加的金属粉末元素。以DP590钢板和6016铝合金作为实验材料,进行钢/铝有无添加Zr粉的激光焊接对比试验,发现激光功率1500W、焊接速度30mm/s、离焦量为2mm时的焊接工艺条件下,接头成形性良好;未添加粉末,接头的平均剪切强度为34.53Mpa,而添加Zr粉,平均剪切强度为43.88Mpa,焊接接头的平均剪切强度明显提高;未添加粉末,钢/铝焊接试样断口表面凹凸不平,焊接界面有河流状花纹,断口断裂面由解理台阶层状解理面构成,添加Zr粉,焊接接头熔合形貌无显著的裂纹气孔缺陷。由于添加Zr粉减少焊接缺陷,改变钢/铝界面的元素分布、物相组成及微观组织形态,提高熔池金属的流动性,利于界面结合,焊缝区晶粒细小,降低金属间界面层厚度与FeAl金属间化合物的脆性,因此添加Zr粉,改善钢/铝焊接接头的力学性能。