基于当前汽车行业高速发展的状况,能源和环境问题随之更加的突出,汽油的消耗以及汽车尾气的排放为能源和环境问题带来更多的挑战。因此,将节能环保的主题纳入其发展的战略方针已经势在必行。为了实现这一方针,对汽车车体结构实行轻量化的做法便显得极具优势。轻量化的思想,是在保证汽车结构安全的前提下,采用更为轻质的材料制作车身。因此,高强铝合金由于具有密度小,强度高的优点成为汽车轻量化首选材料。考虑到车身结构必须保证安全性,因此,钢材的运用同样必不可少。那么轻量化的另一个方向,便是采用更高强度钢,来代替普通结构钢,以此实现轻量化的目的。本文正是基于这样的现实背景和意义,对6061铝合金与DP980双相钢进行焊接试验,并研究其异种接头的性能,以期对铝/钢轻量化的实施提供一定的理论指导。本文具体的研究内容如下所述:本文第一章通过结合现有的文献资料,基于汽车轻量化的研究目的,对铝/钢连接的课题背景和现实意义做了阐述,当然,也发现了在铝/钢连接研究中对接头疲劳性能的研究并不多见,因此本文对6061铝合金与DP980镀锌钢异种接头的组织、剪切性能研究的同时,重点对疲劳性能进行研究。本文第二章详细介绍了本次试验的材料成分、设备型号和试验方法。本文第三章主要对6061铝合金和DP980镀锌钢异种接头的宏观形貌和显微组织进行了分析。研究发现随着焊接热输入的增加,接头在宏观上表现出焊缝宽度增加、焊缝余高减少。对界面的能谱分析及物相分析（XRD）显示界面层以金属间化合物Fe₂Al₅和Fe₄Al₁₃组成。对焊缝的横截面观测显微组织发现,接头微观上大体可分为熔化区（FZ）、富锌区、界面层（IMC）、熔合区（FL）。熔化区主要由树枝状分布的α-Al和网状分布的Al-Si共晶组成,随着焊接热输入的增加,树枝状晶的尺寸会略微增加。界面层生成了Al-Fe金属间化合物,其厚度随焊接热输入的增加会增大。富锌区由Al-Zn共晶和α-Al-Zn固溶体组成。热量较高时,富锌区会出现烧损,甚至界面缺失现象。本文第四章对6061铝合金和DP980镀锌钢的硬度性能和剪切性能进行了研究。研究表明,接头界面区的金属间化合物硬度极大,达到375HV,熔合区出现了软化现象。在对不同焊接速度下的接头进行剪切测试时,作者发现了两种不同的断裂模式。其中,界面断裂模式下,由于界面与铝侧晶粒间的缺陷造成该处应力集中,在受外力时此处成为微裂纹起源。熔合区断裂模式下,熔合区附近的缺陷导致的应力集中,使熔合区附近成为接头的薄弱环节。本文第五章对6061铝合金和DP980镀锌钢异种接头的疲劳损伤行为进行了研究。研究发现,随着焊接热输入的提高,试样的平均疲劳寿命得到明显提高。将不同热输入下首个循环的迟滞回线进行对比发现,随着焊接热输入的增加,单个应力加载循环的应变量减少,疲劳寿命得到提高。在对疲劳循环过程中的迟滞回线分析表明,疲劳过程中伴随着试样经历循环硬化和循环软化。有时在高应力水平下试样也会经历循环硬化,使得接头寿命有所提高。对疲劳断口的分析发现,富锌区在晶界位置的杂质偏析使得该区域易于萌生疲劳裂纹,而且富锌区粗大的柱状晶受力方向一致,这也是导致富锌区薄弱的一个重要原因,而随后的裂纹扩展过程则沿着晶格错配严重的界面层进行,畸变能使位错更易开动,因此呈现界面断裂模式,疲劳断口呈较大的脆性特征。