随着汽车工业的飞速发展,伴随的能源危机和环境污染等问题愈加严重。本文面向现代交通领域为实现汽车减重对钢/铝结构件的迫切需求,针对钢/铝焊接易形成脆性Fe-Al金属间化合物（IMC）恶化接头性能的难题,提出添加材料冶金调控相组成,热源摆动调控熔池温度分布和流动行为进而影响化合物形态与分布的思想,选择车用DP590双相钢和6系铝合金薄板作为研究对象,采用光纤激光作为热源,对钢/铝进行激光搭接焊研究;采用理论计算、同步观测、数值模拟、显微分析、性能测试和工艺实验等相结合的方法,依靠金相显微镜、环境扫描电镜、XRD物相检测仪、显微硬度计、剪切拉伸机以及Materials Studio商业软件等手段,对钢/铝焊缝形貌、界面相组成、晶粒大小、元素分布、接头性能、熔池温度场和流场、IMC的本征力学性质及热力学性能等进行了系统研究,本文取得很多有价值的研究结果,对丰富和完善异种金属焊接成形理论,推进钢/铝激光焊接结构件的应用具有十分重要的指导意义。首先,明晰了Fe-Al化合物的脆性根源及延/脆转变机制,发现限制钢/铝接头性能提升的Fe-Al化合物,其脆性根源为Al（s）,Al（p）和Fe（d）之间轨道杂化;添加元素吸引电子能力弱,和Fe元素之间电荷密度差异小于Fe和Al,形成金属间化合物的成键电子数小于Fe-Al化合物,促进其脆性向延性发生转变;在此基础上,发明了用于钢/铝焊接的热力学和本征力学性质的元素计算设计方法,并确定钢/铝焊接时以金属箔片的形式添加Ti元素。其次,研究了Ti箔对钢/铝界面相组成、IMC层厚度、晶粒大小及力学性能的影响规律,发现添加Ti箔,接头最大剪切拉伸力达到铝母材的40%,相比未添加时提高了27%;钢/铝熔池界面形成结构稳定的延性相Fe2Ti和低脆性相Ti Al3,界面IMC层厚度降低,熔池内部晶粒细化;冶金调控选择设计Ti元素的计算结果与接头性能试验结果顺序的一致性,表明钢/铝接头的性能与金属间化合物的延/脆性密切相关,通过添加材料进行冶金调控相组成是提高钢/铝接头性能的重要手段。再次,进一步研究了添加Ti箔冶金调控与焊接热输入的耦合关系,发现冶金调控与焊接热输入关联密切,其他焊接参数不变,激光功率增大,添加的Ti元素在熔池界面聚集并形成冶金新相Ti Al3,Ti箔冶金调控对改善接头性能具有促进作用;但激光功率过大,造成熔池烧损严重并恶化接头性能,Ti箔冶金调控作用不明显。最后,研究了激光热源摆动对钢/铝熔池形貌、气孔缺陷、晶粒大小及接头性能的影响规律,探索了热源摆动影响界面IMC层厚度、形态及分布进而改善接头性能的机理。发现光束摆动细化熔池晶粒,降低界面IMC层厚度,并改变其形态和分布、提高接头的力学性能;圆形摆动模式下针状相的形态钝化并倾向于平行层状IMC分布;圆形摆动和直线摆动模式下接头的最大剪切拉伸力分别提高了26%和17%;圆形摆动模式下随着摆动频率的增加可抑制气孔缺陷,接头的力学性能主要由界面IMC层厚度决定,和钢/铝结合面积以及气孔缺陷没有直接关系。