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铝与钢异种金属焊接结构可以充分利用两种材料的固有优势、减轻重量、降低能耗,被广泛用于汽车、航空航天器、船舶等结构中。然而,铝和铁之间的热物理性能差异和室温下铁在铝中极低的固溶度大大增加了铝/钢异种接头直接熔焊的难度。本文采用Al-12wt.%Si和Zn-15wt.%Al药芯焊丝进行了5A02铝合金/304不锈钢和5A02铝合金/Q235低碳钢异种金属的TIG熔钎焊工艺研究。系统讨论了焊后热处理对搭接接头组织和性能的影响；研究了对接间隙和钢侧开坡口对对接接头的形貌、微观组织和力学性能的影响,以期获得高强度的对接接头,并提高焊接效率搭接试验结果表明,焊缝中富-Zn相的含量和尺寸随焊后热处理温度和保温时间的变化而变化,进而影响接头的强度。均匀分布于焊缝的细小富-Zn相能增强接头的强度,而界面层附近粗大的富-Zn相会降低界面层的连接强度。在最佳热处理工艺下,接头的最高抗拉强度可达180MPa,约为焊态接头的2倍。对接试验结果表明,对于无对接间隙且钢侧未开坡口的接头,焊缝金属在钢表面的铺展较差,钢的底表面及端面存在严重的未钎合区；通过预留1.5mm宽的对接间隙和钢侧开坡口的方式得到的接头中不出现未钎合区,且接头强度明显提高。采用Al-12wt.%Si药芯焊丝时,界面层组织为Al7.4Fe2Si化合物且界面层的厚度均小于10μm。采用Zn-15wt.%Al药芯焊丝时,界面层组织为[FeAl3]Znx化合物且界面层的厚度随钢母材的不同而存在差异：对于5A02铝合金/304不锈钢接头,界面层厚度小于10μmm；而对于5A02铝合金/Q235低碳钢接头,界面层厚度甚至可达60-70μmm。拉伸测试时,采用Zn-15wt.%Al药芯焊丝获得的接头断裂于铝合金母材,而采用Al-12wt.%Si药芯焊丝获得的接头断裂于焊缝或界面层。显微硬度结果表明,均匀分布于焊缝的Al-Si共晶和富-Zn相增加了焊缝的显微硬度;药芯焊丝中的Zn和Si元素往热影响区的扩散导致热影响区的硬度高于铝合金母材,且采用Al-12wt.%Si药芯焊丝获得的接头热影响区的硬化趋势比采用Zn-15wt.%Al药芯焊丝获得的接头明显。