随着镁合金的广泛应用,在工业生产中不可避免地遇到镁和钢的连接问题,尤其在汽车制造中。异种金属镁合金和钢的连接能够发挥各自材料的固有特性,是十分令人期待的。镁合金与其它金属连接技术的发展,与镁合金的应用范围扩展相互制约,也相互促进。异种金属连接方式的进步会增加设计方案的可行性,也会增加设计者的可选择机会。另外,镁和钢异种金属的连接可以揭示熔池流动和元素扩散的许多规律。激光-TIG复合热源焊接技术作为一种普遍的焊接方法,如果能成功的连接镁合金和钢,其意义无疑是重大的。前期研究表明,采用激光-TIG复合热源焊接镁合金和钢可以得到成型良好的焊接接头,但由于镁元素与铁元素之间不发生扩散反应,导致接头氧化现象严重,接头力学性能不高,接头剪切强度为90MPa左右。为进一步提高镁/钢异种金属焊接接头的力学性能,本文以AZ31B镁合金和Q235钢为研究对象,选用镍箔作为过渡金属夹层,采用激光-TIG复合热源焊接技术对镁/钢异种金属进行焊接。研究了镁合金和钢异种材料的复合热源镍夹层焊的机理及工艺。文中从改善母材之间微观组织结合以及接头力学性能出发,对焊接工艺参数的选取、接头的微观组织、元素分布、接头力学性能及其焊接缺陷等内容进行了研究,同时通过与镁/钢异种金属复合热源直接焊接头的机械性能相比较,阐述了添加夹层的优势所在。试验结果表明,镁/钢异种金属复合热源镍夹层焊接接头在一定的参数下,焊缝成形良好,无明显焊接缺陷,通过采用合理的保护措施,可以有效地避免气孔的产生。镍夹层的加入,改善了镁/钢异种金属接头熔池组织结构,使熔池中的沉淀相从网状组织转变成弥散分布的微小颗粒状组织。镍夹层的加入,使镁/钢异种金属接头连接更加紧密,铁与镍之间依靠形成固溶体实现连接,镁与镍之间依靠形成镁-镍金属间化合物实现连接。由于接头内部组织的改变及镁-镍-铁界面的紧密连接,镁/钢异种金属复合热源夹层焊接头的力学性能有了很大的提高,其剪切强度为170MPa左右。