钢/铝复合结构件发挥两种材料性能优势、减轻重量，在现代交通运输工具中具有广泛的应用前景。钢/铝异种金属优质高效焊接亟待解决的主要技术难题是Fe/Al难熔合、易生成Fe-Al脆性金属间化合物。钢与铝两种金属性质上的巨大差异决定了用常规熔焊方法很难实现二者的连接，激光焊用激光束作焊接热源，具有能量密度高、热输入量小、热量集中、热源易控制、焊缝深宽比大、热影响区窄、焊接变形小以及易于与机器人或其他执行机床耦合实现自动化等诸多优点，可实现钢/铝熔合，激光焊成为钢/铝异种金属优质高效连接的重要方法。为控制或有效抑制FeAl脆性金属间化合物的生成，获得优质焊接接头，本文基于激光热传导焊原理，设计了将光斑中心偏向钢材一侧、合理分配激光热源、以控制Fe、Al熔化量、避免FeAl金属间化合物生成的钢/铝激光对接焊试验方案；通过Fe/Al层间距、晶格错配度以及计算条件和方法的测试，构建了Fe/Al界面模型，基于添加元素前后Fe/Al界面断裂功的计算，确定了钢/铝激光对接焊所需的添加材料；选取厚度分别为5mm、6mm的低碳钢与铝合金板为研究对象，以对接方式组合试样，在光斑不均等分配在两种材料的情况下进行激光对接焊接试验。分析了不同焊接工艺参数对材料添加前后焊缝外观形貌的影响，利用金相显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度计、X-射线衍射仪等设备研究了焊缝及热影响区的金相组织、界面融合情况、显微硬度与焊缝的主要物相。结果发现：合理调整工艺参数，有效控制了熔池中Fe、Al的熔化量，预置Si粉改善了熔池流动性，熔化金属在Fe/Al界面易于铺展，焊缝区形成了FeSi化合物。基于焊缝界面元素分布与物相实验检测结果，采用密度泛函方法对晶胞进行优化，对优化晶胞模型进行频率计算与分析，获得了添加材料形成FeSi和FeAl化合物高温条件下的熵、焓与Gibbs自由能，探讨了材料添加抑制FeAl脆性金属间化合物生成的作用机制。本文研究结果为异种金属激光焊接提供了一种新的研究思路，为钢/铝异种金属结构激光焊接的推广应用提供重要理论和试验基础。