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为研究NZ30K稀土镁合金和AZ31镁合金的异种材料激光焊接,采用了15kW CO2激光对AZ31与NZ30K镁合金进行异种对接。研究了保护气体对焊缝成形的影响,侧吹气体喷嘴沿焊接方向上位于激光束之后时,焊缝表面氧化程度低于喷嘴位于激光束之前时得到的焊缝。侧吹气体流量25L/min时焊缝成形良好,过大时焊缝成形不均匀,过小时无法起到隔离空气和吹除等离子体的作用。背面保护气体的流量选择需要在能够托举熔融金属以及隔离空气的情况下尽量小,过大的背面保护气体使背面熔融金属紊乱,成形不均。在焊接速度为3.5m/min和4m/min时,分别在8kW和8.5kW的功率时获得焊透的焊缝,功率大于11kW时烧损严重。焊缝表面及背面熔宽均随激光功率增大而增大,随焊接速度增大而降低,背面熔宽对热输入的变化更加敏感。对焊成的异种接头进行了焊缝与热影响区组织形貌及析出相的分析,焊缝区合金元素分布及接头硬度和拉伸性能的分析。金相观察发现,异种镁合金激光焊缝是两种母材的熔合,在宏观上两种母材成分未完全混合在一起,且相应成分的组织区域呈波浪状夹杂态,晶粒形态各异,存在细小等轴晶、枝晶、层片组织。XRD检测显示焊缝中存在α-Mg、Mg17Al12及Mg12Nd等相组织,能谱分析显示分层区域层片组织成分接近AZ31母材,细晶区域成分接近NZ30K母材。接头元素分布情况表明焊缝合金元素的分布由一侧熔合线至另一侧熔合线存在明显的浓度梯度。焊缝硬度不低于母材硬度,10mm板接头在NZ30K热影响区的硬度高于4.5mm板的相应区域。拉伸试样强度最高达209MPa,断裂在NZ30K母材一侧。焊缝与热影响区的抗拉强度均低于两种母材抗拉强度。焊缝中的气孔主要为氢气孔,孔壁光滑。当热输入过大时焊缝沿自身方向裂开;焊缝中生成的低熔点共晶体成为起裂源,扩展成为裂纹;NZ30K热影响区的晶粒因为热输入较大而明显长大,晶界出现裂纹并富集析出物,降低了接头的抗拉强度。