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铝钢复合接头被用于铝质上层建筑与钢质主甲板连接，该接头对强度要求很高。Invar合金线膨胀系数稳定，机械性能很高，还具有耐腐蚀性强的特点。因此，Invar合金与铝的复合结构的综合性能高于普通铝钢复合结构。本文提出了采用CMT对Invar合金表面进行毛化然后与纯铝压焊连接的工艺方法，得到了高强度的接头。研究了Invar合金CMT表面毛化工艺，并对压焊过程升温阶段纯铝的塑性流动、保温阶段界面反应以及降温阶段产生的接头残余应力做了系统分析，探究了各阶段对接头性能的影响规律。由于未有Invar合金与铝焊接性系统研究的文献资料，因此首先对Invar合金和纯铝进行了直接扩散焊焊接试验，得出Invar合金与纯铝接头主要存在两个无法避免的问题，一是无法避免接头中金属间化合物层的生成，二是接头存在很大残余应力。进行Invar合金表面CMT毛化工艺试验，实现了12种表面毛化形貌的制备，各形貌的焊钉组织良好，焊钉与Invar合金母材之间的单钉抗剪强度高于250MPa。然后进行了CMT表面毛化处理的Invar合金与纯铝压焊连接研究。研究了温度和保温时间对接头界面以及接头力学性能的影响规律，并进行了12种不同毛化形貌的压焊试验。接头主要有两种断裂机制，断裂机制Ⅰ断裂在最外侧焊钉截面的纯铝上，断裂机制Ⅱ断裂在压焊接头界面的金属间化合物层上。压焊接头的拉剪强度在毛化形貌为2mm,3mm×3mm时达到最大，为64MPa，达到了本试验1060纯铝母材拉伸强度的90%以上。采用有限元方法对升温阶段焊钉扎入纯铝内部时纯铝塑性流动规律进行数值模拟，结果显示，存在一个临界压力使压焊接头内部Inconel625焊钉与纯铝界面以及Invar合金与纯铝界面处的微小孔洞完全闭合。在接头的外部边界存在无法避免的大尺寸空洞。通过在外部边界施加约束，可以有效解决这个问题。采用有限元方法对降温阶段产生的接头残余应力大小进行数值模拟分析，结果表明接头中焊钉之间的纯铝受三向拉伸应力，塑性变形能力受到抑制，处于应力脆化状态，为薄弱部位之一。压焊接头界面处残余剥离应力和剪切应力分布对界面处反应层影响有限，说明CMT表面毛化Invar合金与纯铝压焊的工艺方法可以解决了Invar合金与纯铝直接扩散焊薄弱界面处残余应力大的问题。