材料轻量化是降低能源消耗的一种重要方法。采用复合金属连接是材料轻量化的一种有效途径。铝合金作为我国工业建设体系中第二大金属材料,由于其低密度和良好的导电性,通常与铜做成复合连接件应用于电力运输行业、新能源汽车行业等。本文利用磁脉冲焊接技术对铝铜板材进行焊接,采用数值仿真,对焊接过程进行模拟,研究焊接过程中碰撞速度、碰撞角以及最大电流密度等参数的变化。然后进行工艺试验、拉伸测试以及微观界面观察,分析不同参数下磁脉冲铝铜焊接中的差异以及微观界面形成机理。具体研究内容如下:首先,通过使用商业仿真软件LS-DYNA,采用有限元和边界元的方法对磁脉冲铝铜板焊过程进行数值模拟。对比不同放电能量、不同材料飞板下碰撞速度、碰撞角度以及最大电流密度的差异,发现电流密度、碰撞速度和碰撞角的大小随着放电能量增加而增加;在相同的放电能量下1060Al材料作飞板时具有较高的碰撞速度和碰撞角度,这些差异与材料的电导率、密度、屈服强度有关。其次,对不同放电能量下的铝铜板焊接进行预实验并采用光子多普勒测速（PDV）设备对焊接时飞板的碰撞速度进行测量,碰撞速度的测量值与数值模拟仿真的碰撞速度之间的误差不超过5%,验证了数值模拟的正确性。通过拉伸测试实验对焊接接头进行力学性能测试,结果发现相同放电能量下,Al/Cu接头（Al作飞板材料）的力学性能高于Cu/Al接头（Cu作为飞板材料）,并且随着放电能量的增加,接头的最大拉伸载荷增加。放电能量合适时,可以获得接头强度大于母材的Al/Cu接头。利用碰撞角和碰撞速度建立铝铜焊接工艺窗口,发现T2Cu材料作飞板实现焊接时所需的最低碰撞速度大于1060Al材料作飞板时实现焊接所需的最低速度;但是实现焊接时的最小碰撞角度要大于1060Al材料作飞板时的最小碰撞角。然后,对得到的铝铜焊接接头进行微观结构分析。使用显微硬度计对焊接界面进行硬度测试,由于1060Al和T2Cu板件发生高速碰撞,碰撞处材料的晶粒发生挤压变形和位错,使碰撞焊接处1060Al和T2Cu的硬度值相对于原始母材的硬度值有一定程度的增加,并且硬度值也随着放电能量的增加而增加。在飞板材料高速变形时,由于晶粒被扭曲拉长,导致同种材料作飞板时的硬度增加值比作基板时的硬度增加值大。最后,利用光滑粒子流体动力学方法（SPH）对焊接界面进行仿真。对焊接界面温度进行分析,发现界面温度传递层沿着垂直于焊接界面呈非对称分布;在相同放电能量下,1060Al作飞板时温度传递层的厚度大于T2Cu作飞板时的温度传递层厚度。结合扫描电子显微镜（SEM）界面观察,发现在特定能量下,Al/Cu接头和Cu/Al接头的焊接处均会出现波形界面,并且Al/Cu接头比Cu/Al接头更容易出现规整的波形。接头界面波差异与焊接金属的密度有关,当使用密度小的金属作飞板时,界面波朝向与焊接方向相同,当用密度大的金属作飞板时界面波朝向与焊接方向相反。