镁合金是目前可用的最轻的金属工程结构材料,具有密度低、比强度高、阻尼减震性好等优点。钢是目前应用最广泛的金属材料之一,具有强度高、塑韧性好等优点。镁合金与钢形成结构件能在保证性能的同时达到材料轻量化的目的,在航空航天、汽车等领域具有广阔应用前景。镁合金与钢属于典型的不反应难固溶异质材料,如何获得高质量冶金结合界面进而提升二者焊接接头性能,是国内外研究的热点。本论文以镁合金与钢焊接界面为研究对象,利用第一性原理计算方法,结合工艺试验结果,围绕镁/钢焊接界面化合物的力学性能、镁在化合物上的吸附情况、施加应变后镁与化合物的界面粘附功等开展了系统研究,具体研究成果总结如下:利用激光诱导电弧焊接技术对100×50×1.5 mm镁合金与添加镍夹层的100×50×1.0 mm钢进行了焊接,并获得了成形良好的焊接接头。研究了不同激光功率下镁合金与钢焊接接头的力学性能及断口形貌。结果表明:随着激光功率的增加,焊接接头的拉伸性能先增加后减小,在激光功率为161 W时,拉伸性能最佳,最大拉伸强度达到239 MPa（镁合金母材抗拉强度的94.5%）。SEM及EDS分析结果表明:当界面形成分散的Al–Ni化合物时,焊接接头的力学性能较好,断口呈塑韧混合型断裂且断裂位置位于焊缝。基于上述实验结果,选定Al–Ni化合物为主要研究对象。利用第一性原理计算分别对AlNi3、AlNi2、Al2Ni3、Al3Ni5、AlNi、Al3Ni2和Al3Ni的形成能、力学性能、电子性能和热力学性能进行了计算。结果表明:AlNi化合物形成能和在常温下的自由能最低、最容易形成。以G/B（剪切模量/体模量）系数为标准对Al–Ni化合物的脆性和韧性进行了讨论。结果表明Al3Ni2表现为脆性,其他化合物表现为塑性。其中AlNi2和AlNi的塑性最佳。基于以上计算结果,选择AlNi化合物为主要研究对象。计算了单个和多个Mg原子在AlNi表面不同位置的吸附能和电子性能。计算结果表明:Mg原子与AlNi表面形成了化学吸附,且与Ni原子之间形成了化学键。已吸附的Mg原子会促进其他Mg原子的吸附,这与不同Mg原子之间形成的相互作用有关。化学吸附和化学键的形成是导致Mg原子与AlNi表面相互作用的重要因素。通过添加应变建立了Mg/AlNi界面模型,计算了在Top、Bridge、Hollow三种不同结合方式下的界面粘附功。研究了合金元素Mg、Fe、Mn的加入对于界面粘附功的影响。结果表明:三种结合方式下界面均稳定存在,Mg/AlNi界面更倾向于以Bridge形式存在。Fe、Mn元素的加入导致界面更稳定,Mg元素的加入导致界面变得更不稳定。合金元素加入导致的电子性能的变化是使得界面和焊接接头稳定存在的重要原因。