船舶制造行业对轻量化的要求日益增加,铝合金因其密度小、比强度大和抗腐蚀性强等优点,被用来代替原本钢制结构的船舶上层建筑,这种铝/钢复合结构可以减轻船体的重量并提高船舶的航行速度。但是使用传统铝/钢爆炸焊接头作为过渡接头的铝/钢复合结构在焊接制造以及服役过程中,容易出现过渡接头开裂等安全隐患。因此对现有的铝/钢复合焊接技术的深入研究至关重要,同时研发新型的铝/钢焊接技术也迫在眉睫。本文采用传统的添加铝/钢过渡接头的复合焊接工艺,研究焊接热输入对过渡接头铝/钢界面温度、微观组织和形貌以及力学性能的影响。同时采用Zn-22Al药芯焊丝进行5083铝合金/E36钢的钨极氩弧熔钎焊工艺研究。探讨了焊接电流和预热温度对接头宏观形貌、界面金属间化合物层变化和力学性能的影响,研究高强高效铝/钢异种金属熔钎焊技术的可行性。铝/钢复合焊接研究表明,使铝/钢界面达到同一温度所需要的焊接热输入,铝侧远小于钢侧。改变焊接热输入对接头的宏观形貌和微观组织影响不大。1050铝合金/CCSD钢界面微观形貌由三部分组成,分别为纯固相结合区、Fe-Al金属间化合物层以及由铝合金和Fe-Al金属间化合物共同组成的漩涡状结构。随着焊接热输入增大,铝/钢界面温度升高,存在于漩涡结构中富Al的Fe-Al金属间化合物中的裂纹发生扩展,导致爆炸焊接头中1050铝合金/CCSD钢界面的剪切强度逐渐减小。铝/钢钨极氩弧熔钎焊技术研究表明,使用Zn-Al22药芯焊丝可以制备性能良好的铝/钢熔钎焊接头。当预热温度为150℃,焊接电流为110 A时,由于焊缝成形良好、钢侧η–Fe₂Al₅Zn_x层较薄以及弥散分布在η–Fe₂Al₅Zn_x层中的δ-FeZn₁₀相抑制裂纹扩展,接头抗拉强度达到最大值120 MPa,断裂发生于钢侧坡口钎焊界面,并沿着界面穿过焊缝金属。预热温度主要影响焊缝金属在钢侧的润湿铺展,焊接电流主要影响铝合金熔化以及焊缝中气孔的产生。接头钢侧钎焊界面金属间化合物有两种:η–Fe₂Al₅Zn_x金属间化合物层,其厚度随焊接电流的增大而增加;Fe-Zn金属间化合物,其主要分为两种形式,一种为弥散分布在η–Fe₂Al₅Zn_x层中的δ-FeZn₁₀相,另一种为焊接电流超过120 A时出现在钢板基体与η–Fe₂Al₅Zn_x层之间由Γ₁相与δ-FeZn₁₀混合相组成连续的金属间化合物层,二者均随焊接电流和预热温度的增加而增多。