异种材料熔-钎焊技术是一种基于两种材料熔点具有较大差异的高效焊接工艺方法,在焊接过程中低熔点母材熔化并与熔化的填充金属形成熔焊接头,而熔化的填充金属和低熔点母材在未熔化的高熔点母材表面铺展,并与之形成钎焊接头。该工艺方法可以充分发挥两种材料的性能优势,是一种有着广阔应用前景的异种材料连接技术。铝合金/钢的熔-钎焊技术是近几年的研究热点之一,众多学者借助各种焊接热源对铝合金/钢的熔-钎焊进行了焊接工艺的开发,取得很大进展。但铝合金在钢表面的铺展性以及在钎焊界面处形成的金属间化合物仍旧是制约着铝合金/钢焊接接头性能提升的两大主要因素。基于此,本文主要对铝合金／钢MIG电弧熔-钎焊接头钎焊界面组织演变及其性能变化作为主要研究对象,分别研究了初始温度、焊接热输入、合金元素对铝合金／钢熔-钎焊接头钎焊界面组织性能的影响,分析钎焊界面组织变化机制,为揭示铝合金/钢熔-钎焊接机理以及促进铝合金／钢熔-钎焊技术的应用提供数据支持。在初始温度对钎焊界面显微组织及接头力学性能影响的研究结果中发现,钎焊界面处存在着三个特征区域：焊趾富锌区、中心IMCs(Intermetallic Compounds,金属间化合物)层区、焊根富锌区。其中两个富锌区域形成原因是由于该区域焊接过程温度较低、熔化的镀锌层卷入靠近钎焊界面的熔池中,并在随后冷却过程中沿晶界析出。中心区域组织以金属间化合物为主,没有发现Zn的存在。对不同初始温度下的IMCs层分析认为,由于Fe2Al5的吉布斯自由能相比于其它Fe-Al金属间化合物更低,因而Fe2Al5相首先在界面处形成,并沿着c轴向熔池中生长。在Fe2Al5相的尖端,Al、Si含量比较丰富,因此它们会继续与Fe2Al5相发生反应生成Al8Fe2Si和Fe4Al13。而提高初始温度后,在钎焊界面有纳米尺寸的富铁相产生,这主要是因为初始温度提升后,钎焊界面的峰值温度以及高温停留时间都得到进一步提升和延长,促进了Fe2Al5与Fe元素的相互扩散而形成了富铁相,但由于其形成温度较高而焊接过程冷却速度较快,富铁相的生长被抑制。提高初始温度使得IMCs层的厚度有所增大,但与此同时液态金属的铺展性也得到极大改善,促进了接头抗拉强度提高。对不同热输入下的铝合金／钢熔钎焊接头钎焊界面形貌观察后发现,当热输入较低时,钢侧界面比较平直,而热输入较大时钢侧界面会有凸起的出现。分析认为,焊接过程温度可以达到1406℃(I=65 A),使钢表面处于高温塑性状态或出现微熔的现象,因而可以在电弧和熔滴对熔池的冲击作用下而形成大小不一的凸起。凸起在形成过程中,IMCs层也开始向熔池内部进行生长。在生长的过程中,IMCs会垂直于凸起斜面择优生长使IMCs层与钢界面处产生孔洞型缺陷。随着焊接热输入的增加,接头钎焊界面的剪切强度先升后降。当焊接热输入较低时,中心区域剪切强度低于焊趾富锌区域,因此裂纹会首先沿着钎焊界面进行扩展然后向焊趾富锌区域内部延伸。而热输入较高时,中心区域强度提升使裂纹贯穿整个钎焊界面。分析了添加合金元素调控熔-钎焊接头钎焊界面组织性能的可能性。结果表明,添加了Zn、 Sn条带后,钎焊界面中心IMCs层明显变薄,并在钎焊界面处只形成了Fe2Al5,而Fe4Al13和Fe2Al8Si得到了明显的抑制。添加了Si粉后,Si元素占据Fe2Al5晶胞的c轴,阻碍了Fe与A1元素的接触而使IMCs层厚度有所下降,但化合物种类并没有显著变化仍为Fe2Al5、 Fe4Al13、 Fe2Al8Si。当添加Ti粉后,其在一定程度上避免液态铝合金与Fe、 Zn直接作用而使化合物层厚度下降更加明显,并且化合物外观形貌也变得更为平整。研究结果表明,通过添加合金元素在一定程度上可以实现对熔-钎焊接头钎焊界面组织的调控。