面对环境保护及节能降耗的要求日趋紧迫，铝合金和钢材的混合使用成为汽车车身结构轻量化的有效解决方案。由于铝合金熔点低、导热系数和电导率高以及表面极易形成氧化膜，不易于电阻点焊。同时，在铝-钢的电阻点焊中，铝合金和钢的传热和导电性能差异大，且在铝-钢界面形成金属间化合物，对接头的机械性能产生不利影响。本文利用创新开发的多环圆顶(Multi-Ring Domed,MRD)电极及焊接工艺焊接得到多种组合的铝-铝和铝-钢电阻点焊接头，系统研究了铝-铝和铝-钢电阻点焊接头的疲劳与断裂性能。
　　首先，采用多环圆顶电极首次得到满足美国焊接学会标准静载强度要求的0.8mm厚的铝合金薄板电阻点焊接头。利用改进的剪切试验，得到铝-铝点焊接头熔核及热影响区的拉伸应力应变关系曲线。以上结果作为本文研究的基准，与铝-钢电阻点焊接头性能作对比。
　　铝-钢电阻点焊接头界面由FeAl3和Fe2Al5两层化合物构成。开发了直接测量金属间化合物剪切强度的微型剪切试验。结果表明利用对称多环圆顶电极有效促进铝-钢界面金属间化合物均匀分布，当金属间化合物厚度小于2μm时，可获得满意的强度。推导了考虑熔核和热影响区材料的不同性能的铝-铝和铝-钢电阻点焊接头临界熔核直径计算公式并成功预测了铝-铝和铝-钢电阻点焊接头断裂形式。撕裂式试验件拉伸试验表明金属间化合物中剪切应力是界面断裂的主导因素，减小铝钢厚度比可避免界面断裂。
　　研究了铝-钢电阻点焊接头试验件构型、钢板涂层类型，熔核直径、缺口根部角度及钢板厚度对点焊接头疲劳性能的影响。采用数字图像相关测试及有限元分析，发现相对于铝-铝点焊接头，铝-钢点焊接头铝侧熔核最大主应变更小，且随钢板厚度增加进一步减小。利用新开发的改进型撕裂式试验件实现对铝-钢点焊接头疲劳裂纹扩展的原位观测，揭示了疲劳失效机理。采用铝侧熔核最大主应变，获得了不同材料与厚度组合的铝-铝和铝-钢疲劳寿命归一化主曲线，结果优于结构应力法。