汽车轻量化作为节能减排的重要环节是汽车工业发展的重要课题。在车身上引入铝合金和高强钢等轻量化材料能够大幅降低车身重量,而混合车身结构的引入又不可避免地要涉及到铝/钢异种金属的连接问题。由于铝合金和高强钢之间巨大的热物理性质差异,采用传统的焊接方法难以实现两者之间的有效连接,限制了铝/钢复合结构件的推广应用。针对铝-钢的焊接难题,本研究提出一种将激光-电弧焊接与铆接相结合的“焊铆复合连接”技术,用于连接6061铝合金和Q460高强钢。首先采用铝上钢下的搭接形式,使用铝制直铆钉对铝合金和高强钢进行预连接,然后进行搭接焊实验,对焊铆复合连接技术进行初步的探索。然后更换板材放置顺序,采用钢上铝下的的搭接形式,使用钢制直铆钉对铝合金和高强钢进行焊铆复合连接,研究了焊铆复合接头的力学性能和连接机理。最后对铆钉结构进行优化,采用阶梯铆钉进行焊铆复合连接实验,并对阶梯铆钉的作用机理进行了探究。研究结果表明,激光-电弧焊铆复合连接技术可以成功实现6061铝合金和Q460高强钢的优质连接,铆钉的加入可以将铝/钢异种材料之间的连接转变为同质材料之间的连接。采用铝制铆钉的铝-钢焊铆复合连接接头的拉剪力可以达到3.36kN,接头的抗载能力较高,接头断裂形式为剪切式断裂。对采用钢制铆钉的复合接头的内部结构进行研究发现,铝/钢焊铆复合接头由三部分组成,分别为钢板和铆钉形成的对接接头,钢板、铆钉与铝合金板形成的铝-钢连接区,铆钉侧壁和铝合金板侧壁形成的铝-钢界面。在最佳参数下,采用钢制直铆钉的接头,其最大拉剪力为5.3kN,断裂方式为拉拔式断裂;采用钢制阶梯铆钉的接头,其最大拉剪力为6.2kN,断裂方式为拉拔式断裂。铆钉与铝合金板之间存在机械互锁,增大铆钉帽和铆钉腿的直径差可以提升这种机械互锁作用。阶梯结构能够改变热源的作用位置,减少铝合金的熔化量,控制接头中金属间化合物的种类和数量,改善铝-钢连接区的连接质量。采用钢制直铆钉的接头中,金属间化合物由FeAl,Fe₂Al₅和FeAl₃组成,而采用钢制阶梯铆钉的接头中,金属间化合物由FeAl和Fe₃Al组成,实现富Al相向富Fe相的转变。