胶焊技术是把焊接技术与胶接技术相复合的一种新型连接方法,在合适的参数条件下,可以得到具有两者优点的连接接头。该接头既有焊接接头重量轻、静载强度高和可靠性好的优点,又有胶接接头疲劳特性和密封性好的特征。胶焊技术可以提高接头的综合性能,对于传统焊接工艺难以连接的金属及异种金属有较大的应用潜力。在现代化工业生产中,为了实现结构设计轻量化、发挥异种材料自身的优势,异质金属材料之间高质量连接成为研究的热点。镁合金以其独特的性能使其在工程领域具有广阔的应用前景,而钢铁是目前工程领域的主体材料。因此,作为异质金属连接的热点问题,实现镁-钢异质金属的高效连接具有重大工程意义。但是,由于镁合金自身的塑性较差,使得镁-钢搭接结构的承载能力有限,导致镁-钢搭接结构在实际工程中的应用受到限制。本研究将原有的基于夹层设计的镁-钢异质金属复合热源连接技术和胶接-焊接复合连接技术有机结合,提出了镁-钢激光-TIG电弧复合热源胶焊连接技术,以进一步提高镁-钢接头的综合力学性能。本文以AZ61镁合金和Q235钢为研究对象,以纯镍箔作为过渡夹层,选用Terokal5087型商用环氧树脂基有机胶粘剂作为焊接涂敷用胶,利用激光-TIG复合热源焊接技术对镁-钢异种金属进行激光-TIG电弧复合热源胶焊实验。主要研究了镁-钢复合热源胶焊的工艺,并对镁-钢复合热源胶焊的连接机理进行了初步的探索,为镁-钢连接提供新思路和新方法,并为以后镁-钢连接的实际应用奠定基础。实验研究发现,胶粘剂的加入使得镁-钢异质金属复合热源胶焊成形困难。其中,影响接头表面成形的主要因素是焊接过程中胶粘剂分解产生气体的量。实验发现采用激光在前电弧在后的顺序,胶粘剂的厚度为0.1mm,焊接速度为650mm/min时,可获得表面形貌良好的镁-钢复合热源胶焊接头。且该参数下镁-钢复合热源胶焊接头的力学性能最佳。固化后的镁-钢复合热源胶焊接头的线载荷可达2.90kN/cm,未固化的镁-钢复合热源胶焊接头的线载荷为1.460kN/cm,其断口形貌均为混合断裂。胶粘剂的加入使得镁-钢胶焊接头塑性得到一定程度的改善。实验结果表明,在镁-钢复合热源胶焊中,由于胶粘剂的加入使得熔池内的温度升高,金属熔化量增加。激光-TIG电弧复合热源在钢板上以类似于热导焊的焊接模式熔化母材,使得熔池中熔化的金属Mg、Ni以及Fe处于一种亚稳态。在亚稳态的熔池中,各个元素的分布状态发生了明显变化,Ni元素更集中分布在Mg元素与Fe元素之间,Mg与Ni发生冶金反应,Ni与Fe相互固溶扩散。在胶粘剂分解气体逸出的带动作用下,熔池内流动性增强在Mg元素与Fe界面处出现了宽度约为3-5μm的Mg-Fe元素过渡层,该过渡层主要由Mg2Ni、MgNi2以及Fe-Ni固溶体共同组成。在Mg-Fe过渡层的作用下实现了镁-钢异质金属之间以“冶金结合”的方式实现彼此的高强度连接。