近年来镁及其合金由于具有低密度、高阻尼减震性以及易回收利用等优点而在汽车、航空航天、摄影器材等行业备受青睐。将镁和钢(尤其是镀锌钢)连接能够使汽车车身轻量化,从而达到节能、环保的要求。同样作为轻质量的钛及其合金与镁结合不但充分发挥了两者各自的优势也弥补了各自的不足。镁-铜异种金属结构不仅能降低材料成本,节约材料,还能减轻结构件重量。文章通过研究镁与钢、钛、铜的润湿行为及界面结构,对其异种金属焊接接头的性能改善提供了一定的理论依据。本课题主要研究了冷金属过渡条件下,AZ61镁合金在不同基板(Q235钢、镀锌钢、TA2纯钛及T2纯铜)表面的润湿行为和界面结构,并分别得出了镁/钢、镁/钛及镁/铜冷金属过渡连接的最佳工艺参数,同时探索了润湿过程中界面热输入与最终润湿性的关系。结果表明:在镁-钢润湿过程中,当送丝速度在(3.5-9.5m/min)范围内变化时,镀锌层不但不能改善镁/钢润湿性反而导致熔滴过渡不稳定造成飞溅;只有当送丝速度大于10.5m/min时,镁/镀锌钢的最终润湿性才会好于镁/裸钢;无论是镁/裸钢还是镁/镀锌钢连接都会在其界面形成铝的富集层,即镁中的铝与钢中的铁反应形成Al-Fe金属间化合物,该金属间化合物对镁/钢的连接起重要作用。而对镁/镀锌钢来说,由于金属铝和钢的亲和力大于锌和钢的亲和力,故铝更容易吸附于镁/铁界面,锌被排挤到两侧并富集于三相线,而残留于中间界面的锌与镁发生反应形成Mg-Zn共晶层出现在Al-Fe金属间化合物的上方。另外也探究了在裸钢表面分别添加厚度为0.1mm的合金粉末后对镁-钢润湿性的影响。结果表明:添加硅粉后镁/钢界面生成Mg2Si金属间化合物但其对润湿性无明显影响;添加铜粉后,界面生成镁-铜金属间化合物并促进了镁钢的润湿;添加镍粉的润湿性虽然变好,但界面结合非常差;添加锌粉时由于锌蒸发过程并没有产生去除钢板氧化膜的作用从而阻碍了镁/钢的润湿。在镁/钛润湿中,采用大于2.5m/min的送丝速度均能满足润湿性的要求。由于镁与钛不发生反应,两者的连接是靠镁中的铝与钛反应生成Ti3Al金属间化合物实现的,其中铝在镁-钛界面上的富集符合热力学形成的条件。随着送丝速度在2.5-9.5m/min范围内增加润湿性变好,主要可归结为随着送丝速度的增加界面热输入增大,界面反应更加充分。钛板表面的氧化膜通过界面上析出的Al-Ti金属间化合物而被破除,进而使体系本征较好的润湿性变得更加明显。镁-铜钎焊界面生成两层金属间化合物:Ⅰ层(Mg17Al12和Mg2Cu的共晶相),Ⅱ层(Mg2Cu和Mg Cu2金属间化合物),其中白色块状的Mg Cu2很脆,预示着差的力学性能。最后文章通过对比镁/钢、镁/钛、镁/铜的润湿行为,发现其接触半径随时间的变化规律均可由公式:来拟合。其中镁/钛的润湿性好于镁/钢、镁/铜,除了镁/钛本征润湿较好以外,还主要与界面热输入有关,钛板的散热能力最差,钢板次之,铜板最好,故相同温度下,镁/钛界面热输入最大,使得液态镁在钛板上更好的润湿铺展。