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镁合金与铝合金具有低密度、高强度、高导电性等优异性能，广泛应用于国民经济以及国防军事领域。实现镁合金和铝合金的的高强连接，可以综合发挥两种金属各自的优势，对于充分、合理、高效的利用镁合金和铝合金具有重要的意义。
本论文针对镁铝异种金属直接扩散焊接存在的问题，设计并提出了分别采用高熔点金属Ni箔和Al-Ni复合中间层的方法，实现镁铝异种金属扩散焊接。中间层的加入避免了Mg-Al系金属间化合物的生成，降低了焊接难度，提高了焊接接头强度。
系统研究了中间层的选择和扩散焊接工艺对镁铝扩散焊接接头结构和性能的影响。采用超声无损检测方法表征Mg/Ni/Al焊接接头的界面结构;利用XRD、SEM、EDS、EPMA等对接头显微结构、物相组成、元素分布进行了表征;利用万能试验机和显微硬度仪检测了镁铝焊接接头的力学性能;依据菲克(Fick)第二定律，结合Boltzmann-Matano方法对Mg/Ni/Al扩散焊接接头界面元素扩散行为进行了计算和分析，揭示了焊接接头界面形成机理，获得了界面过渡区形成与元素扩散之间的规律。
高熔点金属Ni箔中间层的添加成功阻止了Mg、 Al元素的相互扩散，避免了脆性Mg-Al金属间化合物的生成，降低了焊接温度。Mg/Ni/Al扩散焊接接头在焊接温度440℃，保温时间90 min，焊接压力1 MPa时，接头剪切强度达到最大值20.5 MPa，比镁铝直接焊接提高260.2％。界面扩散区生成高硬度Mg2Ni和Al3Ni金属间化合物相，其显微硬度比直接焊接明显减小。Mg/Ni/Al焊接接头断裂发生在Mg-Ni界面，断面主要由Mg2Ni金属间化合物相组成。焊接以脆性断裂为主，Mg侧剪切断面主要由突起物和塑性区组成，Al侧主要由颗粒状物质组成，呈解理断裂形貌。
针对Mg/Ni/Al扩散焊接存在的Mg-Ni界面结合较弱的问题，采用磁控溅射方法在Mg表面沉积Al薄膜，提出采用Al-Ni复合中间层实现镁铝异种金属的扩散焊接。Al薄膜的加入成功增强了Mg/Ni/Al焊接接头弱界面结合处，Mg-Al/Ni/Al扩散焊接温度比Mg/Ni/Al扩散焊接进一步降低。Mg-Al/Ni/Al扩散焊接接头在焊接温度430℃，保温时间90 min，焊接压力1 MPa，接头剪切强度达到25.8 MPa，比Mg/Ni/Al焊接接头提高25.9％。界面扩散区Mg-Ni界面显微硬度降低，Mg-Ni界面结合强度增加，剪切断裂由Mg/Ni/Al焊接接头Mg-Ni界面转移至Mg-Al/Ni/Al焊接接头Al-Ni界面，断面主要由Al3Ni2和Al3Ni金属间化合物相组成。
利用Fick第二定律和Boltzmann-Matano分析方法对Mg/Ni/Al焊接接头Mg/Ni和Al/Ni界面元素扩散进行计算和分析。结果表明，Mg、 Al、Ni元素的扩散系数均随着焊接温度和元素浓度的增加和增大，Mg/Ni/Al扩散焊接界面处Mg/Ni界面处主要依靠Mg元素扩散形成，Al/Ni界面处主要依靠Al的扩散形成。结合扩散系数和误差函数解计算得到了Mg-Ni界面和Al-Ni界面元素反应扩散方程:Mg2Ni: x2=3.97×10-4exp(-139600/RT)(t-t0)Al3Ni: x2=8.62×10-3exp(-174200/RT)(t-t0)