通过激光-熔化极稀有气体保护电弧(MIG)复合焊得到了7020铝合金焊接接头，基于电子背散射衍射技术和高精度同步辐射X射线成像等，研究了该接头微观组织、力学性能、疲劳行为及断裂机制。结果表明，在焊接热循环作用下，冷却后复合焊接头各区域的晶粒形态、尺寸及组织成分发生了明显变化。接头静载抗拉强度和屈服强度分别为265.34 MPa和218.85 MPa，接头强度系数为0.74。在50%存活率下，当疲劳寿命为2×106循环周次时，复合焊接头的疲劳强度为96.13 MPa，约为母材的63.14%，焊接过程降低了材料的疲劳性能。疲劳裂纹萌生于复合焊接头熔合区表面深约103 μm的缺口处，呈典型I型四分之一椭圆裂纹扩展形貌。在稳定扩展阶段，气孔对疲劳裂纹扩展速率的影响较小。