采用先进高强钢及铝合金的激光拼焊板制造汽车车身符合汽车工业节能减排需求，是汽车车身轻量化的重要技术手段之一。由于激光焊接热循环的作用，先进高强钢及铝合金激光拼焊板有时出现热影响区软化，其使役性能相比母材有所下降，严重时接头在热影响区发生断裂。因此，本论文针对热影响区软化的激光拼焊接头力学性能问题，以易出现热影响区软化的典型先进高强钢—双相钢激光拼焊接头为对象，研究了接头的组织和性能分布特征、横向接头拉伸力学行为，揭示了接头拉伸性能的提升机理，针对性提出了一种提升接头和拼焊板力学性能的局部冷却辅助激光拼焊工艺，最后探讨了该工艺在铝合金激光拼焊中的应用。　　针对DP600、DP780、DP980三种不同强度级别的双相钢进行同质等厚激光拼焊，确定了合理工艺参数范围，研究了三种双相钢的接头不同位置微观组织和力学性能的分布规律。结果表明，三种双相钢接头的微观组织及各区域力学性能分布基本相同，相似热影响区微观组织出现在热输入较小接头中的位置比热输入较大接头更接近焊缝中心线。对于存在明显软化区的DP780与DP980接头，随着热输入增大，接头最软区位置与焊缝中心线的距离、软化区宽度显著增大，软化程度基本不变。　　研究了三种双相钢横向接头拉伸性能，采用有限元模拟方法、实验方法分别研究了双相钢横向接头拉伸载荷达到最大值前、后的拉伸变形行为，对比研究了DP780、DP980母材与其接头软化区的断裂行为。结果发现，热输入对DP600接头拉伸性能影响不明显，所有接头均断裂在母材；DP780、DP980接头延伸率随着热输入增大而显著下降，所有接头均断裂于软化区。在整个 DP780、DP980接头拉伸过程中，焊缝、粗晶区和细晶区仅发生微小变形，软化区附近形成由临界热影响区、软化区和部分母材组成的缩颈区，软化区附近缩颈区外母材存在均匀变形区；在接头拉伸载荷达到最大值后，母材的均匀变形区不再发生变形；拉伸载荷开始下降后，软化区附近缩颈区形成集中缩颈直至发生断裂。从焊接工艺影响接头力学性能的角度，提出了双相钢横向接头极限强度和延伸率的提升机理：软化区的减小增大了母材均匀变形区的应变、阻碍了软化区附近集中缩颈的形成。基于母材和接头软化区的断口表面和截面宏、微观形貌分析，探讨了软化区断裂机制，揭示了剪切变形集中和变形差异是软化区断口形貌特征形成原因。　　提出一种进一步提升接头力学性能的局部冷却辅助激光拼焊工艺方法，研究了该工艺获得的DP780、DP980两种接头的微观组织、显微硬度、拉伸性能以及拼焊板的成形性能。结果表明，该工艺能提高热影响区散热能力，有效减小软化区。该工艺获得的两种横向接头拉伸均断裂于母材，拉伸性能接近母材。该工艺使DP780、DP980两种拼焊板极限拱顶高度成形试样的失效模式由平行于焊缝的热影响区开裂变成垂直于焊缝开裂；使两种拼焊板极限拱顶高度分别提高了30％和69%，拼焊板应变分布和成形极限更接近母材试样。该工艺提升双相钢拼焊板成形性能的核心机理为：软化区的减小阻碍了集中缩颈的形成，在软化区附近出现集中缩颈前，母材发生更多变形，塑性较差的焊缝、粗晶区和细晶区最先达到其成形极限而发生开裂。　　将局部冷却辅助激光拼焊工艺应用于5052H及6061T6同质不等厚铝合金激光拼焊，获得了具有良好焊缝质量的接头，对比分析了有/无局部冷却工艺接头的微观组织、显微硬度分布、横向接头拉伸性能和断口形貌特征。结果表明：局部冷却工艺分别使5052H及6061T6铝合金接头热影响区宽度分别减小约25%和68%，但热影响区软化程度基本不变；局部冷却工艺使5052H接头极限强度和延伸率分别提高了6%和28%，但对6061T6接头作用有限；探讨了接头拉伸性能变化原因，指出软化的焊缝和热影响区共同影响接头拉伸性能。