激光焊接，由于其焊接速度快、变形小、热影响区窄等优势，已经发展为先进铝合金结构连接的一种重要手段。焊接结构在交变载荷作用下，其机械失效最主要的形式为疲劳断裂，焊接结构的疲劳强度问题是一个必须加以重视的问题。因此对铝合金激光焊接接头的疲劳性能进行系统的测试分析并展开铝合金激光焊接接头疲劳寿命预测方法研究具有重要的理论和工程实用价值。　　本文从工程应用角度出发，采取试验与理论相结合的研究方法，对6156铝合金激光焊接接头疲劳性能进行了系统的测试分析，提出了新的基于断裂力学理论的铝合金激光焊接接头疲劳寿命预测方法。　　第一，测试得到了6156铝合金激光焊接对接接头和T型接头的静力性能，以及恒幅应力比R=0.5、0.06、-1和谱载顺序Mini-TWIST、Mini-TWIST-1000下的S-N曲线。采用中心裂纹扩展试样测试得到了6156铝合金激光焊接接头母材、焊缝和热影响区恒幅应力比R=0.5、0.06、-1下的裂纹扩展da/dN-△K曲线。　　第二，统计分析了6156铝合金激光焊接对接接头和T型接头疲劳载荷下的断裂位置，采用扫描电镜对其断口进行了分析。比较了6156铝合金激光焊接接头不同组织区域的裂纹扩展性能差异，并从残余应力、硬度、微观组织方面对造成这种差异的原因进行了探究。　　第三，基于疲劳极限和疲劳裂纹扩展门槛值的关系，提出了一种焊接接头初始裂纹尺寸确定方法，并基于此方法得到了6156铝合金激光焊接对接接头和T型接头的初始裂纹尺寸。提出了一种基于裂纹闭合的铝合金激光焊接接头恒幅疲劳寿命预测方法，此方法考虑到了应力比和残余应力对疲劳寿命的影响。通过试验验证，预测寿命与试验寿命吻合良好，大多数预测结果在2倍因子之内。　　第四，通过传统的基于S-N曲线和雨流计数的方法对6156铝合金激光焊接接头变幅载荷下的疲劳寿命进行了预测，结果发现，63％的预测寿命在3倍因子之内。提出了一种计算简单的基于RMS模型的铝合金激光焊接接头变幅疲劳寿命预测方法。在此方法中，通过残余应力对裂纹扩展驱动力K*的改变考虑到了其对疲劳寿命的影响，提出了残余应力松弛因子β=0.5，通过它考虑到了残余应力松弛对疲劳寿命的影响。通过试验验证表明，此方法能够较好地预测疲劳寿命，74％的预测寿命在3倍因子之内，预测精度优于传统的基于S-N曲线和雨流计数的预测方法。　　最后，基于疲劳裂纹在稳态变幅载荷下裂纹张开应力强度因子恒定的特性，提出了一种基于裂纹闭合的适用于稳态变幅载荷下铝合金激光焊接接头的变幅疲劳寿命预测方法。在所提出的方法中，通过残余应力对稳态变幅载荷块中裂纹张开应力强度因子的影响考虑到了其对疲劳寿命的影响，通过提出的残余应力松弛因子β=0.5，考虑到了残余应力松弛对疲劳寿命的影响。试验验证结果表明，大多数预测结果在2倍因子之内，其预测精度优于提出的基于RMS模型的变幅寿命预测方法，但基于RMS模型的变幅寿命预测方法具有计算简单的优势。