为了减轻汽车自重以降低能耗、减少污染、提高效率，车身制造正逐渐广泛采用超高强钢，而焊接是实现高强钢、超高强钢在汽车工业工程应用必须攻克的关键技术。采用传统电弧焊方法焊接高强钢时易产生冷裂纹、热影响区韧性下降、软化等问题。激光以能量密度高、熔深能力强、焊接速度快、热应力低、热变形小等特点成为二十一世纪最具应用前景的先进制造热源。　　 本文利用JMatPro软件模拟计算了1000MPa级别超高强复相(CP)钢(0.17％C、0.33%Si、1.74%Mn、0.018%P、0.004%S、0.35%Cr，0.20%Mo、0.13%Ti)材料的TTT曲线及CCT曲线，获得了超高强复相钢材料铁素体和奥氏体平衡相变时的温度Ac3，珠光体转变温度Act，马氏体开始转变温度Ms及马氏体转变结束温度Mf。通过模拟计算预测了超高强钢激光焊接接头各组织分布规律及其在不同冷却速度下的演变规律，同时对其力学性能进行了预测。　　 本文基于LabVIEW平台，计算机硬件及NI-USB9211A数据采集卡，搭建了温度测试平台，为成功测试激光焊热循环参数提供了技术保障。在激光焊热循环参数的测量过程中，提出了采用测温点逐步接近焊缝金属的设计方法，来进行激光焊热影响区粗晶区热循环的测试。成功获得了激光焊接热循环参数，实测的t8/5为1.67s----2.33s。在t8/5为2s条件下，超高强复相钢材料的模拟激光焊粗晶区组织主要为位错型板条马氏体，局部区域观察到孪晶型马氏体。碳含量低于0.2%的低碳钢材料经过热模拟试验后粗晶热影响区出现孪晶型马氏体以及晶粒长大是导致热模拟试样冲击性能下降的主要原因。　　 对1000MPa级别超高强复相钢进行激光焊接试验，观察发现熔合区很窄，只有几十个微米。通过光学显微镜、扫描电镜和透射电镜分析了超高强复相钢激光焊接接头微观组织，揭示了其微观组织分布规律，即从母材、热影响区到焊缝部位的微观组织分布规律为(M+B+A1+F)→(M+B+F+Ar)→(M+B+Ar)→(M+Ar)。同时马氏体的组织形态以位错型板条马氏体为主，整个焊接接头窄，各区组织具有差异，存在组织梯度的特征。实际焊接接头各区组织的分布规律与模拟计算预测的超高强复相钢激光焊接接头微观组织变化规律基本一致。研究揭示了在不同线能量条件下，粗晶区微观组织的演变规律为：随线能量减小，显微组织从(M+B+Ar）→(M+Ar）.超高强复相钢激光焊缝区主要为板条状马氏体组织，揭示了在不同线能量条件下激光焊缝区微观组织演变规律为：随线能量的减小，马氏体板条宽度尺寸和板条群（领域）尺寸减小。在激光焊缝区的微观组织中发现有块状及条状析出相。　　 本文对1000MPa级别超高强复相钢激光焊接接头进行了显微硬度、拉伸强度、弯曲与冲击韧性试验，结果表明超高强复相钢激光焊接接头具有高强度、高硬度、良好弯曲性能的特点，随激光焊接线能量的减小，激光焊缱部位的冲击韧性有降低的趋势。对激光焊接接头进行了疲劳试验，结果显示疲劳强度在270MPa-290MPa左右，与母材相比降低约23%。在疲劳断口上发现疲劳裂纹起源于熔合区部位，断口存在明显的轮胎状条纹及疲劳扩展辉纹特征。针对薄板激光焊接的特点，本文采用改制的压痕应变法应力测试仪测试了超高强复相钢激光焊接头的残余应力，测试结果表明超高强钢激光焊接头焊缝金属及热影响区中的残余应力分布区域窄，应力梯度大，最大残余拉应力达到了母材屈服强度的70%。使用有限元分析方法进行残余应力分析时，采用叠加的焊接热源温度场及弹塑性分析方法所获得的纵向残余应力数值与压痕应变法测量的结果非常接近。　　 针对超高强复相钢激光焊缝硬度高及疲劳强度低的特点，设计了激光焊与在线跟随TIC电弧表面处理工艺。从试验结果来看，跟随的TIG电弧对激光焊接接头的热循环状态产生了一定的影响。微观组织分析发现上表面激光焊缝区马氏体数量减少，贝氏体数量增多。通过透射电镜显微组织分析可以看出，激光焊缝同样有条束状板条马氏体以及少量的残余奥氏体，同时发现有回火马氏体的存在，板条马氏体的条束被打断，位向也发生了变化。研究发现在线跟随TIG电弧处理工艺，可以有效降低高强钢激光焊缝的最高硬度分布，激光焊接接头的冲击韧性均有所改善。采用压痕应变法应力测试仪测试了使用跟随TIG电弧处理工艺的激光焊接接头的残余应力分布，测试结果表明最大拉伸残余应力仅为母材屈服强度的28%左右，比单纯激光焊有所降低。