轻质合金主要包括铝合金、镁合金和钛合金,其中铝合金具有抗腐蚀性能好、比强度高、易加工、价格优等优点,镁合金则为世界上最轻质的商用金属结构材料,在诸多领域广泛使用。由于环境污染和温室效应现象的加剧,使用铝合金和镁合金实现汽车、飞机和轮船等领域的轻量化是解决环境问题的有效方法之一。但在室温条件下,铝合金和镁合金成形时均易发生破裂现象,严重影响了它们的广泛应用。焊接技术是在高温或高压条件下,使用焊接材料将两块或两块以上的待焊接的工件连接成一个整体的操作方法,是一个局部的迅速加热和冷却过程。在整个焊接过程中,被焊材料的局部组织性能和结构均发生了变化,这种变化可以加以利用,以提高板料的成形性能。本文先应用钨极氩弧焊(TIG)作为辅助热源,分别对6061-T6铝合金和AZ31镁合金进行表面预处理,使用V型弯曲实验进行成形性能测试;后又根据技术特点和实际需要,针对6061-T6铝合金使用搅拌摩擦焊(FSW)为输入热源,通过杯突实验测试性能结果。配合宏微观组织观察、硬度测试实验、局部力学性能测试以及机器学习方法进行结果研究、分析和预测。对6061-T6铝合金进行电弧预处理,观察组织结构,测试成形性能、硬度分布以及各组织力学性能可得:100-130A的电弧电流可以软化铝合金,弯曲角达到60°,性能提升比例达105%,同时回弹量减少了0.19mm,提高比率为68%。电弧能量导致板材在处理中心3mm范围内出现硬度下降,形成的热影响区内的晶粒受热转变为近似等轴晶,获得了更大的应变硬化潜力,在成形过程中硬度可以恢复部分。AZ31镁合金表面经电弧处理后,可在表面4mm和背面10mm范围内改变其组织结构。随着电流的增大,板材成形性能呈先增强后减弱的趋势,在60A时达到最佳,可弯曲角度达到98°,相比母材提高88%。60A电流下处理后板材纵向组织按熔化区-半熔化区-热影响区依次分布,热影响区内发生的再结晶和晶粒长大有效提高了该区域的塑性。热影响区组织拥有高延伸率低硬度的特点,熔化区硬度和热影响区相当,延伸率为热影响区对的81%,半熔化区硬度较高,但延伸率只有热影响区的73%。搅拌摩擦预处理带来的影响区域面积与搅拌头的直径和预处理参数有关,在10mm轴肩直径的最佳下压量参数下,一次搅拌摩擦预处理可以在试件上下表面分别形成宽12mm和8mm的软化区域。在只改变下压量的情况下,预处理板材的杯突值和承受最大应力值均呈先增大后减小的趋势,最佳性能参数在下压量0.17mm处,杯突值提升率为68.83%。根据输入能量的多少,可以将预处理板材划分为低能量输入、中高能量输入和过高能量输入。低能量输入时板材的破裂形式与母材相似,中高能量和过高能量情况下板材的破裂形式相同。试件的热影响区和轴肩作用区组织结构与搅拌摩擦焊相同,预处理区域内的硬度分布关于预处理中心呈对称关系,使整个预处理区域组织更加均匀,大大的提高了预处理后的成形性能。本文以搅拌头旋转速度、行走速度和下压量为输入变量,板材杯突值和可承受最大应力值为输出变量建立多输出最小二乘支持向量回归机模型,预测输出变量和测试之间有很高的相关性(相关系数:R_杯=0.9538,R_应=0.9019),输出值均方根误差分别为0.1180mm与95.2271N.该算法同时保证了各输出变量之间平衡性,确保了模型的鲁棒性。