在不锈钢铁道客车车体、电梯、集装箱及钢制家具橱柜等产品中,产品表面不需要涂装,采用传统电阻点焊容易影响表面质量,且密闭性差,而非熔透激光焊接单面成型就能弥补点焊的这些缺点,可以得到良好的密封性、一定强度和较高的表面质量。同时,在车辆、船舶、航空航天等领域的集成焊接中,有大量的焊接部分是三层甚至是更多层薄板的层叠搭接焊。在传统的多层板点焊方式中,由于点焊的不连续性和其自身容易变形的特点,尤其是在焊接三层板连接时,焊接变形较大,易产生缝隙,并造成焊点周围的母材热影响区强度下降,而采用连续激光焊接可以很好的避免这些问题的产生。如何在薄钢板非熔透的前提下实现良好的焊接质量;如何保证三层板激光焊接的焊接质量,成为了目前需要解决的首要问题。本文主要针对这两个重要问题,进行了如下研究:首先,利用SYSWELD仿真软件对非熔透激光焊接SUS304不锈钢薄钢板进行模拟仿真,建立了激光焊接的热源模型,用建立的激光焊接热源模型,模拟分析了激光功率、焊接速度对熔池温度场及熔池深度的影响,并进行了应力场分析。其次,针对非熔透激光焊接薄钢板进行试验研究,分别进行了连续激光焊接试验和脉冲激光焊接试验,分析激光功率、焊接速度、离焦量、脉冲频率、占空比等焊接参数对焊接质量的影响,然后进行焊接接头的焊后检测分析,对比分析了连续激光焊接和脉冲激光焊接在非熔透焊接质量上的优劣势。最后,针对三层板激光焊接进行了零间隙正交试验及变间隙试验。通过焊缝表面成形质量分析,焊缝截面形貌分析,力学性能及金相组织分析,得出了焊接工艺参数及上下间隙对三层板的焊接质量影响规律。