拼焊板技术是实现汽车轻量化的途径之一,以轻金属与钢材焊接制成的拼焊板既能减轻整车重量又能保证零件强度。这种拼焊板在制备过程中,会因为焊接参数不同产生具有特殊形状的焊缝。大部分轻金属与钢在焊接过程中不能相融,导致拼焊板很容易在焊缝与母板的界面处失效。镁合金作为最轻的金属结构材料之一,有密度小、加工性能优良、资源丰富的优点,适应全球节能环保的大背景,目前已经广泛应用于汽车制造行业。本文选取镁钢拼焊板作为研究对象,采用激光-电弧复合热源对镁钢异质金属进行了焊接,通过实验获取了焊缝材料的力学参数,并进一步探究了焊缝形状和焊缝与母板的连接界面强度对拼焊板拉伸性能的影响。首先选取镁钢拼焊板焊缝处材料制作微型拉伸试件并进行拉伸试验,结合数字图像相关技术获得焊缝处的材料参数,并将此参数输入到有限元仿真模型中进行验证。然后使用Cohesive单元来构建焊缝与母材连接界面的有限元模型。将界面分区并设置不同的连接强度,探究了界面中各个部分的连接强度对拼焊板拉伸断裂位置以及拉伸载荷的影响。最后建立拼焊板的参数化模型,使用四个参数控制拼焊板焊缝的形状,通过实验设计的方法详细研究了每个参数与拉伸位移之间的关系。建立基于神经网络的近似模型,以最大拉伸位移为目标进行形状参数的优化。有限元模拟的结果表明,焊缝与母板连接界面的最小结合强度影响镁钢拼焊板断裂的位置,当断裂发生在焊缝时,界面处最大结合强度决定了拼焊板拉伸过程中的最大拉伸载荷;焊缝在钢板上铺展的长度是影响拼焊板拉伸性能的主要因素,当断裂发生在钢侧母板上时,可以使拼焊板的拉伸性能最优。