激光透射焊接作为一种清洁高效,质量可靠的聚合物连接技术,逐渐成为主流的塑料连接方式,并且在医疗器械,白色家电,汽车电子以及半导体封装行业有广泛的应用。目前常用于激光透射焊接的高斯激光由于能量分布不均,易出现器件损坏现象,因此探究使用平顶光束进行激光透射焊接并开展相关工艺研究具有重要的实际意义。本文以PBT复合材料为研究对象,提出分别使用高斯光束和平顶光束对之进行激光透射焊接并对两种光束下的焊接质量进行对比分析;选用五种不同玻纤含量的PBT进行焊接,探究焊接质量与玻纤含量的变化规律;通过曲面响应法建立三因素五水平实验,分别探究使用高斯光源和平顶光源进行焊接时的焊缝抗剪强度和焊缝宽度随焊接工艺参数之间的关系,并建立二次响应的数学模型;分别构建基于高斯光源和平顶光源的三维瞬态有限元模型,并对温度场和流场进行数值模拟,探究焊接过程中焊缝最高温度、熔体最高流速随焊接工艺参数的变化规律。具体研究内容如下所示:首先,对焊件材料的光学性能和热学性能进行实验研究,从对光线射入材料后的透射,反射和散射现象进行论证,验证材料的可焊性。从材料传热着手建立焊件之间的传热数学模型,研究熔池温度差与热对流之间的关系,总结激光与材料之间的相互作用规律。其次,分别选用高斯光束和平顶光束进行单因素实验,探究焊缝抗剪强度,焊缝宽度与激光功率,焊接速度和玻纤含量之间的关系;由焊件不同的拉断形式探究焊接接头的连接机理;观察焊缝剖面和焊缝断面,对比不同光束下的熔池形貌和玻纤流动状态,并对焊缝中气泡的体积和数量进行观察研究;分析焊接过程中熔体的热对流现象,得出高斯光束因其能量分布较为集中,热对流现象更强;通过EDS元素分析探究玻纤在焊缝中的分布位置,及其对焊缝抗剪强度的影响,在焊接过程中,随着熔体的流动,玻纤镶嵌于上下焊件之中,起到机械铆接的作用,焊缝抗剪强度有较大的提升;分别对不同玻纤含量的材料进行焊接,当玻纤含量上升时,熔体粘度增大,熔池体积减小。再次,通过曲面响应法（RSM）设计三因素五水平的实验设计方案,建立焊接质量（焊缝抗剪强度、焊缝宽度）与焊接工艺参数（激光功率、焊接速度、玻纤含量）的数学模型,探究不同的焊接工艺参数组合对焊接质量的交互影响;针对质量优先和效率优先原则分别对输入响应进行优化,最终获得最佳的焊接工艺参数组合,再通过实验验证模型的准确性并计算出模型的误差率。最后,通过ANSYS有限元分析软件构建三维瞬态模型,对激光透射焊接的温度场和流场进行仿真模拟,并分析最高温度和最高流速随焊接工艺参数的变化规律。分别将使用高斯光束和平顶光束的温度场进行对比,探究焊缝的热影响区域和焊缝剖面的形貌差异。本文分别使用高斯光束和平顶光束对激光透射焊接PBT复合材料的焊接质量影响规律进行探究,总结出焊接质量与焊接工艺参数变化规律,为后续工业生产提供理论上的支持。