钢-铝混合车身材料是实现汽车轻量化的有效方案,钢-铝激光焊接结合了铝材质量轻和激光焊自动化程度高、焊接速度快、对材料热损伤小等优点,钢-铝激光焊作为解决汽车车身钢-铝连接的理想技术手段,已成为近年来研究的热点。但钢-铝异种金属激光搭接焊在实际焊接过程中焊缝处会产生许多孔洞缺陷,这些孔洞会引起局部应力集中,从而导致疲劳裂纹的萌生。通过三维X断层扫描技术可以探究焊缝中孔洞的三维形貌并提取三维特征数据,然后结合有限元模拟和疲劳试验是分析微观孔洞对接头疲劳性能影响规律的理想途径。本文首先以SGC440高强度合金钢和6016铝合金作为母材进行激光焊接试验,制备疲劳试件。然后利用三维X断层扫描技术得到焊缝孔洞的三维特征数据,并分析了焊缝孔洞的分布特点。最后,选取焊缝孔洞的几组主要参数作为变量,在ABAQUS软件中建立钢-铝焊接接头有限元模型,进行不同孔洞三维特征参数的有限元分析。根据应力的计算结果并结合等效应力理论系统地研究了孔洞三维特征对焊缝疲劳性能影响。研究结果表明,焊缝表面应力集中处的应力值随着孔洞的三维特征参数改变呈现出规律性变化。孔洞的大小、孔洞距应力集中点的距离、孔洞的空间位置对激光搭接焊缝表面应力具有重要影响,且在其他参数不变的情况下,孔洞越大或者孔洞距离应力集中点的距离越小,则应力集中点的应力就越大。最后,推导出孔洞三维特征对焊缝疲劳寿命的影响规律。