拼焊板成形技术是指采用不同厚度、不同材质或不同表面涂层的板材,经下料后焊接成整体预制板坯,再进行冲压成形的工艺方法。拼焊板成形技术在减少车身重量、增强车身结构安全性等方面具有重要作用。近年来,随着社会对环境保护、节能减排等要求越来越高,拼焊板成形技术在汽车制造业中的应用越来越广泛。但是,拼焊板母材或厚度不同或强度不同,且存在焊缝和热影响区,导致拼焊板在成形技术上与常规单一板材相比有很大不同,有很多新的技术问题亟待解决,如拼焊板激光焊接、焊接区对拼焊板成形的影响和成形极限等问题。因此,对拼焊板激光焊接过程、焊缝及热影响区金属力学性能测定、拼焊板成形极限以及拼焊板拉深成形过程控制等问题进行深入研究具有十分重要的意义。本文首先研究了不同焊接功率和不同焊接速度对拼焊板激光焊接接头宏观质量的影响规律,给出了课题研究用拼焊板的合理焊接工艺参数取值范围,并基于显微组织分析、硬度测试等试验对拼焊板激光焊接接头进行了质量检测。通过“小尺寸型”拼焊板试样单向拉伸、混合法则和纳米压痕等技术,分别建立了拼焊板焊缝及热影响区金属的平均和非平均弹塑性力学性能测定模型。采用Erichsen杯突试验对比了忽略和考虑焊缝及热影响区金属弹塑性力学性能对拼焊板成形结果的影响。基于塑性本构关系和Hosford屈服准则,在拼焊板焊缝及热影响区金属的弹塑性力学性能已知条件下,提出了一种能较好预测同材等厚拼焊板成形极限的理论计算方法。对于异厚拼焊板,建立了从细观损伤角度预测拼焊板成形极限的GTN(Gurson-Tvergaard-Needleman)模型,采用有限元软件ABAQUS,耦合基于Mises屈服准则的弹塑性GTN损伤模型,对异厚拼焊板的成形极限进行了预测。设计了拼焊板半球凸模胀形物理试验,试验过程中通过改变试件的宽度得到了不同应变状态下完整的拼焊板成形极限图,并与前面两种预测模型得到的拼焊板成形极限图进行了对比分析。综合考虑焊缝及热影响区金属弹塑性力学性能,以拼焊板成形极限图作为拼焊板方盒形件拉深成形的破裂判据,建立了拼焊板方盒形件拉深成形的有限元数值模拟模型。着重分析了拉深成形过程中压边力这一最重要且易于控制的工艺参数对拼焊板方盒形件拉深成形极限、焊缝移动和侧壁起皱(对于锥壁类方盒形件而言)的影响规律,给出了较优的压边力加载方式。引入人工神经网络模型,分析了拼焊板方盒形件拉深成形过程中的主要影响因素,建立了拼焊板方盒形件拉深成形过程中较优的压边力神经网络预测模型。基于正交试验设计和有限元数值模拟构建了神经网络预测模型所需的训练样本,从而实现了压边力控制规律的准确预测。本文最后建立了拼焊板方盒形件拉深成形实验系统,在拉深过程变量P(拉深力)、Q(压边力)和h(拉深行程)的采集实验中,利用LabVIEW虚拟仪器和技术,建立了拼焊板方盒形件拉深成形实验的数据采集系统。设计了拼焊板方盒形件拉深成形的实验模具,并通过物理实验和有限元数值模拟相结合的方法,探讨了板料厚度比、压边力和模具参数等因素对拼焊板方盒形件拉深成形的影响规律。