在现有钢质车身骨架结构上，应用部分铝材替代钢材，通过合理的结构组合实现一体化承载，充分发挥铝合金板材在减重及强度、刚度等方面的优势，实现车身结构的整体优化已成为实现车身轻量化的主要方法，由于钢/铝两种金属之间的固溶度低，晶体结构和物理化学性能差异明显，极易反应生成Fe/Al脆性金属间化合物，严重影响焊接接头的力学性能，因此用常规的方法较难实现钢/铝异种金属的优质高效连接，激光焊成为钢/铝连接的重要方法。实现钢/铝优质高效连接，需抑制或减少Fe/Al脆性金属间化合物产生，而优化激光焊接工艺，使铝熔化，钢母材不熔化或少量熔化是解决问题的关键，本文作者以此为目标，选择汽车车身用镀锌钢与6016铝合金为研究对象，利用数值模拟技术研究了不同工艺参数条件下的温度场和应力场分布，探索了基于人工神经网络优化激光焊工艺参数的方法，开展了钢/铝激光搭接焊试验，利用卧式金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射、微机控制电子万能试验机等手段对优化工艺条件下焊接接头各区域的金相组织、断口形貌、界面元素分布、主要物相与接头力学性能进行研究，研究结果期望为多材料车身结构激光焊的推广应用提供理论指导与技术支持。建立了钢/铝激光焊温度场的数值计算模型，采用ANSYS自带的APDL语言编程实现表面高斯热源的连续照射，基于钢/铝激光焊的温度场计算，获得了不同工艺参数条件下的熔深，获得了不同工艺参数条件下温度场的分布规律，通过热电偶同步测温实验验证了温度场模拟计算的准确性。依据BP神经网络优化理论，设计正交模拟实验，利用不同工艺参数组合下的焊接熔深数据作为训练样本，对BP神经网络进行训练计算，建立了激光焊条件下焊接功率、焊接速度、离焦量与焊接熔深之间的非线性映射关系，仿真预测了各种工艺参数条件下的焊接熔深。在温度场分析结果的基础上，通过间接耦合的方法得到了最佳工艺参数条件下的应力场分布，应用ANSYS通用后处理器中的路径评定方法得到了沿焊缝路径上的横向、纵向和等效应力随时间的变化规律，最后通过实验检测结果验证了焊接应力主要集中在焊缝区。基于数值模拟优化计算，采用光纤激光器，在优化的焊接工艺参数条件下进行了6016铝合金/镀锌钢激光焊的验证试验，利用卧式金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射、微机控制电子万能试验机等手段对优化工艺条件下焊接接头各区域的金相组织、断口形貌、界面元素分布、主要物相与接头力学性能进行研究。发现当焊接功率P=2500W，焊接速度V=45mm/s，离焦量f=0mm时，焊缝成形性良好，无明显裂纹、气孔等缺陷，钢/铝焊缝横截面铝熔化，钢少量熔化，液态铝在钢表面润湿铺展良好，钢/铝界面层厚度约为9μm、各层界面间呈细小锯齿状、界面层主要由FeAl和Fe3Al组成，焊接接头平均抗剪强度为27.70Mpa，断裂形貌表现为准解理和韧性的混合型断裂特征。本文研究结果为异种金属激光焊接提供了一种新的研究思路，为钢/铝异种金属结构激光焊接的推广应用提供重要理论和试验基础。