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近年，随着社会节能减排的呼声越来越高，汽车轻量化已经成了现代汽车制造业的必然趋势。其中激光拼焊板的使用，降低了整车的制造成本、减少了外围加强件数量并简化了装配步骤，同时车辆的抗碰撞能力、成型率和抗腐能力都能得到提高。正因为激光拼焊板有如此多的优点，其应用范围也越来越广泛。我国对激光拼焊板焊接系统和焊接工艺的研究却相对落后，对外国技术有着强烈的依赖，对激光拼焊系统和工艺开发的研究有着重要的现实意义。传统大功率激光拼焊设备上主要采用CO2激光器，大功率光纤激光比CO2激光的光束质量与亮度更好、波长更短、材料对其吸收率更高，正有取而代之的趋势。通过柔性光纤传导激光，更易与现代的自动化设备集成，目前对光纤激光拼焊系统的研究是激光加工领域的热点之一。
本文在深入研究激光焊接原理的基础上，结合工程实践经验，首先对激光拼焊产生的各种缺陷及原因，从材料性能、焊接工艺等方面做出系统性分析;对避免这些缺陷提出合理化建议。围绕如何提高拼焊板质量，对光纤激光拼焊系统进行单元总体选型与设计，选择IPG4000W光纤激光器与悬臂结构机床实现集成，选择FAGOR8070数控伺服系统完成对机床的运动控制;Precitec焊接头与可变曲率镜配合完成焊接系统的自动变焦;设计了系统水路、气路和工装夹具;为保证焊接质量，对不同下料板材选择合适的装夹方式，并对机器人上下料物流进行合理规划。
其次，利用光纤激光对汽车常用0.5mm～3mm厚SPCD钢板，进行不同厚薄比组合下的焊接工艺试验。研究激光输出功率、焊接速度、焦点位置及侧吹保护气等因素对不同厚薄组合下焊接质量的影响，并经正交试验得出最佳焊接工艺参数及不同厚薄比下的焊接特点。对不同厚薄比下的接头进行拉伸、杯突等力学性能测试，对拼焊板焊缝冲压性能做出预估。
最后对焊接接头进行金相检验及微观硬度测试，分析了焊缝、母材及热影响区的组织特性。在焊接试验基础上，根据焊缝横截面形貌，选择面+体热源，对焊接的温度场进行模拟分析，对整个焊接过程准确认识，为组织分析和质量控制提供依据。