工业制造微型化的发展趋势对连接工艺提出了新的挑战。连接性能各具优势的异质金属材料,实现材料优势性能集成,对于优化微型制件的结构组元,提升其应用价值具有重要意义。然而,异质金属材料在塑性、强度和弹性模量等材料属性上的差异,制约了现有微连接工艺稳定实施,迫切需要发展异质金属材料微连接精确成形理论与工艺。激光冲击微铆接是结合激光冲击微成形理论,提出的一种基于塑性成形原理的新连接工艺,该工艺利用激光诱发爆炸等离子体的冲击波效应,使材料产生塑性变形而形成机械互锁结构。本文通过数值模拟的方法研究了激光冲击微铆接工艺变形机理,分析了工艺参数对铆接过程及结果的影响,运用试验设计与优化方法获取最佳工艺参数组合。分析激光冲击微铆接特点,解决了冲击波压力加载、材料本构模型建立及求解时间确定等数值模拟关键技术,建立了激光冲击微铆接数值模拟模型,并通过实验结果验证数值模拟模型的可靠性。对数值模拟结果中箔材的应力、应变和厚度变化等动态响应进行分析,研究了变形过程中材料的温升和冲击波压力的传播过程。结果表明:成形过程可以划分为轴向胀形变形、径向扩张变形、互锁结构形成三个阶段;厚度减薄严重的区域为连接上板中与连接下板上、下圆角区接触的区域和连接上板与底板接触的区域;成形过程中由冲击波传播压缩材料和箔材塑性变形引起的温升均很小。研究了激光工艺参数、材料特性参数、工装结构参数对激光冲击微铆接工艺中铆接过程及结果的影响。结果表明:连接上板厚度分布主要受变形程度的影响,与激光功率密度的大小无关;提高激光功率密度能够更快地实现铆接互锁结构形成;激光光斑直径与连接下板预制孔的孔径相同时,铆接成形效果最好;选择合适的连接上板厚度能在一定程度上改善激光冲击微铆接工艺;垫板高度为150μm时有助于获得成形质量良好的铆接接头。以互锁值和最大减薄率为优化目标,通过优化方法对激光冲击微铆接工艺中工艺参数的匹配关系进行优化。正交试验设计结果表明:激光冲击次数是影响互锁值指标的显著因素;光斑直径是影响最大减薄率指标的显著因素。基于中心复合试验设计和响应面方法,建立了激光能量、冲击次数和光斑直径与优化目标之间的响应面函数模型。采用遗传算法并通过Matlab编程实现了响应面函数模型的寻优过程,获得了32组非劣Pareto解集。通过满意度函数得到了Pareto解集中最优满意解,并用数值模拟及实验结果进行了对比验证。