激光冲击焊接工艺可以实现微小尺度金属箔板之间的连接,焊接后几乎不存在热影响区,焊接可靠稳定。本文通过实验和数值模拟相结合的方法,对激光冲击焊接Ti/SS、Cu/Al/Cu金属箔板的焊接试样表面形貌、焊接界面微观结构、焊接接头机械性能、界面波形成机理等方面进行了研究。本文的主要研究内容和成果如下:首先,开展了激光冲击焊接Ti/SS金属箔板实验研究。利用光学显微镜对焊接试样的表面形貌进行了观察,结果表明:当激光脉冲能量较大时,复板表面容易出现烧蚀现象,当飞行距离较大时,复板表面可能会出现破裂现象,当选择合适的激光脉冲能量和飞行距离时,复板可以获得良好的表面质量;通过SEM对焊接界面的波形进行了观测与分析,研究表明:增大激光脉冲能量或者飞行距离,焊接界面的波形均从平直状过渡到微波状,最终转变成波状,复板与基板之间的机械互锁程度随之提高;EDS分析显示焊接界面发生了微量的元素扩散,并没有金属间化合物生成;使用纳米压痕仪测量了焊接界面附近区域的硬度,研究发现:随着测试点与焊接界面距离的增大,测量所得的硬度值随之减小;通过电子万能试验机对焊接试样进行了拉伸剪切测试,结果表明:增大激光脉冲能量或者飞行距离,焊接试样的最大拉伸力均增大,接头的焊接质量提高,焊接试样的失效形式均为焊点边缘断裂失效。其次,开展了激光冲击焊接Cu/Al/Cu金属箔板实验研究。探究了激光冲击焊接三层金属箔板的可行性。利用光学显微镜对焊接试样的表面形貌进行了观测,结果表明:焊点中心复板的表面发生了轻微的回弹,与回弹区域相比,焊接区域的表面相对粗糙并发生起皱;利用SEM和EDS对焊接界面的微观结构进行了研究,研究发现:当激光脉冲能量较小时,在下焊接界面处观察到一小段不连续的结合区域,并测得上焊接界面和下焊接界面附近元素扩散层的厚度分别为4μm和5μm;当激光脉冲能量较大时,在下焊接界面处观测到了局部熔化区的存在,并发现熔化区域中存在Al/Cu金属间化合物;通过硬度测试研究了焊接界面以及附近区域的硬度变化,研究表明:冲击焊接实验后,复板和基板的硬度分别随着与上焊接界面和下焊接界面距离的减小而增大;通过拉伸剪切测试研究了焊接试样的结合质量及失效形式,研究发现:增大激光脉冲能量,焊接试样的失效载荷增大,接头的结合质量提高,并主要存在上焊接界面断裂失效和下焊接界面断裂失效两种失效形式。最后,采用光滑粒子流体动力学方法对激光冲击焊接Ti/SS金属箔板进行了数值模拟,结果表明:Ti/SS冲击焊接的数值模拟结果与实验结果较吻合;模拟可以有效地再现激光冲击焊接Ti/SS金属箔板的焊接过程、冲击射流以及焊点中心附近结合界面的开裂现象;冲击速度或者飞行距离的增大,导致了结合界面的冲击压力和有效塑性应变的增大,进而导致界面波形从平直状过渡到微波状,最终转变成波状;界面波的形成机理与Bahrani提出的复板流侵彻理论十分相似,即界面波是由密度较低的复板对基板进行周期性侵彻形成的,但研究显示该理论具有一定的局限性;复板与基板的碰撞具有高压、高应变率的特征,复板的动能转化为内能导致结合界面附近形成高温层;复板受到基板的反作用力大于二者之间的结合力将导致结合界面发生开裂,开裂通常发生在靠近焊点中心、结合力较小的区域。本文的研究为激光冲击焊接的工程应用提供了理论和实验指导,并为三层板的连接提供了一种新途径。