轻量化成为汽车减排的重要举措，实现汽车减重，大量使用异种铝合金等轻质材料起着至关重要的作用。与常规熔焊相比，激光焊用激光束作焊接热源，具有能量密度高、热量集中、热源易准确控制、焊缝深宽比大、热影响区窄、焊接变形小以及高效高自动化等诸多优点，是异种铝合金理想的焊接方法，但焊接过程存在多变量和较多的不确定因素，而焊后离线检查费时费力、灵活性差，因此实时监测焊接过程光、声、电等特征信息，建立焊接过程中的特征信息与焊件质量性能之间的关联，通过调整和优化焊接参数，控制焊件缺陷生成，成为异种铝合金激光焊研究的重点与难点。本文选取车用5083/6016异种铝合金作为研究对象，采用光纤激光器对其平板试件进行激光搭接焊试验，利用光谱测量系统、扫描电镜、维氏显微硬度机、微机控制电子万能试验机等手段，检测了异种铝合金激光焊接等离子体产生时辐射出的时域MgI光谱，分析了焊缝形貌、显微硬度和力学性能，研究了等离子体MgI光谱信号相对强度与工艺参数、焊接质量性能之间的关联。利用Procast有限元商业软件，对优化工艺条件下焊件的熔池温度场进行模拟计算；基于焊接等离子体MgI光谱信号与焊接质量性能之间的关联分析，提出添加粉末控制焊件缺陷生成，研究结果期望为车用异种铝合金激光焊接的推广应用提供理论与试验基础。激光焊接5083/6016异种铝合金，发现MgI平均相对光谱强度与工艺参数之间存在一定关联，随着扫描速度增加，MgI光谱信号强度降低；离焦量对MgI光谱信号作用明显，而激光功率对MgI信号整体幅度改变较小；MgI平均相对光谱强度与焊件质量性能存在一定关联，MgI光谱强度较小或较大，试件出现焊不透或焊穿现象；MgI等离子体信号波动较大处，出现咬边、凹陷、气孔等缺陷，力学性能低；而等离子体信号平稳时，焊缝平整，缺陷少，力学性能好。利用等效比热容法处理相变潜热，通过对激光热源的综合分析，建立高斯分布的面热源和点热源叠加的热源模型，基于优化工艺条件下焊件熔池温度场的模拟计算，发现工件表面距焊缝中心不同位置的温度，与激光焊接时以热电偶为温度传感器的计算机采集系统试验检测的温度基本吻合；基于熔池温度场的分布特征，从中心高温等离子体区拾取MgI光谱信号，基于MgI光谱信号强度与焊件质量之间的关联，运用Hugh hart的SPC控制理论，建立焊接过程实时控制X–Rs图；为对实时监测焊接过程提供依据，编写了在线监测程序，并对异常处的光谱信号进行逆向追踪，确认对应焊件所处位置；为获得稳定焊接过程，保证焊件质量，进行添加Cu粉激光焊接试验，发现加入粉末，MgI光谱信号波动情况得到改善，焊接过程稳定，焊件的焊缝成型性良好。