质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC）可以不经过燃烧而直接将氢气中的化学能转变为电能，能量转化效率高、启动快、工作温度低，在交通工具、电子产品、国防军事等领域具有广泛的应用前景。双极板是PEMFC的核心部件之一，制造成本约占总成本的29%。目前广泛采用的极板是石墨双极板，但是由于其制造成本高、材料脆等诸多问题，石墨双极板已经难以满足低成本的制造需求，正在逐步被金属双极板替代。金属双极板由单极板连接而成，连接接头要求密封性好、抗腐蚀性强、可靠性高等特点。光纤激光焊接方法以其焊接速度快、功率密度集中等优点成为金属双极板的主要连接方式。然而极板原材料为厚度0.1mm的不锈钢超薄板，焊接路径封闭且受焊接夹具约束，以致焊后易产生较大的局部变形和整体变形。严重的极板变形导致电堆压力分布不均匀，极板与气体扩散层间的接触电阻增大，进而制约燃料电池性能的提高。针对上述问题，本文研究了超薄不锈钢板激光焊接变形产生机理，建立了其焊接变形评价方法；提出了超薄不锈钢板横、纵向收缩及角变形等局部变形预测模型；研究了局部变形对整体变形的影响规律，建立了超薄不锈钢板激光焊接整体变形预测的解析模型。论文主要研究工作如下：（1）提出超薄不锈钢板激光焊接变形评价方法建立超薄金属钢板激光焊接实验系统，研究激光功率、焊接速度、焦点位置等工艺参数对焊接接头质量的影响，提出适应超薄不锈钢激光焊接的工艺窗口。以此为基础，研究横向、纵向收缩变形及角变形产生机理，建立局部变形评价方法。研究燃料电池金属双极板焊接变形对电堆装配压力分布的影响规律，提出将金属薄板形貌高度极差及拱曲集中度作为激光焊接整体变形评价指标。（2）推导超薄不锈钢板激光焊接局部变形预测模型基于固有应变法研究超薄不锈钢板固有应变与横向收缩变形、纵向收缩变形的对应关系，进而建立超薄不锈钢板横、纵向局部变形预测模型；研究焊缝形成的物理特征，对焊缝熔池边界进行曲线拟合，获得角变形与熔池边界拟合曲线关系模型，进而建立角变形预测模型。开展厚度为0.5mm与0.2mm的316L不锈钢激光焊接实验，验证超薄不锈钢板激光焊接局部变形预测模型精度。（3）建立超薄不锈钢板激光焊接整体变形预测模型分析了局部横向、纵向收缩变形与角收缩变形单独作用下对整体变形的影响规律，并分别建立其解析模型。运用ABAQUS软件对焊接过程进行模拟，验证上述解析模型的合理性及精度。进而将局部横向收缩变形、纵向收缩变形及角变形单独作用下的整体变形进行线性叠加，建立了超薄不锈钢板激光焊接整体变形预测模型，并用实验进行验证。实验结果表明本模型预测准确度较高。本文围绕超薄不锈钢板激光焊接变形开展研究，针对薄板变形评估、薄板局部变形产生机理、局部变形对整体变形影响、薄板金属焊接过程仿真、超薄不锈钢整体变形预测等方面进行了详细研究，期望为金属双极板整体变形预测及控制提供参考。