金属三明治板是由上、下两块金属面板通过中间的支撑芯板连接而成的一种整体结构,这种结构重量轻、强度高、刚度大、减震减噪、绝热防火,在汽车、船舶、航天航空领域得到了广泛应用。激光焊三明治板结构本身的复杂性使其在实际受载如弯曲、冲击、压溃过程中各个区域处于不同的应力状态,尤其位于面板和芯板之间的焊缝其应力状态更加不同。鉴于此,对金属三明治板激光焊焊接接头不同区域在不同应力状态下损伤、变形及破坏机理的研究是至关重要的。本文主要对船级社生产的B级钢种CCS-B和屈服强度是960MPa级的船用钢960钢三明治板焊接接头的基础力学性能进行研究。其中最主要研究了两种材料及其在不同工艺参数下的激光焊焊接接头三向应力度和等效断裂应变之间的关系,三向应力度是控制材料断裂过程最主要的参数,直接影响等效塑性断裂应变的大小。等效塑性断裂应变表征金属材料的塑性,会随着外界加载条件的改变而发生变化,进而反映出金属塑性的差异。因此,研究三向应力度与等效塑性断裂应变之间的关系对金属材料的塑性表征很重要。最终得到：无论试样处于平面应力状态还是平面应变状态,三向应力度与等效塑性断裂应变之间满足指数关系,随着三向应力度的增加,等效塑性断裂应变降低、塑性变差。另外,利用光学显微镜(Optical Microscope, OM),扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope, SEM)对这两种材料及不同工艺参数下焊接接头进行组织分析。CCS-B钢板SEM观察表明CCS-B母材组织中铁素体和珠光体形成了带状组织。激光焊接功率为12kW、焊接速度2000mm/min的焊缝中心区域柱状晶晶界明显,柱状晶内部是针状铁素体和块状珠光体。热影响区的粗晶区和细晶区主要是珠光体和铁素体,热影响区内组织细小均匀,故硬度最高。960钢板OM观察结果表明母材组织由块状铁素体和细晶粒片状贝氏体组成,无明显带状组织。采用不同激光焊接工艺的960级船用钢,焊缝中心区域不但分布铁素体和贝氏体还有马氏体和魏氏组织。热影响区粗晶区块状铁素体沿晶界分布,内部是针状铁素体、珠光体。细晶区组织是均匀细小的铁素体和片状珠光体。通过平板拉伸试验得到CCS-B母材的各向异性因子等于0.58,说明带状组织对CCS-B母材的性能影响不可忽略。CCS-B焊接接头进行拉伸试验时试样最终断在母材,表明接头的力学性能更好。而960钢板焊接接头试样都断在热影响区粗晶区,热影响区粗晶区是整个接头的薄弱环节。对960钢板在不同焊接工艺参数下接头力学性能进行比较可知：随激光功率增大,焊缝强度增加,塑性降低。对CCS-B和960钢板进行缺口拉伸试验时,试样无论处于平面应力状态还是处于平面应变状态下,无论缺口半径大小,焊缝的强度和塑性均好于母材。相比之下,960级船用钢不同焊接工艺的焊缝力学性能差异不大,缺口处应力集中对试样力学性能的影响远大于焊接工艺参数。通过不同温度下的冲击试验探讨CCS-B钢和960钢母材及焊接接头的韧性,最终得出：CCS-B钢母材低温韧性好于焊接接头,而室温下焊接接头的冲击功高、韧性好。对于960钢,在-95℃和-196℃母材韧性好,而室温和-50℃下接头的韧性好。