激光焊接具有热影响区小、残余应力低、能量密度高、焊接过程精确可控等优点,广泛地应用于汽车及航空工业等领域。激光焊接是一个非常复杂的过程,焊接过程中熔池传输机理、小孔行为等决定着焊缝形貌及焊接接头质量。然而,这些焊接过程涉及的物理机制尚不完全清楚。因此,本文利用流体动力学软件Fluent建立了异种金属激光焊接和铝合金双光束焊接三维瞬态热流耦合模型,研究激光焊接过程熔池流动与传热、小孔演化及异种金属间传质机理,进一步分析了铝合金双光束熔池形态及孔隙形成规律。本文以车身常用的DP600钢和6016铝合金为研究对象,开展了钢/铝激光搭接焊试验,研究了焊缝在不同激光参数下的成形规律。采用扫描电镜和能谱仪对焊接试样进行了检测,研究结果表明:焊接接头结合紧密,焊缝表面形貌平整,但在铝材料焊接界面处有孔隙生成;焊缝截面中部及左右两侧均有较多的Fe-Al金属间化合物生成。建立了钢/铝异种金属激光深熔焊接三维瞬态数值模型。数值模拟基于多相流VOF方程、焓孔介质方程、流体力学基本方程等进行求解计算。采用三维自适应锥体高斯热源模型来模拟激光束,质量输运遵循菲克定律,熔池中主要考虑了表面张力、Marangoni力及反冲压力等作用力。用C语言编写用户自定义函数（UDF）来添加相界面调整函数、源项方程以及部分边界条件等。从无量纲数的角度分析了对流和传导的相对重要性以及各种驱动力对熔池内流动的影响。研究结果表明:熔池最高温度和液体流速在峰值附近略有波动;小孔稳定性取决于反冲压力和表面张力的动态平衡;对流、扩散及小孔行为均对金属传质影响显著。计算结果与实验检测结果吻合较好。为了进一步探究6016铝合金熔池形态及孔隙形成规律,基于小孔耦合熔池动态机理,建立了铝合金双光束焊接三维瞬态模型。通过考虑光束分布位置、焊接参数等对双光束能量耦合效应的影响,进而改进了三维锥体热源模型。通过多相流VOF方法去计算小孔气/液表面,采用焓孔介质法处理固-液相变。研究结果表明:双激光束焊接过程中,小孔之间的耦合作用增强了Y方向熔体流动,焊接熔池表面经历了从椭圆-圆形的变化过程;在光斑间距为0.6 mm时,小孔除了长大、维持、破裂和缩小等共有的阶段外,还存在分离与熔合的周期性过程;双光束焊接时,小孔抗变形能力更强,小孔破裂频率和孔深波动振幅均小于单光束。