随着全球变暖等气候问题的日益加剧,具有低碳环保特征的轻量化制造成为人们热议的话题,而材料轻量化则是轻量化进程中最为重要的一环,以铝合金为代表的轻合金和碳纤维增强复合材料以其强度高、密度小的优势受到了越来越广泛的关注。然而,如何将物理化学性质差异较大的铝合金与碳纤维增强复合材料连接起来,成为了轻量化制造行业的重大难题,受到了国内外研究人员的广泛关注。由于传统的连接方法对于铝合金与碳纤维复合材料的连接存在一定的局限性,本文提出并改进了一种新型方法——焊铆复合连接技术,将焊接与铆接相结合,以实现铝合金和碳纤维增强复合材料的有效连接。实验材料选用碳纤维增强聚醚醚酮复合材料（CF/PEEK）和6061-T6铝合金,在原有的阶梯型铆钉结构基础上,提出了一种新的半穿透型铆钉结构,既保留了阶梯型铆钉具有的热量缓冲的优势,又减少了加工工序,提高了生产效率。同时本文还提出了一种针对低功率激光诱导电弧复合焊接接头熔池截面形貌的定义方法,解决了传统的熔深-熔宽定义方法不能对低功率激光诱导电弧复合焊接接头截面形貌准确描述的问题,并研究了焊接参数对低功率激光诱导电弧复合焊接接头熔池截面形貌的影响规律及拉剪载荷下的断裂机理。对于焊铆复合连接,熔池截面成形是影响其连接质量的最主要因素。因此本文基于新的低功率激光诱导电弧复合焊接接头截面形貌定义方法,搭建了遗传算法优化的BP神经网络模型,分别构建了焊接熔合线正向预测模型和焊接参数反向预测模型,以实现焊接参数对焊铆复合连接过程中焊接接头熔合线的准确预测和焊接过程中熔池成形的调控。研究发现,半穿透型焊铆复合连接结构可以实现6061-T6铝合金和CF/PEEK材料的有效连接,焊接成形美观,受拉剪载荷时存在焊缝连接处断裂、拔出型断裂、复合材料断裂三种断裂模式,焊接参数与铆钉尺寸均会对复合接头的力学性能和断裂模式产生影响,随着热输入的提高,接头连接面积增大,断裂模式由焊缝连接处断裂转化为拔出型断裂,最终转化为复合材料板断裂;当铆钉直径为10mm时,同参数下的抗拉强度最高,最大拉伸剪切断裂载荷达到2229N,约为母材强度的87%,失效形式为拔出型断裂。利用MATLAB中的三次插值拟合,准确地拟合了焊接接头的几何形貌。神经网络的预测精度较好,每组测试数据的平均绝对百分比误差（MAPE）不超过3%,标准差（STD）小于0.1。反向预测模型通过以设计的熔池截面形貌特征点为输入向量,准确的预测出对应的焊接参数,有效的提高了复合接头的承载能力,最大拉伸剪切载荷达到了2648N,为焊铆复合连接的质量优化和成形调控提供了新的思路。