Здравствуйте!
Есть модель унаследованная от QAbstractTableModel и QTableView. Как я понял, метод span у модели должен передавать данные для объединения ячеек, но он не неработает, т.е. не вызывается совсем. Может нужно что-то переопределить в QTableView чтобы это заработало?

У QAbstractTableModel нет такого метода, он наследуется из QAbstractItemModel. Вот что написано в асиситенте:
Перевод:

визуально объединить ячейки можно с помощью представления:
void QTableView::setSpan ( int row, int column, int rowSpanCount, int columnSpanCount )