采用10 000 W光纤激光器开展磁场辅助激光摆动焊接10 mm厚6061-T6铝合金的工艺试验。利用超景深显微镜和扫描电子显微镜(SEM)分析焊缝截面的宏观形貌和微观组织形貌。观察到在磁场辅助激光摆动焊接的作用下，焊接接头的下塌、飞溅和凹坑等缺陷得到了明显抑制。进而通过高速摄像机对焊接过程中熔池和小孔的行为特征进行了直接观测，观察到磁场有稳定磁场流动的作用。然后进行了X射线探伤测试了焊缝的气孔率，200 mT磁场辅助激光摆动焊接的气孔率最小，能达到0.856%。最后进行了拉伸性能测试，磁场辅助激光摆动焊接的拉伸强度最高能达到318.85 MPa。

针对7075-T6铝合金10 mm中厚板开展了激光扫描焊试验和模拟研究，通过X射线无损检测以及熔池流动模拟，探究激光扫描焊接对焊缝气孔的抑制规律。试验结果表明，随着扫描频率和扫描振幅的增加，焊缝气孔率有降低趋势。分析不同扫描频率下的模拟结果发现，高频扫描下由于匙孔叠加会产生“大匙孔”结构，此结构相较低频扫描下的细长匙孔来说更加稳定，更不容易坍塌形成气泡；同时光束扫描增加了熔池宽度，增大了气泡逸出的概率。分析不同扫描振幅下的模拟结果发现，大振幅显著降低了匙孔的深度，从而降低了匙孔的深宽比，增强了匙孔的稳定性；同时增大振幅进一步扩大了熔池的宽度，增大了气泡逸出概率，进而降低了焊缝中的气孔率。

针对现有的高斯噪声去除方法的边缘保持能力差、去噪图像对比度低等缺陷，提出一种带边缘增强的双树复小波阈值去噪方法。充分利用双树复小波的平移不变性和多方向选择性等优秀特性，根据高斯噪声的数学模型，由假设推导出一种自适应的双树复小波阈值去噪模型；提出一种多向梯度算子，对由阈值去噪模型得出的去噪图像进行边缘提取；最后对边缘图像与去噪图像进行线性有参叠加，得到边缘增强的去噪图像。实验结果证明，所提方法具有良好的去噪性能、边缘保持能力和快速的计算效率。

采用光纤连续激光开展4 mm等厚5083铝合金-TA15钛合金异种材料对接接头的焊接工艺试验。利用扫描电子显微镜(SEM)、背散射电子探测器和能谱仪(EDS)分析接头的界面微观组织的形貌、成分, 观察到激光偏置向Ti侧的接头界面反应区存在大量且微观形貌不同、分布不均的金属间化合物层。进而从热、力两方面分析不同形貌特征的金属间化合物层的产生原因。然后进行了常温拉伸性能测试, 分析断口形貌, 判断断裂发生在Al/Ti界面的TiAl相, 具有脆性穿晶断裂特征, 最高抗拉强度为150.73 MPa。

相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)已广泛应用在防入侵检测、建筑结构的裂缝健康检测和管道检测, 但其准确性和抗噪性能还需要提高。提出了一种基于Φ-OTDR的智能识别系统, 该系统采用神经网络算法进行智能识别, 并对振动强度进行识别概率化处理。实验结果表明: 提出的系统能够准确识别并定位入侵行为, 定位精度达到5 m以内。

研究了外加激光和磁场对10 mm厚SUS316L奥氏体不锈钢窄间隙弧焊的影响。结果表明, 窄间隙弧焊的电弧在窄间隙中难以稳定存在, 无法对坡口底部尖角进行加热。在合适的激光功率下, 窄间隙中的电弧能够稳定燃烧; 但过大的激光参数会使电弧上移, 也无法对坡口底部尖角进行加热。在恒定磁场的作用下, 窄间隙中的电弧向一侧偏摆, 超出窄间隙范围, 另一侧则无法填满窄间隙。随着磁场强度的增加, 此种不对称现象更明显。在交变磁场的作用下, 电弧的左右偏摆交替出现, 形态与恒定磁场的作用几乎一致。在激光的作用下, 光致等离子体使电弧在小孔处聚集和稳定燃烧; 加入磁场后, 带电粒子发生旋转, 而其在电弧中的不均匀分布使电弧在左侧或右侧聚集。因此, 磁场方向的改变使电弧在左右两侧交替偏摆。

研究0 mT和18 mT纵向磁场作用下316L奥氏体不锈钢接头的微观组织, 主要分析了熔合线、柱状区和中心区奥氏体相和铁素体相的形态和织构变化。当磁场强度由0 mT变为18 mT时, 上部复合焊接层由“T字形”变为“三角形”, 这种变化使热量传递方向不易在热影响区汇聚, 提升了固液前沿的温度梯度; 在熔合线处, 磁场的加入使δ相的生长方向由［1 0 0］转变为［2 0 3］, 偏离熔合线的法向(［1 0 0］), 晶体织构由(0 1 6)［21 0］转变为(2 3 3)［32 0］, 但温度梯度的上升使［1 0 0］晶体方向分布的集中程度上升; 在焊缝的柱状区位置, 磁场的加入使δ相的生长方向由［1 0 0］转变为［2 1 2］, 偏离理论温度梯度方向(［1 0 0］), 晶体织构由(0 3 1)［91 3］转变为(3 10 2)［21 2］, 同时δ相与γ相之间的特殊取向关系增多。在焊缝的中心区位置, 磁场的加入使δ相的生长方向由［1 0 5］转变为［1 0 3］, 逐渐偏离理论温度梯度方向(［0 0 1］), 晶体织构由(1 0 0)［01 5］转变为(1 0 0)［0 3 1］, 同时δ相与γ相之间的特殊取向关系减小。

采用高功率光纤激光对15 mm厚2A12铝合金开展了激光切割工艺试验, 系统研究了离焦量、切割速度、辅助气压、激光功率等参数对切割质量的影响。研究过程中以切面条纹形貌和底部挂渣形貌作为依据评判切割质量。首先通过单因素试验, 确定了离焦量、切割速度、辅助气压、激光功率的最佳参数区间; 然后对较佳工艺参数进行试验优化, 即对正离焦和负离焦进行对比试验, 选出最佳的离焦量与切割速度的参数组合。针对15 mm厚铝合金激光切割, 得出最佳工艺参数为：激光功率9 kW, 切割速度2 000 mm/min, 辅助气压1.8 MPa, 喷嘴直径3.0 mm, 喷嘴高度0.8 mm, 离焦量+4 mm。

传输光纤受环境温度变化和振动的影响，会造成射频光频率信号相位漂移，导致时频传输精度下降。为了降低光纤相位漂移对传输系统的影响，采用基于光纤干涉仪条纹计数法的光纤稳相传输技术，进行了光纤相位漂移检测和相位补偿实验验证。实验结果表明：168 m传输光纤28 h自然相位漂移了32.3 ps，采用压电陶瓷和温控光纤协同相位补偿，相位漂移量降低到1.29 fs。