以DP590双相钢、6016铝合金为研究材料，通过“钢在上部、铝在下部”的搭接模式，进行了激光深熔焊接试验，比较了两者之间添加Ti粉前后接头组织以及性能的改变。结果显示，在气流为15 L/min的Ar气保护氛围下，当离焦量为+1.0 mm，1600 W的激光束以35 mm/s的速度焊接时，添加Ti粉得到的焊缝成形质量较优，线载荷的平均值为110 N/mm，并且相比于未加粉末情况下增大了10%；加入Ti粉可以细化晶粒，同时在焊接过程中，Ti元素大部分会扩散到液态铝附近，并与Fe发生反应得到延性相Fe₂Ti，进而提高接头性能。

针对熔焊条件下液态镁和铝易反应生成脆性Mg-Al化合物进而恶化镁合金/铝合金接头性能的难题,提出了镁合金在上铝合金在下且添加Ni夹层的激光熔焊技术,并采用该技术对AZ31镁合金和6061铝合金进行了焊接;基于热力学性能和力学性质的计算选择夹层元素,并研究了Ni夹层对激光熔焊接头组织和剪切性能的影响。结果表明:在激光功率为1450 W、焊接速度为1200 mm/min、激光头偏转20°、离焦量为0 mm、采用氩气作为保护气体进行侧吹和背面保护的工艺条件下,添加Ni箔夹层的焊缝表面呈规则的鱼鳞状,焊缝表面均匀,焊缝成形良好,接头的剪切强度(线载荷) 最高,为78.92 N/mm;Ni箔夹层可以起到阻隔作用,限制下层铝合金熔体中的Al向上扩散进入上层的镁合金熔池中,减少Al、Mg反应生成脆性Mg-Al化合物的量;此外,接头熔池区域中的Ni、Al反应生成了延性化合物AlNi和Al3Ni,其结构稳定性优于Mg-Al化合物,可以降低接头的脆性。上述的协同作用是添加Ni夹层改善镁合金/铝合金焊接接头剪切性能的重要原因。

采用光纤激光器作为焊接热源的激光熔焊工艺对双相钢DP600和变形镁合金AZ31进行添加Sn箔的搭接焊研究。通过调整焊接参数获得最佳焊接成形，采用卧式金相显微镜、带有能谱仪(EDS)和电子背散射衍射(EBSD)探头的扫描电镜(SEM)和X 射线衍射仪(XRD)等观察焊接接头的微观组织、相分布、晶粒大小、元素分布和相结构组成。结果表明，添加Sn 箔激光熔焊是一种适用于Fe 和Mg 异种材料连接的有效方法，通过过渡区域形成新相可实现Mg/Fe 有效连接。实验还发现，钢上、镁下搭接激光熔焊上层双相钢的热影响区未出现明显的软化组织，焊接熔池和钢/镁接头过渡区域未见大规模氧化物和气孔缺陷，钢侧过渡区域生成FeSn、Fe1.3Sn、Fe3Sn 等Fe-Sn 相，镁侧过渡区域生成柱状枝晶的Mg2Sn相，这些新相的存在可实现钢/镁异种金属的“双向”冶金结合。

对1.4 mm 厚的DP590 双相钢和1.2 mm 厚的6016 铝合金平板试件进行添加Sn-5%Zr(质量分数，下同)粉末的激光搭接焊试验，利用卧式金相显微镜、扫描电镜(SEM)、X 射线衍射仪(XRD)、背散射电子衍射技术(EBSD)和微机控制的电子万能试验机等研究了添加Sn-5%Zr粉末对焊缝微观形貌、焊接区域金相组织、断口形貌、主要物相、相的分布及含量、晶粒大小与接头力学性能的影响，采用基于密度泛函理论的第一性原理方法，计算了添加Sn-5%Zr粉末后新形成物相FeSn、Fe3Sn 和Fe3Al、FeAl、Fe2Al5等Fe-Al金属间化合物的模量。结果表明，添加Sn-5%Zr粉末钢/铝接头平均剪切强度为37.90 MPa，与未添加粉末相比，剪切强度提高，新形成ZrAl3 化合物细化了钢/铝界面Fe-Al金属间化合物的晶粒尺寸，Sn抑制Al向焊缝熔池内扩散，减少Fe-Al金属间化合物层厚度，新形成物相FeSn，Fe3Sn具有较好的延性，Sn-5%Zr 粉末改变了界面层Fe-Al 金属间化合物脆性相与延性相的比例，添加粉末增加焊缝熔宽，提高焊合率，因而添加Sn-5%Zr粉末改善了焊接接头的力学性能。

为了研究激光熔覆熔池尺寸，采用CCD摄像机和VISUAL C++平台自主开发的图像处理软件，建立了一套针对激光熔覆熔池宽度的在线检测系统，提取了熔池边缘和几何特征参量，通过标定试验测定系统的校正系数，在线获取了熔覆层的宽度。结果表明，该系统能比较准确地实现熔池宽度的在线检测，为实时检测激光熔覆熔池表面质量提供了一个有效的工具。

采用商业有限元软件ProCAST, 建立了激光相变硬化温度场的3维数值模拟模型, 对球墨铸铁QT600-3进行激光相变硬化的数值模拟研究, 计算了表面淬火的温度场, 根据温度场预测了硬化层的深度和宽度。激光功率在800～1 000 W之间, 激光扫描速度在2.000～2.667 mm/s之间, 光斑直径在4～5 mm之间时, 计算得到的硬化层深度在0.20～0.64 mm之间, 硬化层宽度在2.0～3.7 mm之间。球墨铸铁数值模拟结果与试验基本吻合, 两者变化趋势一致。