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。

焊接过程中锆合金板材的温度在300 ℃以上时锆合金易吸收氢、氧、氮等气体杂质,这些气体杂质使得锆合金的力学性能急剧下降，加强焊缝及热影响区的隔离保护和合理制定焊接工艺参数是获得优良焊接质量的关键。以光纤激光器为热源，对厚度为0.7 mm 的Zr-Sn-Nb-Fe（锆锡铌铁）合金薄板进行激光对接焊试验，采用ANSYS有限元软件，建立激光对接焊非线性三维传导有限元模型，模拟计算Zr-Sn-Nb-Fe合金薄板的温度场分布。结果表明：模拟计算获得的熔池形状、尺寸与实际焊缝基本吻合，验证了采用高斯面热源模型来模拟Zr-Sn-Nb-Fe合金薄板激光对接焊温度场的合理性；温度场最终呈现流星状的稳定分布，焊缝附近等温线密集，焊缝熔宽窄，热影响区小，板材表面温度在300 ℃以上的区域的宽度随激光功率的增大而增大，随焊接速度的增加而减小；在激光功率为1300~1500 W，焊接速度为50~70 mm/s，离焦量为+1~+2 mm，氩气保护喷嘴直径为8~12 mm的条件下，Zr-Sn-Nb-Fe合金焊接试样的抗拉强度与母材基本相当，获得了良好的焊缝质量，焊缝无气孔、裂纹等缺陷，晶粒细小,主要元素含量相对母材无明显变化，焊接试样具备较高力学性能。

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。

为了研究镁/铝异种金属激光焊接焊缝气孔的形成原因，对1.8mm厚AZ91镁合金和1.2mm厚6016铝合金板材进行了激光搭接焊试验。利用场发射扫描电镜及自带能谱仪，对镁/铝异种金属焊缝中存在气孔缺陷的平均区域、内部不同区域、周围区域以及母材的微观形貌与元素的分布情况进行了研究。结果表明，元素蒸发烧损、残留母材表面的氧化膜以及母材中存在的原始微气孔是镁/铝异种金属激光焊气孔产生的主要原因；采用添加材料激光焊接技术抑制元素蒸发烧损，焊前清除镁板和铝板上下表面的氧化膜，消除镁合金板材原始氢微气孔，是防止镁/铝异种金属激光焊气孔缺陷产生的重要措施。该研究对获得低气孔率镁/铝焊接接头及提高焊接质量是有帮助的。

采用CO2激光器对1.6 mm厚的B340/590DPD+Z镀锌钢板间添加不同量铜粉进行了激光搭接焊。基于光谱仪采集的焊接等离子体光信号，分析添加铜粉对焊接过程产生的等离子体光信号的影响，以及焊接气孔与等离子体光信号的关系。焊后采用扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)对焊缝截面扫描，检测铜元素的平均含量及气孔内壁主要元素的分布变化。研究结果表明，添加铜粉较未添加铜粉激光搭接焊时，等离子体温度振荡显著降低，平均温度下降约5000 K；气孔内壁存在着铜锌固溶体合金，且焊缝中的气孔缺陷与CuI324.8 nm谱线强度存在着关联。此结果为镀锌钢添加粉末激光焊接监测提供了理论依据，并为等离子体控制技术提供了一种新的方法。

Fe/Al难熔合、易生成Fe-Al脆性金属间化合物是钢/铝异种金属优质高效焊接亟待解决的技术难题。对厚度分别为5 mm、6 mm的低碳钢和铝合金板进行了对接处开设坡口、并在界面结合处预置Si粉的光纤激光焊接实验研究，通过调整焊接工艺参数和预置粉末得到成形良好的焊缝。利用卧式金相显微镜、电子显微硬度仪、扫描电镜、X射线衍射仪等设备对焊缝及母材区进行了观察与检测。结果发现：在激光功率为1.8~2.0 kW，焊接速度8~10 mm/s，离焦量-2.0 mm，Ar为保护气体且流量为15 L/min，光斑偏向钢侧距界面结合处0.2 mm的工艺条件下，激光焊接钢/铝异种板材，可实现钢/铝熔合，焊接类型为热传导焊，焊缝区域晶粒细小，硬度高于两侧热影响区及母材，钢/铝结合界面分界线明显，界面处熔化金属互相扩散嵌入母材，呈齿轮式“啮合”态连接在一起。对钢/铝实施热传导焊，可有效控制熔池中Fe、Al熔化量；预置Si粉改善了焊池熔化态下的流动性，熔化金属易于在结合界面铺展，钢/铝焊缝区形成了结构稳定的Al9Si、Fe0.9Si0.1化合物，抑制了Fe-Al脆性金属间化合物的生成。