为了准确模拟焊接过程中小孔的瞬态形成过程,采用水平集法追踪小孔气/液界面,运用混合理论处理固/液相变,建立了气、液、固三相耦合模型。该模型综合考虑了表面张力、浮力、反冲压力、固/液间摩擦力、潜热、对流以及辐射等影响因素,数值计算得到小孔演变的动态过程和孔内外金属蒸汽行为。模拟发现,小孔形貌瞬态变化,前后壁凹凸变形,逐渐趋于稳定,孔径约为1mm;金属蒸汽与小孔相互影响,最大蒸汽速率为5.3m/s。采用改进的“三明治”方法进行激光焊接实验验证,实验结果与模拟结果相吻合。结果表明,水平集法追踪小孔自由界面在激光深熔焊模拟中具有良好的适用性。这为小孔的研究提供了理论依据。

为了改善钢/铝熔钎焊中钎焊缝与钢一侧接合界面上冶金反应的不均匀性，进而提高接头的拉伸强度，采用仿真模拟及实验相结合的方法研究了V型坡口对钢/铝激光对接熔钎焊性能的影响。利用ANSYS软件对钢/铝激光对接熔钎焊温度场进行仿真，在镀锌钢板上开设V型坡口时，接合界面靠近上表面与靠近下表面的温度梯度(为241℃)较不开坡口时的温度梯度(为588℃)明显减小; 分别在镀锌钢板上开设V型坡口与不开设坡口的钢/铝异种金属进行激光对接熔钎焊试验，并对试样进行拉伸测试。结果表明，在镀锌钢板上开设V型坡口的情况下,接合界面上金属间化合物层的厚度分布较不开坡口均匀; V型坡口的存在使得断裂位置远离接合界面，接头的机械性能明显改善。

在高功率光纤激光焊接厚度为12 mm的SUS 304不锈钢板的过程中，熔池无法在其自身重力、表面张力、蒸气反冲力等作用力的共同作用下保持动态平衡，熔池内液态金属流动剧烈，使得穿透焊时焊缝表面成型质量较差，容易出现飞溅、表面塌陷以及底部驼峰等焊接缺陷的问题。在确定焊接功率及正面保护种类及气流量等工艺参数的情况下，采用改变单一变量的方法，讨论了焊接速度、离焦量、背面保护气流量以及对接间隙的变化对焊缝表面质量的影响。结果表明：合理的工艺措施可有效改善焊缝质量，优化参数后的焊缝表面光滑、均匀，后续加工量小。拉伸试验表明韧性断裂发生在母材处，而且远离焊缝，最大拉伸应力为809 MPa，对应的应变为64%。