通过对10 mm厚Q345钢进行高功率激光-电弧复合焊接实验，对比研究了7.5 kW激光对不同模式电弧焊接熔滴过渡与焊缝成形的影响。结果表明：高功率激光的加入对标准熔化极活性气体保护电弧焊（MAG）、冷金属过渡弧焊（CMT）和脉冲电弧焊接过程中的熔滴过渡有显著影响。在标准MAG焊接过程中，激光会吸引和压缩电弧，导致电弧长度显著缩短，同时匙孔喷出的金属蒸气与等离子体会降低熔滴过渡频率；在CMT焊接过程中，激光会延长单次短路过渡周期，同时引起的熔池振荡会降低短路过渡的稳定性；在脉冲电弧焊接时，激光的加入提高了熔滴过渡频率，同时匙孔处的气流对熔滴过渡起阻碍作用，使熔滴向熔池侧面过渡，造成飞溅的产生。与单一电弧焊接相比，激光-标准MAG与激光-脉冲电弧复合焊接中的焊缝熔宽增加，而激光-CMT焊接中的焊缝熔宽的变化不明显；受熔滴直径和过渡频率的影响，激光-标准MAG与激光-CMT焊接中的焊缝余高减小，而激光-脉冲电弧焊接中的焊缝余高略有增加。三种电弧模式下激光与电弧相互作用的熔化能增量值（ψ）不同，其中，激光-脉冲电弧复合焊接的ψ值最高（36%），其次为激光-标准MAG复合焊接（19%），激光-CMT复合焊接的ψ值最小（-12%）。

对10 mm厚Q345钢进行高功率激光?MAG复合焊接试验，研究电弧功率对焊接过程熔滴过渡行为与飞溅的影响。结果表明：电弧功率会显著影响焊缝形貌与熔滴过渡行为，电弧功率过高或过低均会导致焊缝表面塌陷；当电弧功率为6860 W时，可获得平整光滑的焊缝形貌，且无咬边塌陷等缺陷；随着电弧功率增大，溶滴过渡模式逐渐由含短路过渡的混合过渡模式向单一射流过渡模式转变，前者主要包括大滴过渡、射滴过渡、射流过渡分别与短路过渡组成的混合过渡模式；混合过渡模式下的短路过渡是产生飞溅的主要原因，在单一射流过渡模式下匙孔处的羽辉气流会促进飞溅的产生。

为了提高纳秒激光成孔质量, 改善成孔时孔口熔融物、孔口再铸层、孔的锥度等缺陷, 利用超声振动辅助321不锈钢表面纳秒激光成孔, 观察孔口微观形貌及上下孔口直径, 分析超声振动功率、激光脉冲能量、离焦量以及辅助气体气压对纳秒激光成孔质量的影响。结果表明, 在不同工艺参数下的打通孔实验中, 超声振动辅助成孔深径比大、再铸层较小、孔壁波纹细密、喷溅物减少, 成孔质量得到改善。随着超声功率增大, 上下孔口圆度提高、锥度减小, 且打孔效率提升;激光脉冲能量对成孔的上下孔口直径、孔口熔渣溅射影响显著;离焦量为1 mm时获得锥度最小的孔, 且熔渣较少、热影响区面积小, 离焦量过大或过小, 易造成熔融物聚集, 辅助气体压力增大, 热影响区减小。

针对水下激光成孔存在的缺陷, 用超声辅助水下激光成孔的工艺方法对不锈钢进行打孔, 分析了激光脉冲能量、水层厚度、超声功率对成孔三维形貌、孔径和孔深的影响; 对比分析了有无超声辅助水下激光成孔三维形貌和SEM图像。结果表明, 超声场辅助水下激光成孔工艺下, 孔口形状、孔壁粗糙度改善, 熔渣沉积减少, 成孔质量比较好。随着激光脉冲能量、超声功率的增大孔的深度和直径也随之增大, 孔锥度减小; 随着水层厚度的增加孔的深度和直径先增大后减小, 在水层厚度为3 mm处的孔直径最接近于孔深; 有超声辅助时孔的形貌明显好于无超声时孔的形貌。

为了研究硬质合金表面激光微织构工艺对膜-基结合性能的影响,利用光纤激光对硬质合金表面进行了微织构造型(不同微凹坑直径、深度及密度),并选用PVD工艺利用超高真空多功能的磁控溅射系统对硬质合金织构后的表面进行TiAlN涂层的沉积;采用HXD-1000TMSC/LCD 显微硬度计测定了涂层表面的显微硬度;应用X-350A X射线应力测定仪检测了基体织构后的表面残余应力以及涂层后试样截面的残余应力。研究结果表明: 硬质合金基体激光微织构处理对涂层表面的显微硬度具有一定的影响,其中织构密度对显微硬度的影响较大;硬质合金表面激光微织构会在基体上引入残余拉应力,凹坑间距对残余应力影响很小,而织构密度对残余应力的影响较大。