研究了激光填丝焊接工艺参数对哈氏合金薄板纵向挠曲变形的影响,结合样件弯曲刚度和等效载荷分析了焊接工艺参数对纵向挠曲变形的影响。结果表明:激光填丝焊接过程的线能量和相对送丝量通过影响弯曲刚度和等效载荷,进而影响纵向挠曲变形;随着线能量的逐渐增大,等效载荷也逐渐增大,样件的弯曲刚度呈减小—增大—减小的变化趋势。在一定范围内增大线能量会使等效载荷和弯曲刚度同时增大,从而导致挠曲变形的变化幅度相对较小。相对送丝量增大使弯曲刚度在等效载荷不变的情况下明显增大,从而导致焊接变形减小。在合理的参数范围内尽量选择小线能量和大相对送丝量有利于抑制变形。

利用激光近净成形技术进行了316L不锈钢单道多层结构的制备。在相同的激光功率及扫描速度条件下，通过调整送粉率及层间提升量实现了不同沉积效率的成形，并讨论了不同沉积效率下成形结构的微观组织及力学性能特征。结果表明，在一定的激光功率及扫描速度条件下，随着送粉率及层间提升量的提升，沉积效率由初始工艺参数条件下的12.14 mm3/s提高至22.62 mm3/s，提高了86.3%。同时成形单位有效体积消耗的激光能量由初始工艺参数条件下的98.84 J/ mm3降低至53.06 J/mm3，能量利用效率提高了46.32%。成形结构的微观组织呈柱状枝晶形态，随着沉积效率的提高，枝晶长度呈明显的增大趋势。性能检测结果显示，不同沉积效率下的样件力学性能保持了较高的一致性，并未随沉积效率的提高而降低，成形样件抗拉强度及屈服强度分别稳定在510 MPa与290 MPa，延伸率稳定在40%左右，显微硬度也未出现明显波动，处于180 HV，均达到了锻造的同等水平。该研究表明，在一定的工艺参数范围内，可以实现沉积效率及力学性能的协同优化，达到低能耗高效制备高性能零件的效果。

采用同轴送粉激光近净成形系统，研究同轴送粉粉末分布特征，开展氧化铝(Al2O3)陶瓷薄壁件成形实验，结合粉末分布密度函数分析光斑直径和激光功率对激光近净成形Al2O3陶瓷薄壁件表面形貌的影响。结果表明，同轴送粉粉末成双重高斯分布，激光光斑大小影响光束直接辐照粉末量，进而影响薄壁件表面形貌，光斑大小与光束直接辐照粉末量成高斯积分函数；增大激光功率可减弱高斯分布粉末对激光能量分布的影响，有利于获得较好的表面形貌，但激光功率过大会导致薄壁件表面形貌变差；采用合理的工艺参数成形的Al2O3陶瓷件相对密度可达99.72%。

在金属表面激光熔覆陶瓷材料过程中，过大的温度梯度产生的热应力易使熔覆层开裂。降低激光熔覆陶瓷材料过程中的温度梯度，一定程度上能够降低热应力，抑制裂纹缺陷产生。通过模拟计算Ti6Al4V基板上双激光束熔覆Al2O3涂层过程温度场的分布规律，提出采用能量均匀的平顶辅助激光束为熔覆过程提供预热缓冷的方法，通过改变平顶辅助光束光斑大小及功率密度，研究平顶辅助光束预热缓冷对熔覆层温度分布及温度梯度大小的影响。计算结果表明，平顶辅助激光束使熔覆过程出现明显的预热缓冷特征，能够有效降低熔覆层温度梯度。熔覆过程中Al2O3陶瓷塑性点（1533 K）温度梯度随预热缓冷温度的升高而降低，但在预热缓冷温度升至塑性点附近温度时会引起塑性点温度梯度回升。实际加工中预热缓冷温度越高对加工过程越有利，但应避开塑性点附近温度。

利用红外(IR)光谱、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段研究了CO2激光扫描弯曲对硼硅酸盐玻璃微观结构的影响。结果表明激光扫描产生的熔化冷却过程使玻璃存在轻微的分相倾向, 导致玻璃中原先存在的［BO3］三角体结构单元与Na2O结合向［BO4］四面体结构转化, 同时Si聚集程度提高, Si—O键强增加。未经激光加工样品存在SiO2晶相引起的微弱衍射峰, 且晶粒呈大小不一的近似球状, 激光扫描过的样品不存在明显晶相, 呈较为均匀的玻璃态。

利用CO₂连续激光对硼硅酸盐玻璃薄片进行了弯曲实验,确定了用CO₂连续激光弯曲厚度150μm的玻璃所需功率密度阈值。研究了激光功率、扫描速度、扫描次数及样品宽度对弯曲效果的影响,并简要分析了弯曲现象产生的原因。给出了弯曲加工时激光功率和扫描速度的范围,获得多组可以成功弯曲玻璃样品的工艺参数。实验结果表明,采用CO₂连续激光可以对硼硅酸盐玻璃薄片进行弯曲加工,弯曲角度可达24°以上。

基于开展的薄硅片长脉冲激光弯曲成形实验,针对弯曲样品表面产生的滑移线和堆垛层错缺陷,结合实验所用规格硅片弯曲角度不超过35°的现象,运用位错理论分析在弯曲过程中硅晶体产生位错、层错现象的原因以及位错对激光弯曲成形的影响。说明了滑移线主要是位错堆积产生滑移的表现形式,而堆垛层错是位错相互叠加产生的不全位错导致的结果; 提出薄硅片弯曲成形受到位错浓度和位错移动速度变化的影响。