介绍了制孔用百纳秒级脉宽Nd∶YAG激光器的研制, 具体分析了激光器的设计方案、激光光路布置及其主要特点, 并对激光器技术指标进行了测试, 主要技术参数为激光能量≥5.6 J, 频率10 Hz, 脉宽200～500 ns, 脉冲列宽0.3～2.0 ms, 达到了预期的设计效果。

为揭示激光直接沉积TB6钛合金的组织与性能相关性, 研究了其沉积态和沉积/热等静压态的组织特征和拉伸性能。结果表明：激光直接沉积TB6钛合金的沉积态组织为等轴晶, 其拉伸断口为沿晶/穿晶混合断裂方式; 激光直接沉积TB6钛合金的沉积/热等静压组织仍为等轴晶, 但晶内析出针/束状α相, 其拉伸断口为穿晶断裂方式并存在大量韧窝; 热等静压导致激光直接沉积TB6钛合金的拉伸强度降低约200MPa, 而塑性提高1倍。该结果表明热等静压工艺可以有效调控激光直接沉积TB6钛合金的组织及性能。

为了对现服役的的K403高温合金渗铝叶片的失效区进行性能恢复, 采用YAG固体脉冲多功能激光加工器在涡轮叶片K403基体上进行了激光熔覆实验, 研究热处理对基体显微组织和对熔覆层的影响, 不同激光熔覆参数(电流、脉宽、频率)条件下寻求适合对K403进行激光熔覆修复的粉末, 熔覆之后显微组织和性能以及显微硬度的变化。实验采用金相显微镜、扫描电子显微镜对微观组织加以分析, 用显微硬度计进行试样的硬度检测。结果表明：基体经过热处理其组织出现了细小析出物, 适合对K403进行激光熔覆的粉末为WKD-1、WKD-11、WKD-2、WKD-22。熔覆时裂纹大多由基体一侧延伸到熔覆层中, 最佳熔覆工艺参数为电流100A、脉宽8.0ms、频率12Hz, 没有明显的裂纹和气孔, 显微硬度可明显提高到Hv528。

利用大功率激光在1Cr18Ni9Ti表面熔覆NiCrBSi涂层，采用SEM、EDS和MM2000磨损试验机研究了不同激光功率下熔覆层的显微组织、成分及磨损特性。结果表明，熔覆层由熔覆区和结合区两部分组成，熔覆区主要有γ-(Ni,Fe)、CrB等多种相结构，呈现出树枝晶、不规则颗粒状、针状及共晶形式等多种形貌。结合区为细小柱状晶，激光功率增大，稀释率增大。熔覆层的磨损为磨粒磨损和粘着磨损共同作用的结果，磨损率分布在(2.2~2.6)×10-5 mm3/m.N之间，平均摩擦系数为0.52。激光功率增加，耐磨性下降。EDS分析表明主要元素Ni、Fe、Cr、Si在熔覆层中均匀分布。高功率激光熔覆层中，Fe含量所占比重明显增加。

对激光熔覆修复表面带铬层的TC2钛合金构件进行了研究。结果表明,熔覆修复层的显微组织从界面往上依次由平面晶、细晶层和中部细小的树枝晶构成,主要元素Ni和Cr在截面内均匀分布,原有Cr层与熔覆层内的Cr元素呈连续状,构件修复区以外的铬层与基体的结合未受激光熔覆的影响。熔覆层具有较高的平均硬度,其中双层熔覆的修复层具有较小的过渡区,其参数组合是比较适宜的。

利用激光熔覆成形技术制备出平整无变形的镍基合金样品,对显微组织中的层生长模式、晶粒生长模式,重熔情况以及一些缺陷等凝固组织的特征进行了详细分析.结果表明层的形状主要取决于激光功率和粉末熔化状况,显微组织以细长的柱状晶为主.为使层与层之间具有良好的冶金结合,每层的重熔区域必须保持一定的厚度.激光功率过低时组织中易形成气孔,而成形件的卷曲现象可以通过预热等方法加以解决.