针对常规的氧助激光切割带有尖角(≤30°)图形的中低碳钢板材过程中存在的尖角“烧蚀率”很高的问题，采用Rofin DC025板条CO2激光切割机系统，在优化的激光切割工艺参数的条件下，通过轨迹变换的方法，在3 mm厚的A3钢板上切割出多种带有尖角(≤30°)图形。系统研究了激光切割尖角图形的切割轨迹及参数对尖角“烧蚀率”的影响。结果表明，采用圆心在所切割尖角角平分线上，且通过该尖角顶点的圆形切割轨迹可大大降低激光切割尖角“烧蚀率”。且对于不同尖角大小(≤30°)该轨迹圆都存在一个最优补偿半径可把尖角“烧蚀率”控制在10%以内，获得理想的切割效果。

针对金刚石钻头多品种、多规格等特点, 开发了自动化金刚石钻头激光焊接成套系统。解决了焊接机械手动作、刀头稳定传送、电机驱动与 PLC控制等关键技术, 从激光焦点位置参数(偏移量、入射角)、激光功率和焊接速度等方面系统研究了金刚石钻头激光单面焊接工艺。结果表明: 对于渍62 mm和渍82 mm、基体厚度 2 mm的金刚石钻头, 激光功率选择 1600耀1800W, 焊接速度在 1.1耀1.2 m/min范围内, 其焊缝的成形良好, 抗弯强度能达到国际 MPA标准。

采用平均功率为2KW的光纤耦合输出Nd:YAG固体激光器, 对焊缝长度为1m, 厚度为2mm的5052铝合金进行脉冲激光自熔拼焊, 分析了激光功率、激光频率、焊接速度、离焦量、入射角、气体保护方式等工艺参数对焊接质量的影响, 研制出大幅面激光拼焊的专用夹具。找出了一定厚度的5052铝合金大幅面拼焊的最佳工艺参数。并对焊接接头的显微组织和力学性能进行了研究。结果表明, 当激光平均功率为2KW; 峰值功率为3.9KW; 激光输出方形脉冲频率为260Hz; 占空比为45.2%; 焊接速度为2m/min; 离焦量为-0.6mm; 正反面以15°侧吹保护高纯氩气流量为10L/min; 透射聚焦透镜焦距为160mm时, 焊接接头整体力学性能优良, 其拉伸强度达到母材的80%以上。

为了提高高功率CO2激光加工系统的光束利用效率与加工过程的自动化程度,利用可编程逻辑控制器和运动控制器设计了一套3工位激光自动焊接控制系统。通过进行时序优化,可同时进行金刚石锯片的普齿、斜齿和金刚石钻头的焊接加工。每个工位可独立完成手动调试、手动/自动焊接,并可以按照激光焊接工艺要求,实时进行激光功率调节。结果表明,该系统可以焊接115mm~600mm的各种普齿、斜齿锯片,以及20mm~250mm的各种金刚石钻头;光束利用率达到95%以上,在同种规格产品加工过程中,生产效率提高了50%,同时,系统具有全面的故障诊断、报警等功能。

为解决高功率CO₂激光切割广泛用于面板、模板制作的中厚钢板小圆孔时存在的切割质量差的问题，采用Rofin DC025板条CO₂激光切割系统，对6mm厚的A3钢板进行了Φ5mm小孔的激光切割工艺研究。系统研究了激光功率、切割速度和氧气压力对切割质量的影响，分析了切割前沿温度分布对切割质量的决定作用。结果表明，当激光功率为1KW、切割速度为1．0m／min、氧气压力为1．2×10⁵Pa时可获得最佳切割效果，解决了中厚钢板小圆孔的高功率CO₂激光切割时存在的切割质量差的问题。

普通的激光打孔设备是采用固体激光器打小孔(孔径小于1 mm),存在单次加工幅面范围小和加工材料厚度有限(材料厚度小于3 mm)的缺陷.提出了一种利用大型二氧化碳气体激光加工设备来加工小孔的新型加工方式.实验结果表明,采用这种新型加工方式后,提高了单次加工幅面范围,并且能够在厚度达8 mm的钢材上打出孔径等于0.8 mm的小孔.此外,打孔的效率也明显提高.

激光熔覆送粉自动控制装置是在刮板式送粉器的基础上,集成专用之字型的测量通道和传感器,通过测量通道中的粉末流量信号,以及对所测信号的分析计算,来控制粉嘴与转盘的间隙,控制转盘的转速,最后根据粉末流量的变化以及程序的要求,达到自动调节送粉置的目的.