通过机械混合方法解决了碳纳米管（CNTs）在CoCrFeNi高熵合金粉体表面的团聚问题，采用激光熔覆方法在304不锈钢基板上制备了CoCrFeNi-CNTs涂层，碳纳米管优化质量分数为1.0%，研究了涂层微观组织、显微硬度及抗中性盐雾腐蚀性能。结果表明：涂层的晶粒为单一的面心立方（FCC）结构，按照晶粒形态可以分为平面晶、胞状枝晶、柱状枝晶、等轴晶，晶界上形成了M₇C₃型碳化物共晶相，未分解碳纳米管弥散分布在晶粒内，Si/C类夹杂物来自于熔化的基板材料。涂层内硬度分布较均匀，由于碳纳米管和M₇C₃碳化物的第二相强化作用，硬度水平可以比CoCrFeNi涂层提高70 HV以上。经中性盐雾腐蚀269 h后，点蚀仅发生在脱落的Si/C类夹杂物周围区域，而在晶粒及晶界内其他区域均未发现腐蚀现象，因此，严格限制Si/C类夹杂物进入涂层将进一步改善复合涂层的抗中性盐雾腐蚀性能。

近年来，制造业进入了新的发展时期，对表面抛光技术提出了新的要求，激光抛光技术的快速发展为表面抛光智能化高效化提供了新的途径。激光抛光技术具有无污染、应用广、抛光质量稳定和易实现自动化等优点，是一种极具发展前景的工业抛光技术。但是目前激光抛光技术还不够成熟，仍有一些技术难点亟待解决。从激光抛光机制、激光抛光工艺和激光抛光新技术等方面梳理了近年来激光抛光技术的发展现状，阐述了激光类型、材料特性、工艺参数、抛光机制和抛光质量等多个维度的相互关系，总结了激光抛光技术需要解决的问题，并浅析了激光抛光技术未来的发展趋势。

采用干式/液膜辅助式激光清洗方法对高强钢表面的锈蚀层进行处理,研究了激光功率对试样表面状态的影响规律,并对两种方法的除锈机理进行了对比分析。结果表明:两种清洗方法都能有效去除试样表面的锈蚀层,且低功率下液膜辅助式激光清洗效果比干式激光清洗效果更好。优化的液膜辅助式激光除锈工艺参数为:激光功率400 W,脉冲频率10 kHz,脉宽30 ns,此时试样表面氧元素的质量分数为3.38%,试样的表面粗糙度为3.04 μm。

激光清洗技术采用短脉冲激光对材料表面进行快速清洁,在工业制造、生产和维修等领域具有广泛的应用前景。介绍了激光烧蚀清洗、液膜辅助式激光清洗和激光冲击波式清洗三种典型的激光清洗方法,并综述了激光清洗技术的国内外研究现状。根据清洗材料本身的特点,列举了激光清洗技术的典型应用,并展望了其在国内制造业的发展方向。

特征点提取是焊缝视觉检测与定位的关键技术,特别是针对实际生产中间隙较小,尤其是超窄间隙的焊缝位置,现阶段的处理算法往往无法保证提取精度,误差大;对于一些间隙极小的细节位置甚至会自动忽略。本文针对端接接头提出一种基于自动阈值处理的自适应中值滤波算法和特征点提取算法对激光扫描图像进行处理的焊缝识别技术:在传统的中值滤波法的基础上,通过计算局部数据点的均值和方差确定有效阈值范围,在剔除噪声点的同时很好地保护了焊缝图像窄间隙细节特征;提出一种“细节放大”的特征点提取算法,将图像细节进行放大,增大窄间隙特征点与周围数据点的差异,显著降低提取难度;利用特征点时域分析,进一步将误差减小到原来的1/ 5　。结果表明,本文方法能准确识别0.1~0.5 mm之间的窄间隙焊缝,具有提取精度高、误差小(<0.08 mm)、抗干扰能力强等优点,对于实现较小间隙焊缝的自动化焊接具有重要意义。

采用双光束光纤激光焊接方法对特殊的十字交叉型接头进行焊接研究，从焊缝成形、力学性能和微观组织方面，系统研究了光斑排布方式和热输入对双光束激光焊接十字交叉型接头焊接特性的影响规律。试验结果表明，采用双光束激光焊接方法可成功实现十字交叉型接头的连接，获得成形良好、力学性能满足要求的接头。在热输入大于120 kJ/m时可实现接合面的完全熔合，且串行排布时焊缝成形明显优于并行排布。接头抗拉强度随热输入的增大而增大；在热输入相同条件下，串行排布接头抗拉强度明显大于并行排布，在热输入约为140 kJ/m时接头强度达到母材的96.5%。焊缝重熔区显微硬度高于未重熔区，这归因于重熔后焊缝中存在更多的针状δ铁素体。

系统研究了双光束焊接过程中能量比对焊缝成形以及能量利用率的影响，采用高速摄像技术实时观察了不同能量比下的熔池行为，分析了能量比对双光束焊接特性的影响机制。结果表明，随着能量比增大，双光束焊缝熔深先减小后增大，熔宽变化规律与之相反，并在能量比为50/50时获得最小熔深和最大熔宽。不同能量比下能量利用率差别较大，能量比为20/80和50/50时分别获得最大值32.7%和最小值27.8%。熔池尺寸同样受能量比的影响，随着能量比增大，熔池长度先增大后减小，而宽度一直减小。能量比对双光束焊接特性的影响主要归因于焊接过程中匙孔状态以及熔池流动方式的改变。

以不锈钢为研究对象，对比研究了单、双光束激光焊接过程中的熔池形态和焊缝形貌，建立了二者之间的相关性。结果表明，单、双光束激光焊接具有不同的熔池形态演变过程，光斑间距会影响双光束激光焊接熔池尺寸及焊缝形貌。双光束焊接过程中匙孔之间的相互作用垂直于双光斑连线方向，形成强烈的熔体流动，而单光束焊接熔体向匙孔周围均匀流动。熔体流动方式的不同是导致单、双光束焊缝形貌差异的关键。

为减小等离子体对激光焊接过程的干扰，扩宽大功率激光焊接的应用范围，对真空条件下激光焊接的焊缝成形和等离子体特征进行了研究。结果表明，真空激光焊接可以改善激光焊接表面成形，增加熔深。在焊接速度为0.5 m/min 时，真空环境下焊缝熔深大约是大气环境下焊缝熔深的3 倍。对比不同焊接速度下环境气压对熔深的影响规律发现，在焊接速度较小时，环境气压对于激光焊接的熔深影响更加明显。在真空条件下，较大的负离焦可以显著增加熔深，改善焊缝成形。等离子体图像观测结果表明，随着环境气压降低，等离子体逐渐减弱。真空环境对激光焊接等离子体强烈的抑制效应是真空激光焊接熔深增加，焊缝成形改变的一个原因。

激光熔覆镍基复合涂层在改善H13模具钢表面性能方面具有显著优势。在H13钢表面激光熔覆WC 质量分数分别为20%、33%、50%的WC/Ni60A 复合粉末，在优化工艺参数的基础上研究熔覆层的微观组织。研究发现，激光熔覆WC/Ni60A 复合涂层的相组成复杂。WC 的含量会显著影响熔覆层组织的生成及其形态。WC 质量分数为20%时，熔覆层由大量γ-(Fe, Ni)树枝晶和晶间富W 碳化物组成；WC 质量分数为33%时，熔覆层由大量的团絮状共晶组织组成，其中心为块状M₂₃C₆，周围为M₂₃C₆和γ-(Fe, Ni)组成的共晶组织，形态非常特殊；WC 质量分数为50%时，熔覆层中生成了大量块状M₆C、雪花状M₂₃C₆ 和针状Cr₄Ni₁₅W 组织。WC 质量分数分别为20%、33%、50%时，熔覆层的硬度相对于基体显著提高，分别达到了730、760、810 HV。