为了研究复合涂层中碳化钨(WC)组织演变对裂纹产生的影响机理, 采用单层激光熔覆、过渡层梯度熔覆与双层熔覆制备 3种 Ni50A/WC复合涂层对比的方法, 分析涂层的形貌与组织、裂纹产生特点以及原因, 探究WC的组织演变对裂纹产生的影响。结果表明, 不同熔覆方法的WC组织演变对裂纹产生的影响主要由残余WC颗粒内部开裂形成裂纹源、硬质相元素引起成分偏析等作用组成; 双层熔覆、梯度熔覆涂层与单层熔覆涂层相比, 由于粉末吸收了更多的能量, 残余WC颗粒含量降低了32.7%与37.9%, 减少了涂层内部裂纹源; 共晶化合物的W元素质量分数也从单层熔覆涂层的0.534分别下降到双层熔覆涂层的0.417与梯度熔覆涂层的0.386, 降低了硬质相元素集中程度, 减少了涂层成分偏析, 降低了涂层开裂敏感性。该研究对改善激光熔覆复合涂层的开裂问题、提高复合涂层的成品率有一定的指导意义。

为了研究紫外皮秒激光在均热板基板表面刻蚀微沟槽后, 不同激光工艺参数对微沟槽表面疏水性的影响规律, 采用Cassie-Baxter模型进行了理论分析, 并利用单因素实验法, 改变激光扫描速率、激光扫描间距、光斑横向重叠次数进行实验验证。结果表明, 降低固-液区域面积占比、宽度或缩短沟槽间距, 均可以提升微沟槽表面的疏水性能; 造成微沟槽表面疏水的主要原因是其内部的微纳结构以及加工时吸附的疏水性化学基团; 当激光扫描速率为125mm/s、激光扫描间距为200μm、光斑横向重叠次数为2次时, 紫外皮秒激光刻蚀出的微沟槽表面的疏水性最强。该研究为增强均热板冷凝端的疏水性能、提升其整体循环效率提供了参考。

为了解决汽车工业中车身镀锌板激光层叠搭接焊的问题, 提出一种在镀锌板层叠接合面辊压一定排气通道的工艺方法, 使之在零间隙下可获得一个较好的焊接效果。实验中对比了有无排气通道下, 零间隙层叠搭接的焊接质量, 从焊缝表面形貌、飞溅产生、焊缝组织、接头显微硬度及接头力学性能等方面进行了分析。结果表明, 辊压得到主排气通道深度为125.0μm、次排气通道深度为32.6μm的复合排气通道, 在激光功率为2500W、扫描速率为25mm/s时,可以获得外观成形及力学性能均满意的搭接接头。该研究对提高车身镀锌板激光叠焊工艺是有帮助的。

为了研究熔透和未熔透两种状态下低碳钢气孔形成特征，试验控制保护气种类与表面氧化物两个条件，采用激光功率3 100 W、焊接速度10 mm/s，分别对6 mm和8 mm厚的低碳钢进行平板对接焊，观察焊缝纵断面气孔分布，使用电子显微镜观察其形貌及EDS分析孔壁元素，并讨论气孔产生的原因。另外，还设计熔透性试验，研究激光功率以及焊接速度对气孔的影响。结果表明：熔透状态的焊缝形成气孔数、气孔率远远小于未熔透状态的；CO2保护气以及表面氧化物在焊接过程中都有抑制气孔产生的作用；未熔透状态下出现较多的工艺类气孔与冶金类气孔，熔透状态下焊缝形成的气孔则以圆形H2孔为主，其中冶金类气孔的内壁与焊缝附近元素含量相差较大，主要由于熔池内发生了冶金反应导致。进一步的熔透性试验表明：激光功率越大，气孔数越少，气孔率先减小后增加；随着焊接速度的增加，气孔数增加，但气孔率呈现先降低后增加的趋势。

针对当前激光深熔焊接过程中由于焊接速度快、干扰因素多而导致焊接质量难以实时在线监控的问题, 通过理论分析研究激光焊接过程中产生的等离子体、羽辉、可见光等光电信号以及熔池、小孔的图像信息与焊接状态、焊缝质量之间的内在关系。分别介绍了国内外不同学者在熔池及小孔、等离子体信号、焊缝熔透状态及羽辉光谱信号监测等方面的研究方法和研究成果, 并重点介绍机器视觉在激光深熔焊接过程质量在线监测中的研究现状及发展趋势。

为了得到红外激光在微热管铜基板表面刻蚀复合沟槽的过程中,不同激光工艺参量（激光重复频率、扫描速率、扫描次数）对复合沟槽尺寸和形貌的影响规律,采用单因素实验法进行了红外激光刻蚀微热管复合沟槽的工艺实验研究,确定了使用1064nm波长红外光纤激光器刻蚀微热管复合沟槽的合理工艺参量。结果表明,当激光重复频率为40kHz、扫描速率为150mm/s、扫描次数为25次时,红外激光刻蚀的复合沟槽能为微热管工质的回流提供较大的毛细压力。该研究对提高沟槽式微热管的传热性能具有参考意义。

液体辅助激光加工是一种复合制造技术，凭借其特有的特点及优势，在相关领域受到广泛的关注和应用，同时也成为激光与液体介质相互作用研究领域的一大热点。本文综述了液体辅助激光加工过程中冲击波和高速微射流的压力研究现状，简述了液体辅助激光加工过程中压力现象产生的机理、压力的基本特征以及影响压力的因素，重点介绍了液体辅助激光加工过程中产生的冲击波、微射流等冲击压力的检测方法和最新研究进展，并对各检测方法的特点做出总结。最后介绍了液体辅助激光加工在相关领域的应用，并对该技术的发展前景作出展望。

利用声发射仪对脉冲光纤激光诱导背向湿式刻蚀蓝宝石的过程进行了试验研究。在激光诱导背向湿式刻蚀蓝宝石的过程中检测到的声发射信号包含丰富的特征信息; 利用声发射信号的幅度、能量计数和撞击计数等特征参数对激光诱导背向湿式刻蚀蓝宝石过程进行表征; 蓝宝石未被切穿时声发射信号表现为声发射事件少, 幅度大(90~100 dB), 能量计数较大, 撞击计数较小; 蓝宝石被切穿后声发射信号表现为声发射事件多, 幅度小(40~80 dB), 能量计数基本为0, 撞击计数较大。

为了得到紫外激光在陶瓷刀具表面加工微织构的过程中，激光能量密度、扫描速率、扫描次数和频率对微沟槽尺寸的影响规律，采用单因素实验方法进行了紫外激光加工陶瓷刀具的工艺实验，确定了使用355nm波长紫外激光器在陶瓷刀具表面加工微织构的合理参量。结果表明，在陶瓷刀具上加工出合适微织构，可提高陶瓷刀具性能并延长寿命。

钛酸锶陶瓷是软脆难加工的材料，机械加工容易导致表面产生划痕和破裂。采用主控振荡器的功率放大器（MOPA）脉冲光纤激光控制断裂切割钛酸锶陶瓷基片，通过实验得到了激光控制切割机理。首先用激光扫描去除材料，形成应力槽；随着扫描次数的增加，切槽深度增加；热应力达到该材料的断裂阈值，使裂纹沿应力槽扩展，直至完全断裂。该过程属于自适应裂片，无需后续裂片工艺。此外还发现在激光烧蚀材料过程中出现表面平坦化现象。通过选择合适的工艺参数，可以实现0.3 mm厚钛酸锶陶瓷基片的成形切割。