采用MOPA纳秒脉冲激光器对316不锈钢进行焊接, 探索脉宽、频率及焊接速度对焊缝成型的影响, 并对纳秒脉冲激光焊接的模式及机理进行了分析。研究表明, 采用纳秒脉冲激光在高频下焊接316不锈钢可以得到表面光滑、无气孔缺陷的焊缝, 频率是影响焊接的最大因素；当脉宽为30~120 ns时, 熔深随频率增加而增大, 在中心频率处获得最大值, 随后逐渐减小；当脉宽为200~500 ns时, 脉宽随频率(＞100 kHz)增大而减小；由焊缝截面形貌分析可知, 随频率变化存在两种焊接机制, 即热导焊和深熔焊；针对不锈钢薄板材料, 在长脉宽、高频率下以热导模式进行焊接, 可获得良好成形。

以液压立柱材料45钢为基体，316不锈钢粉末为熔覆材料，采用不同的工艺参数在基材表面进行激光熔覆试验，制备316不锈钢涂层；然后利用FANUC数控机床对不锈钢涂层进行车削加工，采用数字化测试技术对车削成形试样熔覆层的表面宏观形貌、切屑形态、表面粗糙度、圆柱度、洛氏硬度、显微组织等进行研究，综合分析45钢表面激光熔覆316不锈钢涂层的车削加工性能，优选出最佳的激光熔覆工艺参数。在激光功率为800 W、送粉速率为0.28 g/s、轴向进给速度为0.110 mm/s的最佳熔覆工艺参数下，熔覆层的表面宏观形貌和切屑形态最佳，车削后熔覆层的表面粗糙度最小，圆柱度最高，且熔覆层的硬度值可达到40.3 HRC，内部显微组织呈细化趋势。45钢表面激光熔覆316不锈钢涂层耦合车削加工技术为液压立柱材料45钢的高质量修复和再利用提供了重要的参考价值。

为了改善和提高不锈钢TIG电弧增材制造零件的成形质量和力学性能,加入小功率激光对TIG电弧进行诱导增强,对比激光加入前后的电弧形态,研究不同激光功率下制得的增材制造墙体的抗拉强度及微观组织。结果表明:激光的诱导作用能够压缩电弧,稳定堆积过程,提高堆积速度,实现墙体的低热输入堆积,提高墙体的力学性能;墙体的微观组织主要是柱状树枝晶;热量的积累使得墙体从下到上的枝晶间距逐渐增大,墙体从下到上的硬度值逐渐降低;墙体最顶部为等轴树枝晶;激光诱导电弧复合增材制造的316不锈钢墙体由奥氏体和铁素体组成。

研究了激光选区熔化成形316 不锈钢沉积态、400 ℃/3 h 退火态、900 ℃/3 h 退火态以及热等静压态(HIP)的组织与拉伸性能。结果表明，沉积态组织主要由呈外延生长的柱状晶组成。沉积态试样经400 ℃/3 h退火后，组织变化不明显，横向和纵向的强度略有提高，纵向延伸率明显提高，横向延伸率有所降低；经900 ℃/3 h 退火后，粗大柱状晶分裂为较为细长的柱状晶，横向和纵向延伸率在强度有所降低的情况下得到了明显提高，拉伸强度与延伸率达到锻件水平；经热等静压后，粗大柱状晶分裂为细小的柱状晶，有等轴化的趋势，横向和纵向的强度有明显的降低，横向延伸率略有升高，纵向延伸率显著提高，拉伸强度与延伸率达到锻件水平；4种状态相比较，900 ℃/3 h退火态的拉伸强度和延伸率匹配度最佳。