为了进一步阐明铝合金表面丙烯酸聚氨酯漆层的激光清洗机制，揭示扫描速度对激光除漆的影响规律，首先采用万能试验机测定了漆层强度极限，结合多种技术手段分析研究了单脉冲热-力耦合COMSOL仿真与清洗实验结果，探究了四种扫描速度（1000、900、800、700 mm/s）下除漆表面宏微观形貌及成分变化。结果显示：单脉冲除漆凹坑内存在明显分层与碎裂，除漆最大深度和宽度分别为34.3 μm和125 μm；漆层强度极限为2.68×10⁷ Pa，与热应力仿真结果接近；随着扫描速度逐步降低，漆层去除深度不断增大，氧化膜逐步显现，面漆着色剂（β型铜酞菁）与漆层功能性氧化粒子的沉积量逐渐增加。研究表明：单脉冲激光除漆过程主要包括烧蚀、热应力和等离子体冲击三种除漆机制；随着扫描速度的逐渐降低，烧蚀除漆效果逐渐增强，等离子体冲击除漆效果逐步减弱，热应力除漆效果保持不变。

铝合金具有密度低、比强度高、耐腐蚀性好等特点, 很好地满足航天飞行器轻量化需求。激光选区熔化技术(SLM)成形的铝合金零件综合性能良好, 在航天领域应用广泛, 但存在成形过程中缺陷不好控制、成形件表面质量较差、后处理工序烦琐等问题。为此, 选取AlSi10Mg铝合金, 针对SLM成形AlSi10Mg铝合金缺陷消除进行实体工艺优化研究, 获得缺陷最少的优化工艺参数, 并进一步研究表面粗糙度优化方法。结果表明, 通过优化工艺参数(主要包括扫描功率、扫描速度、扫描间距), 可以获得较低的孔隙率(9.2%)和较优的内部成形质量; 成形件表面质量主要影响因素有表皮扫描功率、扫描速度、扫描间距等, 适当提高扫描功率可以获得较好的表面质量。

碲是新型先进铝合金的微合金化元素, 可提高合金强度、 塑性、 耐热性和耐蚀性。 针对先进铝合金研发、 生产和应用过程提出的微量碲的准确、 快速检验需求与国内外检测标准缺乏铝合金中碲元素分析方法的现状, 基于电感耦合等离子体原子发射光谱法开展了铝合金中碲的分析方法研究。 研究确定了样品消解方法, 考察优化了分析谱线、 观测方式、 射频功率与雾化气、 等离子体气和辅助气流量等光谱仪的工作参数。 确定的条件参数如下, 射频功率: 1.20 kW, 雾化气流量: 0.75 L·min-1, 等离子体气流量: 12.5 L·min-1, 辅助气流量: 1.0 L·min-1, 轴向观测方式, 选择214.282 nm作碲的分析谱线。 准确称取0.10 g铝合金试样, 加入5.0 mL高纯水、 5.0 mL盐酸和1.5 mL硝酸加热溶解后定容至100.00 mL。 以0.100 g高纯铝为基体, 采用基体匹配法建立铝合金中碲校准曲线溶液, 校准曲线线性相关系数达0.999。 方法的检出限为0.002%, 定量限为0.005%, 测定结果的相对标准偏差（RSD）不大于5%, 方法加标回收率为96%~109%, 合成样品的测定结果与理论值相符, 偏倚小于GB/T 20975.25—2020规定的再现性限。 该方法具有灵敏、 准确、 快速、 绿色等优点, 可用于铝合金中微量碲的分析, 填补了国内外铝合金中碲元素分析的方法空白, 为含碲新型先进铝合金的研发与应用过程的质量控制提供了技术支撑。

激光冲击强化(LSP)作为一种新型的激光表面处理技术已应用于航空发动机、 机匣等关键部件的强化延寿处理, 确保LSP加工质量的一致性及稳定性对上述航空装备的长寿命服役具有重要意义。 然而, 在高能瞬态LSP过程中, 保护层容易发生烧蚀破损, 极大地限制了LSP的工业应用。 因此, 通过分析激光诱导等离子体光谱信号, 提出了一种基于ReliefF特征权重融合的LSP保护层烧损实时检测方法。 以4 mm厚的7075铝合金为LSP靶材, 以黑胶带为LSP保护层。 首先, 利用长波段范围的Ocean Optics-HR4000光谱仪和高分辨率的Princeton SP2750光谱仪同步采集LSP瞬态过程中产生的等离子体光谱信息; 其次, 根据Princeton SP2750光谱仪采集的高精度光谱信号, 分别选取波长为394.40和396.15 nm的Al Ⅰ谱线以及波长为393.36和396.80 nm的Fe Ⅰ谱线, 提取其峰值强度与Stark展宽特征, 然后结合ReliefF特征重要度筛选出对保护层烧损状态更加敏感的两条Al Ⅰ谱线, 并且定性分析了Al Ⅰ谱线的峰值强度和Stark展宽对保护层烧损状态的敏感程度和瞬态变化规律; 再次, 基于ReliefF算法构造了一种融合多谱线特征信息的特征参数I-FWHM（Intensity-FWHM）, 然后基于特征类间距离, 定量评估了各特征对三类烧损状态的区分能力; 最后, 结合阈值分割法实现了LSP保护层烧损实时检测。 实验结果表明, 峰值强度对于区分正常状态与轻微破损状态的能力很差, 而对于区分轻微破损与完全破损的能力很强; Stark展宽对于区分正常状态与轻微破损状态的能力远优于强度, 而对于区分轻微破损与完全破损的能力相对较弱。 I-FWHM融合了上述单一特征的优点, 能同时较好地区分三类烧损状态, 因此对于LSP过程中保护层烧损状态的实时检测具有更强的抗干扰能力和更高的鲁棒性。

以BaZrO3为面层材料和Al2O3为背层材料, 在1 600 ℃保温8 h烧结制备BaZrO3/Al2O3复合模壳。通过光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜结合能谱仪等手段观察了面层与背层界面结合层水化前和水化后的物相与显微结构变化, 分析了模壳内界面结合层的水化过程及损毁机理, 并通过TiAl合金定向凝固实验, 研究了模壳损毁对定向凝固合金的影响。结果表明, 模壳面层BaZrO3与背层Al2O3在高温烧结过程中, 在界面结合处生成BaAl2O4; 而BaAl2O4在水化后生成Ba(AlO(OH)2)2、Ba2Al4(OH)16和Ba3(Al(OH)6)2, 导致晶粒体积变化破坏晶粒间结合力, 引发模壳裂纹的生成而导致损毁。在定向凝固过程中, 生成的裂纹会成为TiAl合金熔体渗透的通道, 而导致模壳出现熔体泄露, 并进一步导致了定向凝固的TiAl合金铸件中杂晶的出现。

Mg元素能使铝合金获得更好的力学性能并在合金表面形成抗腐蚀的尖晶石膜，使合金具备较好的抗腐蚀性能，因此，探索能快速准确定量分析铝合金中Mg元素含量的方法具有重要意义。首先，基于激光诱导击穿光谱（LIBS）技术对17个铝合金样品中的Mg元素进行检测分析。然后，用Nd∶YAG激光器作为光源，分别建立了偏最小二乘（PLS）和随机森林（RF）模型，并对模型的预测性能进行了分析。实验结果表明，针对相同的测试集，PLS模型的相关系数（Rp2）为0.6809，均方根误差（RMSE）为1.2042；RF模型的Rp2为0.8571，RMSE为1.0918。为了提高RF模型的预测性能，根据变量重要性对输入波长进行筛选。选取变量重要性大于0.11的波长点时，基于变量重要性的RF模型Rp2为0.9461，RMSE为0.9534，相比RF模型的预测结果，Rp2提升了10.38%，RMSE降低了12.68%，且建模时间减少了91.67%。

聚焦激光直接物标标识铝合金（2024）工艺中，功率、填充间隔和重复频率等工艺参数对铝合金表面粗糙度的影响，旨在从形貌、产物成分两方面分析工艺参数与粗糙度之间的影响规律。首先采用1 060 nm主控振荡器的功率放大激光器（master oscillator power-amplifier，MOPA）对铝合金2024进行标识，然后使用粗糙度检测仪测量不同工艺参数下的标识表面粗糙度值，结果表明，功率、填充间隔和重复频率影响材料表面熔化、气化、重铸程度，导致材料表面出现不同的粗糙度和不同的粗糙度变化规律。采用数码显微系统观测标识区域表面形貌，采用扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDS）分析了标识区域表面的化学成分，结果表明，不同的工艺参数造成标识表面熔化、气化、重铸程度会有明显差异，因而表面形貌和产物不同，影响标识表面粗糙度值。

铝合金因其优异的性能成为理想的车体材料, 但铝合金表面氧化膜在焊接时易受热分解形成气体, 在高温下被熔池搅入在焊接接头形成气孔。激光清洗技术能有效实现铝合金表面氧化膜的去除, 获得焊后良好的焊接接头。因此, 集成激光清洗与电弧焊接设备, 使激光清洗头随焊枪运动, 并在焊接前将待焊区域的氧化膜去除。结果表明: 通过纵截面无损探伤检测, 激光清洗后焊缝气孔缺陷被抑制, 焊缝成形良好。接头焊缝中心为等轴晶区、熔合线为柱状晶区, 激光清洗未对焊接接头微观组织造成明显转变。对清洗后焊接接头进行力学性能测试, 5083-H111合金焊缝硬度为62.726 HV, 热影响区硬度为66.100 HV, 6061-T6合金焊缝硬度为78.653 HV, 热影响区硬度为82.38 HV。5083合金的拉伸强度平均为185.851 MPa, 6061合金的拉伸强度平均为201.938 MPa。力学性能测试证明激光清洗未对焊接接头力学性能造成明显损伤。