采用配方均匀设计法,配制了SiO2-MnO2-CaO-TiO2-CaF2-NaF多组元活性剂,利用微型脉冲激光器对500 μm厚GH4169高温合金进行了活性剂激光焊接试验。分析并讨论了焊接接头的显微组织和力学性能。试验结果表明,与传统激光焊相比,所配制的20种活性剂均增加了焊缝熔深,并且其中F12系混合活性剂增加熔深能力最为显著,使焊缝深宽比增加了159%,证明通过使用活性剂来增加微激光焊焊缝熔深,降低高温合金板激光焊接的成本是可行的。在活性剂作用下,焊缝显微组织仍由柱状晶和等轴晶组成,接头抗拉强度达到927 MPa,为母材强度的92.7%。

由于TiNi合金与钛合金的物理和化学性能差异较大，故其焊接性较差，焊缝区易形成大量的金属间化合物并产生裂纹。为实现上述材料的良好连接、提高接头性能，本文对采用激光焊连接0.2 mm厚TiNi形状记忆合金和TC4钛合金异种材料进行了探索。分别采用直接对接焊和手工填丝焊的方法，研究了焊接接头的微观组织和力学性能。结果表明，直接对接焊时焊缝中心产生了纵向裂纹；手工填丝焊则通过合适的焊接工艺，改善了焊缝成形，避免了裂纹的产生。较优的焊接工艺参数为功率百分比18%、脉冲宽度3 ms、脉冲频率3 Hz；在界面区，Ni与TC4形成的过渡层宽度约为2 μm，Ni与TiNi形成的过渡层宽度约为0.5 μm。接头最大抗拉强度为332 MPa，断裂位置发生在靠近TiNi侧的熔合线附近。

采用Nd:YAG脉冲激光焊机实现了200 μm厚的NiTiNb形状记忆合金的激光焊接。焊接接头在850 ℃进行了退火处理。借助于光学显微镜、扫描电镜、精密拉伸机对接头的显微组织和力学性能进行了分析。结果表明，未热处理焊接接头的显微组织存在分层现象。熔合区的晶粒外延生长，焊缝中心为细小的等轴晶。焊接接头的抗拉强度为母材的90%。焊接接头断口韧窝小而浅，表现为延性断裂。热处理后焊缝的等轴晶消失，粗晶区和偏析区交替分布。母材和焊接接头都出现了应力诱发马氏体现象，表现为伪弹性。焊接接头的屈服强度仅为母材屈服强度的60%，母材和焊接接头的显微硬度低于热处理前的显微硬度。