针对车用Al-Mg-Si合金激光-冷金属过渡（CMT）复合焊缝性能短板的问题，从Ti合金化的角度细化焊缝晶粒尺寸提高焊缝力学性能。研究表明，Ti合金化后，液相中析出了Ti（Al_1-xSi_x）₃相，为α-Al的形核提供了优质的异质形核点。且随着Ti箔厚度的增加（40 μm→80 μm），焊缝中Ti（Al_1-xSi_x）₃相体积分数明显增加（1.7%→4.2%），显著提高了α-Al形核率，有效细化了焊缝晶粒。因此，Ti箔厚度为80 μm时，焊缝平均晶粒尺寸由直接焊接条件下的148 μm降低至21 μm，焊缝硬度和抗拉强度分别提高了7.0%和8.2%，分别达到61 HV和225 MPa。

采用不同的扫描策略，通过激光熔化沉积技术制备出TC4钛合金。通过光学显微镜（OM）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和电子万能材料试验机研究了扫描策略对TC4钛合金组织和性能的影响，利用X射线衍射法对TC4合金XOZ平面残余应力的演变和分布进行分析。结果表明，扫描策略影响了网篮组织的形态，进而影响了TC4合金的力学性能。TC4样品在回旋扫描策略下的拉伸强度和屈服强度最大，分别为1251.7 MPa和1250.0 MPa，而在单向扫描策略下TC4样品的拉伸强度和屈服强度最小，分别为991.5 MPa和1010.9 MPa。残余应力在不同扫描策略下的变化很大，其中，分区回旋扫描所得试样的测试结果分布更均匀。不同扫描策略所得试样的总体应力水平排序依次为分区回旋扫描、往复扫描、回旋扫描、单向扫描。

针对激光熔覆层易形成非平衡组织以及其内部的残余应力易导致熔覆层变形、开裂等问题,采用回火热处理来改善420马氏体不锈钢熔覆层的综合性能,研究了回火温度对熔覆层显微组织、力学性能及耐腐蚀性能的影响。结果表明:原始熔覆层主要由马氏体、奥氏体和M23C6碳化物组成,经200 ℃和400 ℃回火后,试样中新生成了逆转变奥氏体;回火温度对试样的力学性能有一定影响,低温(100 ℃、200 ℃)和中温(400 ℃)回火态试样的抗拉强度(约为1800 MPa)和显微硬度(约为530 HV)与原始态试样相当;随着回火温度升高,试样的延伸率逐渐增大,但高温(600 ℃)回火态试样的强度和硬度显著下降,其延伸率略有降低;400 ℃回火态试样的综合力学性能最佳,但其耐腐蚀性能较原始态试样和市售420马氏体不锈钢420MSS略有下降。

为提高AZ80 镁合金的表面性能，在低温流水冷却条件下采用预置粉末激光熔覆法在镁合金表面制备Al63Cu27Zn10 (原子数分数，%)涂层。利用X 射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度仪、摩擦磨损试验机、电化学工作站对熔覆层和基体的微观组织与性能进行了表征和分析。结果表明：熔覆层组织均匀致密，与基体呈良好冶金结合，熔覆层主要由α-Mg，二元相Al17Mg12、AlMg、Al3Mg2，三元相Mg32Al47Cu7、AlMg2Zn、MgAl2O4和非晶相组成。熔覆层的显微硬度为375~683 HV，是基体(92 HV)的4~7 倍，熔覆层相对耐磨性为基体的3.2 倍，电极电位提高了389.5 mV，腐蚀电流降低了两个数量级。经激光熔覆Al63Cu27Zn10 (原子数分数，%)涂层后，AZ80 镁合金基体的耐磨耐蚀性能得到较大改善。

以变形镁合金AZ31B为试验基材, 在其表面采用高功率CO2气体激光熔覆了Al-Si基纳米Si3N4粉末。采用金相观察、X射线衍射分析、能谱分析、硬度测试和腐蚀性能测试等手段, 研究了激光熔覆层的微观组织结构及表面性能。研究结果表明, 激光熔覆层主要由上部的树枝晶、中部呈线性排列的黑色相和下部的粗大树枝晶组成。当纳米氮化硅含量为1%时, 熔覆层主要由Al、AlN、Al9Si和Mg2Si组成。熔覆层的硬度最高达到235 HV0.05, 是镁合金基体的4～5倍。熔覆层的耐腐蚀性能得到了改善, 其腐蚀电位为－1 204 mV, 比母材提高了382 mV; 腐蚀电流密度为0.070 5 mA·cm-2, 比母材降低了约一个数量级。

ZM5镁合金激光熔覆涂层的晶界易析出条带状β -Mg17Al12相，导致涂层的拉伸性能下降。通过添加稀土Gd元素，在ZM5 铸造镁合金表面激光熔覆Mg-Al-Gd 涂层，研究Gd 元素对ZM5 镁合金激光熔覆涂层组织和性能的影响。结果表明，添加质量分数为5.0%的Gd元素的熔覆涂层中生成了Al2Gd颗粒相，晶界处Mg17Al12共晶相细化成球形颗粒和短棒状，且析出量显著减少；含Gd镁合金熔覆涂层高温抗拉强度、屈服强度以及屈强比均有较大提高；高温拉伸断口形貌分析发现，ZM5 镁合金激光熔覆涂层拉伸断口出现局部的晶界熔化特征，而添加Gd 元素的镁合金激光熔覆涂层断口未观察到晶界熔化，这表明Gd元素能抑制枝晶间低熔点Mg17Al12共晶相析出而强化晶界，从而可提高熔覆涂层的高温拉伸性能。

采用灰铁基体材料,在不预热情况下通过增加Ni +Re过渡合金熔覆层,再选用专用高硬度的合金焊丝进行激光送丝堆焊试验;分析堆焊过程物相变化,探索过渡合金对高硬度厚层堆焊裂纹倾向的影响规律,寻找高硬度厚层堆焊情况下防止裂纹产生的工艺方法。堆焊采用自制专用自动送丝机构,用Thermoarl-SCINTAGX'TRAX射线衍射仪和Thermo Noran VANTAGE-ESI能谱分析堆焊层物相组成。