针对MARK III型液化天然气 (LNG)船围护系统中的304L不锈钢波纹板搭接接头进行了圆形扫描激光焊接工艺研究。对于圆形扫描激光焊接的搭接接头，其下板焊缝边缘存在咬边，且在较大扫描幅度和较高扫描频率下咬边现象尤其明显。通过高速摄影发现，焊接过程中圆形扫描轨迹内部存在未熔化区域。激光斑点除自身的扫描运动外还叠加了沿焊接方向的移动，随着扫描路径的重复叠加，在扫描激光焊接熔池的内部，未熔化区域逐渐减小，最终达到稳定状态。当扫描幅度或频率提高时，单位长度母材吸收的激光能量减小，熔池温度降低，当前扫描周期下形成的熔池前沿快速凝固，从而导致未熔化区尺寸无法进一步缩小。当扫描幅度降至1.5 mm或者扫描频率降至50 Hz时，未熔化区域较小甚至完全消失，咬边现象也随之消失。

为提高铜/钢转换接头搭接焊的强度与冶金相容性,提出了异种金属微织构激光焊接法。首先利用超快绿激光在钢基体表面制备微织构,以提高焊接时钢侧界面的浸润性与咬合强度,然后利用脉冲绿激光在微织构表面进行铜/钢熔化搭接焊,最后研究了微织构的形貌、接头组织、结合界面及拉伸性能与断裂机制。结果表明:在较高的激光功率与刻蚀次数下,热烧蚀程度加重,易导致凹槽内部质量恶化;表面织构化对接头组织与抗拉强度具有显著影响,表面织构化可以强化对流传质,增强铜向熔池底部(钢侧)的扩散,有利于形成含铜量更高的α-Fe、γ-Fe固溶体,使得熔池底部的显微硬度更高;当凹槽深度为89.91 μm时,织构化接头的抗拉强度最高,为112.5 MPa,相比未织构化接头提高了19.5%;接头的断裂机制为韧性断裂;接头拉伸性能的提高得益于固溶强化、熔合体积的增大以及涡旋咬合作用。

采用光纤激光器对6016车用铝合金与DC56D镀锌钢搭接接头进行了激光焊接试验研究。研究了焊接速度对铝/钢搭接接头熔深、界面金属间化合物和强度的影响，以及单焊缝与双焊缝两种焊缝布置形式的接头强度差异。采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对焊接接头显微结构、金属间化合物成分以及拉伸断裂试样的断口进行了观察测试。结果表明，选择适当的焊接速度，控制熔深在合适范围内时，可获得较高强度的焊接接头。接头界面处生成的金属间化合物主要有Fe2Al5，FeAl2和FeAl3 3种。采用双焊缝布置形式可有效提高焊接接头强度，接头最大拉剪强度可达155 N/mm，约为铝合金母材抗拉强度的84%，相对单焊缝布置接头提高了26%；拉伸试样断裂在铝合金热影响区处，断裂属于韧窝断裂。

针对车用5052铝合金进行了高功率光纤激光搭接深熔焊试验研究,分析了光纤激光焊接的主要影响因素,并对接头组织和力学性能进行了测试。通过对车用铝合金光纤激光焊接特性的分析得出,传输光路的光纤芯径、板间间隙的大小、保护气体的种类和保护方式等对搭接接头形貌有着重要的影响。采用高功率光纤激光焊接时,速度快,熔池及热影响区(HAZ)窄。在适宜的焊接工艺参数下,光纤激光焊接接头上、下表面焊缝形貌平整连续;焊缝区显微硬度高于母材;接头抗拉伸强度高于抗拉剪强度,断口出现在搭接焊缝一侧的热影响区内,断口以韧窝形貌为主,属于以韧性断裂为主、脆性断裂为辅的混合断裂。

本文以Nb:YAG激光器对汽车用镀锌钢板进行了焊接工艺研究,通过预留板间间隙的激光焊工艺试验,对不同工艺条件下焊接试样的焊缝成形、微观组织及结合强度进行了分析与评价.试验结果表明:预留间隙法可以有效地降低镀锌层在加热过程中的汽化影响,从而获得高质量的激光焊接质量.