采用光纤激光-冷金属过渡(CMT)焊、光纤激光-变极性钨极惰性气体保护(VPTIG)焊、光纤激光-熔化极惰性气体保护(MIG)焊三种复合焊接方法对带锁底结构的6106-T6铝合金型材进行焊接。采用优化后的焊接工艺参数,焊后得到了成形良好、无明显缺陷的复合焊接接头,研究了接头的显微组织、拉伸性能和疲劳性能,并分析了疲劳断裂机理及断口形貌。结果表明:激光-CMT和激光-VPTIG复合焊接接头中心由上至下等轴晶尺寸逐渐减小,激光-MIG复合焊接接头焊缝中心的晶粒较粗大,且上下部分等轴晶的尺寸变化不大;激光-CMT、激光-VPTIG、激光-MIG三种复合焊接接头的抗拉强度分别为213.0,198.0, 200.0 MPa,较母材均存在一定程度的强度损失,疲劳极限分别为105.00,100.83,113.50 MPa;疲劳断裂位置均在焊缝熔合线处的柱状晶区,断口均呈韧窝状,为典型的韧性断裂。

采用IPG YLS-6000光纤激光器和Fronius MagicWave3000job数字化焊机，对4 mm厚5083 H116铝合金进行了复合焊接试验。研究了电源特性、电流大小和热源间距等工艺参数对光纤激光-钨极惰性气体保护焊(TIG)复合焊接焊缝成形的影响规律，并分析了焊接接头的缺陷、显微硬度及力学性能。结果表明，光纤激光-TIG复合焊接5083铝合金，能够明显改善焊缝成形，提高焊接过程稳定性，特别是与变极性TIG电弧复合效果更为显著；光纤激光与变极性TIG电弧复合焊接，采用激光在前的方式，电弧电流150 A，且热源间距不大于4 mm，可以得到具有明亮金属光泽和均匀鱼鳞纹的焊缝，焊缝无气孔和裂纹缺陷，其表面有少量的下凹；复合焊接接头抗拉强度为318 MPa，达到母材强度的93%，延伸率为7.6%，高于单光纤激光焊接，断口分析为韧性断裂。

为了研究激光冲击处理对镁合金焊接件力学性能的影响，采用激光波长1064 nm，脉冲宽度15 ns，脉冲能量4 J，光斑直径3 mm的钕玻璃脉冲激光器，对AZ31B镁合金交流氩弧焊接件进行冲击处理。采用光学显微镜(OM)观测激光冲击前焊接接头微观结构，采用透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)观测激光冲击后焊接接头表层微观结构，采用扫描电子显微镜(SEM)观测试样断口，并分析了力学性能提高的机理。实验结果表明：根据优化的激光参数，能在焊接接头表层制得纳米晶，晶粒大小为35 nm左右；激光冲击处理改变了焊接件热影响区的应力状态，由残余拉应力60 MPa转变为残余压应力-125 MPa；激光冲击处理后，试样的抗拉强度提高了15.2%，屈服强度提高了15.7%，表面硬度提高了78.2%，平均冲击功提高了60%。AZ31B镁合金焊接件力学性能的提高是表面纳米化、应变硬化和残余压应力共同作用的结果。

采用傅里叶变换轮廓术来测量小电流钨极氩弧焊熔池表面高度，分析了表面高度与位相改变的对应关系，研究了电弧焊熔池液态金属的反射特性、熔池震荡及其对光束的漫反射效应，利用这种漫反射效应，通过搭建的熔池表面高度测量装置，拍摄到小电流钨极氩弧焊移动熔池的变形光栅条纹，经过计算机图像处理和位相高度转换，获得表面高度分布。研究表明，傅里叶变换轮廓术可用于小电流钨极氩弧焊熔池表面高度测量。

为了研究激光冲击处理对镁合金焊接件应力腐蚀性能的影响，采用激光波长1064 nm，脉冲宽度15 ns，脉冲能量4 J，光斑直径3 mm的钕玻璃脉冲激光器，对AZ31B镁合金交流氩弧焊接件表面进行冲击处理。室温下采用三点加载的方式，在去离子水中对试样进行应力腐蚀实验。利用光学显微镜和透射电镜观测激光冲击试样微观结构，利用扫描电镜观测应力腐蚀断口。实验结果表明：根据优化的激光参数，能在试样表面制得纳米结构表层，样品表面纳米晶粒大小为35 nm左右；激光冲击处理改变了试样表面的应力状态，由残余拉应力60 MPa转变为残余压应力-125 MPa；激光冲击处理后自腐蚀电位增大88 mV，腐蚀电流减小了73.4%，从而降低试样腐蚀倾向；未激光冲击的试样在浸没了192 h后出现应力腐蚀开裂，而激光冲击的试样在浸没了10个月后未出现裂纹，这表明激光冲击处理能够提高AZ31B镁合金焊接件抗应力腐蚀的能力。

采用脉宽30 ns，能量40 J的调Q掺钕玻璃激光对TC4 钛合金钨极惰性气体(TIG)焊焊缝进行了1～3次的激光冲击强化(LSP)处理，并与未经LSP处理的焊缝的表面显微硬度、焊缝微观组织、接头的拉伸力学性能和拉伸断口的扫描电镜(SEM)照片进行比较，研究LSP处理次数对TC4 钛合金TIG焊焊缝组织性能的影响。结果表明，LSP能够使焊缝横截面靠近材料表面的区域针状α′相数量减少，热影响区靠近材料表面的区域细小等轴晶数量增加；随着LSP处理次数的增加，TC4钛合金 TIG焊接头表面的显微硬度增加；焊接接头的抗拉强度和屈服强度变化不明显，而断后延伸率出现降低趋势。

为了进一步提高316L不锈钢的可焊性，采用Rofin Sinar 5kW快轴流CO₂激光器和Miller钨极惰性气体(TIG)焊机，对3mm厚316L不锈钢进行了一系列CO₂激光－TIG电弧复合焊接工艺试验，研究了激光功率、电弧电流、热源间距等工艺参数对焊缝成形的影响规律。在激光功率大于2．5kW时，会产生小孔效应，其对复合焊接熔深影响显著；而当电弧电流小于150A时，焊接熔宽与两热源的热输入关系密切，当电流大于150A时，仅电弧电流是焊接熔宽的决定性因素；热源间距存在一个最佳值2mm～3mm，此时，焊接熔深可提高1．46倍～2．54倍。研究结果表明，复合焊接提高了316L不锈钢的可焊性。

为了研究钨极惰性气体保护焊(TIG)快速制造中金属结构成形的效果及工件变形情况，获取金属结构高度及其变化范围，通过对激光视觉传感所得到的图像进行分析，采用激光视觉检测的方法，制作了一种激光视觉检测系统。经与实验获得的实际金属结构高度数据对比，得到金属结构高度检测的误差在单道焊缝的自然成形的高度误差范围内的结果。结果表明，该方法可以比较有效地获得金属结构高度及母材工件变形情况。