为进一步提高冲压发动机火焰筒基体与加强环之间的焊接强度，考虑产品的实际结构，设计了4种不同形状的焊点，即环形、C形、椭圆形和S形焊点，对比研究了这4种焊点的性能差异。首先采用激光焊接方法对GH3230高温合金薄板进行搭接焊接试验，然后比较4种焊点在焊缝成形、力学性能、断裂行为以及微观组织方面的差异，最终确定了最优的焊接方案。结果表明：当搭接区域的面积一定时，新提出的S形焊点因为具有焊接熔合面面积大、焊缝不闭合留有应力释放区等优点，抗剪性能更优且焊缝成形质量良好；S形焊点焊缝的抗剪强度为原环形焊点焊缝的1.8倍，适合用于火焰筒等薄壁类产品的焊接。

为了验证激光焊接满足发生器壳体连接要求，开发了光纤激光焊接试验系统，采用2 500 W激光器和LDD激光焊接全过程监测系统优化了安全气囊气体发生器壳体焊接工艺。进行了高强度低合金碳钢发生器壳体水爆压力试验和视觉检测试验研究，结果表明：当激光功率为1 400~1 500 W时，DAB5系列气体发生器壳体的水爆压力值达到66 MPa，壳体有开裂现象，焊接强度大于60 MPa，熔深在2~3 mm内，焊缝偏心距为0~0.2 mm，有效熔宽为0.5~0.8 mm，均满足指标要求。

使用半导体激光器透射焊接聚碳酸酯(PC)板材,对比了以涂抹有碳黑的金属铜膜(CWCB)作为激光吸收层和以碳黑(CB)作为激光吸收层的PC件的可焊性差异,进一步分析了CWCB宽度对焊接件的结构特征、焊缝变形、残余应力和焊接强度的影响。结果表明:与CB相比,CWCB作为激光吸收层的焊缝区域气泡的数目较少,焊缝中的CWCB有明显的变形。随着CWCB宽度的增加,变形深度和变形面积增加,当CWCB的宽度超过2.5 mm时,变形深度和变形面积逐渐下降,焊缝边缘的溢出高度为386.32~392.26 μm。残余应力与焊缝宽度随着CWCB宽度的增加而增加。CWCB宽度为1 mm时焊接件具有最大的焊接强度21.5 MPa,之后随着CWCB宽度的增加,焊接强度逐渐减小。

铝粉因其良好的热物理性能可作为激光焊接吸收剂, 但是铝的高反射率, 需掺入炭黑来提升吸收剂的吸光性能。本文应用半导体激光器对含铝粉吸收层的聚碳酸酯进行了激光透射焊接实验, 以吸收剂不同铝粉含量为主要因素, 结合激光功率、焊接速度采用正交水平法研究了焊接工艺参数对焊接强度的影响, 对焊接工艺参数进行了优化。得到了最佳工艺参数, 重点分析了不同铝粉含量吸收剂对焊缝形貌和连接强度的影响。实验结果表明, 吸收剂铝粉含量为40wt%, 焊接功率为35 W, 焊接速度为4 mm/s时, 拉断力最大, 焊接强度最高。

超短脉冲激光可以直接对玻璃进行焊接,不需要在两片玻璃之间添加吸收介质,也不需要对材料进行热处理,应用前景广阔。利用飞秒激光热累积效应成功实现了石英玻璃之间的焊接,研究了激光重复频率和激光功率对玻璃焊接质量的影响。石英玻璃焊接区由3部分构成,包括顶部的圆形空腔、中部的熔融区域和底部的线形损伤结构,石英玻璃的焊接强度是3部分结构共同作用的结果。实验表明:在保持激光重复频率为500 kHz时,熔融区面积随着激光功率的增大而增大,但是焊接强度出现了先增大后减小的趋势;在保持激光功率为4.14 W时,熔融区面积和焊接强度随激光重复频率增长而减小。此外,还实现了铝硅酸盐玻璃之间和钠钙玻璃之间的焊接,并对不同成分玻璃的焊接端面形貌进行了对比。

为了揭示焊接参量对焊接质量的影响机理,优化焊接工艺参量,利用超景深显微镜和拉伸试验机对不同功率、焊接速率和材料厚度参量下的焊接强度进行了观察和测试。采用ABAQUS建立3维轴对称物理模型,对焊接过程中的温度分布进行了有限元模拟,并通过正交试验获得了各参量对焊接质量的影响规律。结果表明,激光功率是影响焊接强度的首要因素,其次是焊接速率,材料厚度影响最小;焊接过程中焊接温度越高,焊缝的宽度越大,可能导致熔池材料分解,焊缝中的气泡增多,影响焊接强度。

介绍了激光叠焊幅面为2.4 m×1.2 m, 厚度为1.2 mm的不锈钢板式热交换器的焊接要求和焊接工艺。板式热交换器属压力容器, 因此焊接质量有严格的要求, 针对大幅面不锈钢的尺寸大和易变形等特点, 采取先点焊, 再焊边框, 最后焊内部小圆的工艺流程。点焊有效地控制了焊接过程中变形问题, 并有效地消除了上下板材的间隙问题。内部圆采用了不闭合焊接的处理方法, 显著地减少了气孔现象。对实际焊接后的板材进行耐压试验表明, 采用新焊接工艺的成品件可以承受110 MPa的压力。