基于侧吹保护条件下的光纤激光非穿透深熔焊接工艺，模拟了构件的服役环境，对GH3128搭接接头进行了不同循环次数的900 ℃真空热处理，并对接头组织和显微硬度、室温与高温拉伸及蠕变拉伸性能进行了分析测试，通过分析组织与断口，对GH3128搭接接头的高温力学性能进行了评估。研究结果表明，与无热处理接头相比，热处理后的接头的室温与高温拉伸性能分别提升了35%和20%，蠕变性能大幅提高。接头组织分析结果表明：热处理后的接头枝状组织消熔，晶粒呈粗大等轴晶状态；各断口均呈现出“抛物线”状韧窝，开口方向与拉伸力方向一致，呈韧性断裂特征，且无显微裂纹产生；热处理次数对接头显微硬度、室温及高温拉伸性能的影响不大；随着热处理次数的增加，接头蠕变性能呈减小趋势。

为减少6061铝合金搭接叠焊接头激光焊接缺陷, 采用激光摆动焊接方法, 研究光束摆动对焊缝成形质量、显微组织和显微硬度的影响。结果表明:无摆动焊搭接接头焊缝成形粗糙不均匀, 焊缝中心存在大量气孔; 激光摆动焊接可明显改善焊缝成形, 降低焊缝内部气孔率。当扫描幅值为1.0～1.5 mm, 扫描频率为100～300 Hz时, 激光摆动焊缝成形质量良好, 气孔率小于0.6%。与无摆动焊接接头相比, 激光摆动焊接头焊缝形状由Y形变为U形, 且焊缝区晶粒细化; 焊缝柱状晶长度由无摆动时的380 μm减小至130 μm, 等轴晶直径由120 μm减小至75 μm。激光摆动焊还可提高焊缝显微硬度, 焊缝区显微硬度由无摆动时的60 HV增大至65 HV。

目前,汽车用镀锌钢板的搭接多采用电阻点焊技术,新型激光点焊技术——激光螺旋点焊以其高效率、高柔性的特点有望逐渐替代电阻点焊。研究了搭接间隙对激光螺旋点焊焊点成形与力学性能的影响,分析了不同间隙下高压锌蒸气的逃逸过程和缺陷的成因。研究结果表明:对于单层1.8 mm厚、6.7 mm焊点直径的ST12镀锌钢板搭接接头,激光螺旋点焊的间隙适应性较好,在0.2~0.4 mm的板间间隙内都可以获得成形良好、力学性能较好的焊点;当间隙大于0.1 mm时,可以有效避免锌蒸气逃逸造成的焊接缺陷;在间隙约为0.2 mm时,锌蒸气能够顺利逃逸,从而获得最佳的表面成形和力学性能。

利用光纤激光研究了环形激光束的形成原理，并利用环形激光束实现了高分子材料的超高速焊接。试验结果表明，随着准直镜焦距的增加，环形激光束的外径不变，内径减小，环形激光束的光环宽度增加；随着第一枚圆锥透镜和第二枚圆锥透镜的间距L12增加，环形激光束的内径和外径同时增加，而环形激光束的光环宽度几乎不变；通过准直镜、第一枚圆锥透镜及第二枚圆锥透镜的同轴性调节，可获得能量密度分布均匀的环形激光束；利用外部直径为54 mm、内部直径为47 mm 及宽度为3.5 mm 的环形激光束，对厚度为(2+1) mm 的高分子材料搭接接头实现了超高速焊接。当试验压力为100 N，激光输出功率为800 W，焊接时间为0.6 s 时，高分子材料焊接接头拉伸剪切性能与母材相同，其拉伸剪切断口位于母材(TPV-弹性体)上。