采用激光焊接工艺制造了铝锂合金机身壁板焊接结构件, 对试验件开展了裂纹扩展试验, 并对激光焊接接头组织和疲劳断口形貌进行了分析, 同时研究了凸台特征和不同焊接速度对焊接结构件裂纹扩展特性的影响。研究结果表明: 凸台结构对焊接结构件的裂纹扩展寿命影响明显, 随着凸台宽度尺寸的增加, 裂纹扩展寿命增大, 焊接结构件的抗裂纹扩展能力提高; 焊接结构件的裂纹扩展寿命随焊接速度的增大先增后减, 在一定焊接条件下, 焊接速度为0.10 m/s时, 焊接结构件的抗裂纹扩展能力最高。

研究了焊接速度对填材填充激光焊接熔池动态行为的影响。研究结果表明:焊接速度对填材填充熔池过程中的匙孔三维形貌及熔池流动行为具有显著影响;填材填充激光焊接熔池时,提高焊接速度有利于提高匙孔的稳定性;随着焊接速度提高,匙孔深度以及孔壁底部流动速度的波动幅度减小,维持匙孔张开的驱动力增大,匙孔附近的流场由匙孔壁面向熔池方向流动的趋势增强。

采用激光填丝焊方法焊接了6082铝合金，研究了焊接速度对焊接接头热影响区软化的影响。结果表明，当温度为430~560 ℃时，接头热影响区会发生明显的β″强化相溶解， β″相的数量明显减少，接头的硬度和拉伸强度减小，发生了热影响区的深度软化效应，热影响区的软化区成为接头最薄弱的区域。当激光功率为4250 W，焊接速度为2.7 m·min-1时，接头热影响区的局部深度软化现象得到有效抑制，其平均硬度值大于82 HV，抗拉强度增大至249 MPa，接头的拉伸断裂发生于焊缝。

对薄板不锈钢进行激光深熔TIG复合焊接的工艺研究, 保证焊缝成型良好的条件下, 探索能达到的最大焊接速度, 并针对实际焊接生产中组对精度差的问题, 开展了激光深熔TIG复合焊接技术对组对间隙和错边量的工艺适应性研究, 借助高速摄像观察焊接电弧形态分析激光与电弧的相关作用。实验结果表明, 激光功率3.5 kW, 焊接电流150 A, 2 mm的不锈钢在5 m/min的焊速下能得到良好的焊缝; 激光功率4.0 kW, 焊接电流150 A, 4 mm的不锈钢在2 m/min的焊速下能的到良好的焊缝。激光电弧复合焊接薄板不锈钢错边适应性良好。

钛、铝异种金属物化性能差异较大, 焊接过程中易生成较厚的脆性金属间化合物, 弱化接头性能, 激光焊接速度是钛、铝异种金属焊接的关键。采用1 000 W光纤激光器对1 mm厚的LD2铝板和TC4钛板进行对接焊实验。实验重点研究激光焊接速度对脆性金属间化合物厚度的影响, 从热力学条件出发解释生成金属间化合物的可能性, 与XRD检测结果一致, 研究表明, 焊接速度为20 mm/s时, 生成14 μm左右厚的金属间化合物Ti3Al和TiAl, 抗拉强度仅有173 MPa; 当焊接速度为80 mm/s时, 获得了良好的焊接接头, 生成了4 μm左右的TiAl3化合物, 断裂伸长率为.42%, 最大抗拉强度可达242 MPa。

第三代核电技术中, 堆内核心构件堆芯围筒的焊接制造技术是一个急需攻克的难题, 由于工件尺寸大, 尺寸精度要求高, 需探索采用万瓦级激光焊接一次成形技术, 此前这类产品的激光单道焊接在国内外尚无成功的案例。对万瓦级光纤激光深熔焊接厚板焊接缺陷的抑制方法进行了研究。结果表明, 离焦量是万瓦级光纤激光深熔焊接厚板过程中一个关键工艺参数。负离焦时, 匹配优化离焦量和焊接速度可以有效抑制缺陷获得成形良好的全熔透焊缝; 背保护气体不仅改善了焊缝下表面成形, 同时改善了焊缝上表面成形使整个焊缝截面呈“I”型; 侧吹气体射流辅助激光深熔焊接, 可以较好抑制钉子头焊缝和上表面飞溅的产生; 采用横焊焊接方位时, 可以有效抑制焊缝塌陷与底部驼峰的产生。成功实现了15 kW 光纤激光单面自熔焊接双面成形18 mm厚不锈钢, 并实际应用于焊接生产堆芯围筒。

以5.0 mm厚高强钢板为实验材料, 采用Nd:YAG激光-MAG电弧复合焊接方法, 研究了焊接速度对复合焊接熔滴过渡特征、工艺稳定性和焊缝形貌的影响。结果表明：当激光功率与电弧能量都固定时, 焊接速度变化对焊缝质量的影响主要体现在热影响区面积上, 焊接速度越快热影响区面积越小; 而对熔滴过渡的影响主要体现在, 焊接速度过低时激光匙孔很难形成, 过高时熔滴过渡频率加快。

采用连续光纤激光器在不同焊接速度下(分别是0.9、1.2、1.5 m/min)对1 mm厚的304不锈钢薄板进行直角拼焊，研究了焊接速度对焊缝形貌的影响。结果表明，焊接速度影响焊缝的表面形貌和平整度。当焊接速度为0.9 m/min时，焊缝形貌较为稳定，也更平坦，高低起伏最小，表面未见明显的夹杂物；随着焊接速度增大，焊缝表面起伏变大，可见较多尺寸较大的块状夹杂物。同时，光束沿与水平钢板呈45°角方向照射的焊接方式，能得到较圆滑、有较好弧度的焊缝。通过工艺试验，为激光焊接在不锈钢薄板外观件实际焊接应用提供工艺方法实验指导。

针对不锈钢薄板激光叠焊过程中易出现的焊穿、断弧、封闭曲线焊缝不均匀等问题, 采用正交试验法, 在不同的焊接速度、离焦量、激光功率曲线、保护气体条件下对厚度为1.2/1.2的不锈钢进行激光叠焊试验; 通过观察不同参数下得到的焊缝外观及对试件进行压力试验数据分析, 研究了工艺参数对激光叠焊成形性能的影响。试验结果表明, 焊接速度及功率曲线的设定是影响焊缝均匀性、焊穿的主要因素; 保护气体的种类及流量是影响焊缝断弧的主要因素; 离焦量对焊缝表面成形有一定的影响, 试验过程中发现在进行厚度为1.2/1.2不锈钢薄板激光叠焊时离焦量为＋1 mm时焊缝外观成形美观。

激光-电弧复合焊接相对激光焊接的优势之一是通过焊接材料的添加，调整焊缝的合金元素成分，改善焊缝组织与性能。焊接材料添加的合金元素在焊缝中的均匀分布是体现激光-电弧复合焊接这一优势的关键。然而，对于窄而深的激光-电弧复合焊焊缝，实现合金元素的均匀分布是非常困难的。研究了焊接工艺参数对CO2激光-熔化极气体保护(GMA)复合焊焊缝合金元素分布的影响规律，并讨论了熔池流动行为与合金元素分布均匀性的关系。结果表明，随着焊接速度的减小，CO2 激光-GMA 复合焊焊缝合金元素的分布趋向于均匀分布；随着坡口间隙的增大，焊缝合金元素均匀程度越高。焊接方向为激光在前时，激光-电弧复合焊接熔池流动为内向流动时(即熔池表面从熔池后部向小孔流动，并且小孔后沿液体向下流动)，焊缝合金元素分布较均匀，其均匀性高于焊接方向为电弧在前时的情况。焊接方向对焊缝合金元素分布的影响规律主要取决于电弧拖拽力和熔滴对熔池冲击力的方向。当焊接方向为激光在前时，电弧拖拽力和熔滴对熔池冲击力指向小孔方向，促进了熔池内向流动。