采用光纤激光器对5 mm厚的5052铝合金进行振动焊接,研究其接头组织、残余应力对拉伸性能和疲劳性能的影响。研究结果表明,振动焊接的焊缝组织柱状晶数量明显减少,组织较常规焊缝更均匀细密。采用合适的振动频率与振动加速度,焊缝残余应力可低至140 MPa,而常规焊接焊缝的残余应力高达335 MPa。在应力比为0.1的拉-拉疲劳条件下,母材和接头的条件疲劳极限分别为160 MPa和120 MPa。疲劳源区位于表面缺陷处,裂纹以穿晶形式扩展,大量疲劳条带及二次裂纹产生于断口处。

研究了20#钢光纤激光焊接工艺对焊接质量的影响。研究发现, 随着激光功率的增加, 焊缝背面熔宽显著增加, 焊缝由钉形向近X形转变, 焊接过程中产生的飞溅增多; 随着焊接速度的增加, 焊缝变得“细小”, 焊缝正面咬边情况加重; 离焦量在－2～＋2 mm范围内变化对焊缝形貌和焊缝熔宽的影响不明显, 相较于在正离焦量和零离焦量下焊接, 负离焦量时焊接过程中产生的飞溅较多。在所有实验设定的参数范围内, 焊缝内部质量优良, 无气孔、裂纹等缺陷, 接头拉伸断裂位置均在母材, 焊缝强度能够得到保证; 焊缝区组织为板条状马氏体组织, 硬度在440 HV左右, 远高于母材(约160 HV)。

为了研究光纤激光焊接奥氏体不锈钢过程中侧吹气体对焊缝组织和耐腐蚀性能的影响，建立了一种侧吹气体和金属蒸气的流体模型，分析了不同侧吹气体及其流量对金属蒸气温度场和速度矢量场的影响，提出了一种通过侧吹气体增加焊缝金属中氮元素含量的方法。试验结果表明，在不影响焊缝成形的前提下，该方法有效提高了上层焊缝金属中氮元素的含量，抑制了焊缝金属中铁素体的含量，增强了奥氏体不锈钢激光焊焊缝的耐点蚀性能。

采用15 kW CO2激光器对1.8 mm厚的热镀锌薄板B450LAD进行了高功率激光焊接。对工艺优化后所得到的4组焊接工艺规范参数的焊接接头进行宏观与微观组织分析、显微硬度试验以及拉伸力学性能试验。结果表明,在激光功率5.8～12.9 kW以及焊接速度3～7 m/min参数下,1.8 mm厚B450LAD镀锌钢板均可获得成形良好、无缺陷的焊缝; 焊缝截面呈上宽下窄的倒梯形,热影响区(HAZ)相当窄; 焊缝熔化区组织均为马氏体、细晶区组织为少量马氏体和铁素体; 其焊缝中心显微硬度约为母材(BM)的2倍; 焊接接头具有良好的拉伸力学性能,且4种拉伸试样均断于母材处。实验的4组工艺参数可作为此钢材不同应用场合下高功率激光焊接的工艺参考。