采用10 kW光纤激光器对厚度10 mm的AH36船用钢进行了激光电弧复合焊试验研究, 并与同材料的MAG焊进行对比, 分别从焊缝成型、焊缝截面形貌、焊接接头力学性能、样件焊接变形、效率以及成本等多方面进行分析。试验结果表明：选择适当的送丝速度, MAG焊及激光电弧复合焊可分别得到具有良好焊缝成型及截面形貌的焊缝, 焊缝强度均大于母材强度。对于同等板厚同等长度的焊缝, 激光电弧复合焊的变形量仅为MAG焊的50%左右。复合焊的焊接效率优势更明显, 可达到MAG焊效率的5倍。复合焊的焊材成本仅为MAG焊的21%, 气体成本约为MAG焊的42%, 设备成本在同等效率下的差距较小。从长远的使用前景来看, 激光电弧复合焊的优势远远大于MAG焊。

对5 mm厚T91马氏体耐热钢板激光填丝焊工艺进行研究, 分析了热输入对焊缝成型、微观组织、内部气孔数量的影响规律, 并对最佳参数焊缝的力学性能进行了检测。结果表明, 采用同质焊丝焊接T91钢, 焊后对焊缝进行热处理, 随着热输入的增加, 焊缝宽度变大, 焊缝内部气孔数量减少, 晶粒度变化不明显, 焊缝区与热影响区组织均为回火马氏体; 采用功率5 600W、速度1.2 m/min、送丝速度1.2 m/min的参数焊接可获得内部基本无气孔的焊缝, 焊缝显微硬度300 HV, 抗拉强度697 MPa, 断裂在母材, 180°正弯与背弯曲均未出现裂纹, 20/0/-20℃下冲击性能均高于母材。

为了探索激光清洗技术用于汽车板镀层材料焊前预处理的可行性及其工艺参数对焊缝质量的影响规律，为工业生产提供一定的参考，在镀Al-Si涂层试样件表面进行激光清洗预处理，并采用单激光自熔焊对接，通过对比激光清洗前后试样件的拉伸强度、焊缝表面形貌组织和杯突。研究结果表明，采用激光清洗可有效地清洗汽车板镀层，参数为激光功率P＝50 W，清洗速度S＝1～4 m/min，清洗次数N＝2。激光清洗涂层保存20～21 μm时自熔焊缝强度较高，可达母材强度的94%左右。激光清洗的生产效率较高，清洗速度可达4 min/件。

为了研究激光-熔化极惰性气体保护焊(MIG)复合法焊接铝合金时激光、电弧两种热源各自的作用, 得出二者最佳耦合效果, 采用观察接头显微组织、焊缝截面形貌等手段, 分析了激光、电弧各自对焊缝的影响。在此基础上, 进一步测定焊缝气孔率、力学性能等参量, 探索了能量分配比例对焊接接头性能的影响规律。结果表明, 激光-MIG复合焊接6061铝合金时, 控制电弧、激光能量比在0.9附近, 辅以合适工艺, 获得的焊接接头气孔率仅为1.5%, 抗拉强度291MPa, 达母材的82.9%, 符合工程需求。此研究对不同厚度的铝合金复合焊具有普遍指导意义。

采用5183焊丝作为填充材料, 对3 mm厚的5083铝合金对接接头进行光纤激光填丝焊接实验。分析了离焦量、焊接速度、送丝速度和激光功率对焊缝成型及强度的影响,并对最优焊缝进行了金相组织、显微硬度、力学性能的检测分析。结果表明, 采用离焦量0 mm, 激光功率4 100 W, 焊接速度4.2 m/min, 送丝速度3 m/min的工艺参数焊接3 mm厚5083铝合金, 可获得高质量焊缝, 焊缝硬度达HV 60以上, 未出现接头软化, 拉伸试验断裂位置为母材, 焊缝强度高于母材。

对3 mm厚的C18000铜合金板分别进行了激光焊接和激光填丝焊接研究，重点分析了焊缝的组织、成分和力学性能。结果表明，直接采用激光焊接时，焊缝出现了晶粒长大的现象，显微硬度为90 HV，强度仅为313 MPa；采用ERNiCu-7焊丝进行激光填丝焊时，焊缝内Ni的质量分数自上而下从31%降至10%，焊缝组织为单相固溶体，显微硬度提高到130~180 HV，强度提高到391 MPa，性能优于直接激光焊接的。

研究了激光焊接工艺对2 mm厚430铁素体不锈钢钢带焊接的影响, 分析了铁素体不锈钢激光焊接的组织转变以及力学性能变化规律。结果表明, 相对于传统MIG焊, 铁素体不锈钢激光焊接所得焊缝热影响区域更窄且晶粒长大程度相对更小, 焊缝抗拉强度优于母材, 显微硬度值相对母材有显著地提升。激光焊接过程中, 在合适的正面和背面保护下, 焊缝折弯性能有明显改善。激光焊接可成功应用于2 mm厚430铁素体不锈钢钢带的焊接。

采用300 W准连续脉冲光纤激光器对1 mm厚304不锈钢进行拼焊试验, 分析了激光峰值功率、脉宽、频率、离焦量以及焊接速度等主要焊接工艺参数对焊接质量的影响规律。结果表明, 对于1 mm厚304不锈钢准连续脉冲光纤激光焊接, 在高功率且大离焦量的情况下焊接得到的焊缝成型和力学性能均优于低功率且小离焦量下的焊接效果。在优化的工艺下进行焊接时, 焊接过程中几乎无飞溅, 并且可以得到表面均匀一致, 无裂纹和气孔且成形优良的焊缝。拉伸试验结果表明, 焊缝力学性能优良, 其抗拉强度可达682.32 MPa, 优于母材。

采用激光填丝焊, 以厚度为3 mm的304不锈钢为研究对象, 通过在小对接间隙条件下的工艺试验, 分析了主要焊接工艺参数对激光填丝焊焊接质量的影响。通过优化后的工艺得到了表面均匀一致、无裂纹和气孔且成形优良的焊缝, 拉伸试验表明接头力学性能优良, 抗拉强度达母材的95%左右。采用优化后的焊接工艺参数, 在不同对接间隙条件下进行对接间隙裕度研究, 结果表明, 激光填丝焊可以大大降低对接头装配精度的要求, 本试验条件下间隙裕度可达1.0 mm。

为了研究激光扫描焊接汽车板的工艺方法, 采用4kW光纤激光器对0.7mm镀锌板与0.8mm冷轧板SPCC两类汽车板的激光扫描焊接工艺进行了理论分析和实验验证, 得到了板间间隙、激光功率、扫描速率等对焊缝成形及强度的影响规律。结果表明, 当选取板间间隙0.1mm~0.2mm、激光功率3000W~3400W、焊接速率不小于3m/min等适当参量进行焊接时, 焊缝质量可满足电子束及激光焊接接头欠缺质量分级指南C级标准, 且强度高于母材。选取合适的工艺参量时, 激光扫描焊接在无保护气的作用下可得到高质量的焊缝。