采用层扫描的方式, 实现了管材的激光渐近弯曲矫形。基于Perona-Malik边缘提取算法和RANSAC直线特征提取算法, 实现了激光渐近弯曲矫形过程的实时在线测量, 分析了工艺参数对管材弯曲角度的影响。结果表明, 弯曲角度随时间的增加呈近似线性增加; 位置形状参数对弯曲角度的增大速率影响不大, 而轴向进给次数与单层弯曲角度的变化量成正比; 轴向进给步距可以改变弯曲段的曲率; 激光平均功率越高, 弯曲角度的增大速率越快。

针对聚丙烯与尼龙66应用广泛，存在连接需求，但两者极性差异大、相容性差而导致无法进行激光透射焊接这一问题，通过在聚丙烯的侧链上接枝马来酸酐来改善聚丙烯与尼龙66之间的焊接性能。介绍了接枝改性聚丙烯的制备配方和工艺，并测量了接枝改性聚丙烯的热学和力学性能。对接枝改性聚丙烯与尼龙66进行了激光透射焊接实验。实验发现：接枝改性聚丙烯与尼龙66具有很好的焊接性能。基于中心组合实验设计，利用响应面法建立了激光功率，扫描速度和夹紧力与焊接强度之间的数学模型，揭示了焊接工艺参数交互式影响规律，并得到了最佳工艺参数。

生物医学领域中的生物植入体必须使用具有生物相容性的材料进行连接以适应人体内复杂的生物、物理和化学环境。激光透射焊接(LTW)是解决生物医用材料之间连接的一种新方法。由于利用实验方式获得生物医用材料的最佳焊接工艺参数时间长、成本高，因此提出一种数值模拟驱动实验设计、工艺参数建模与优化的方法，对激光透射焊接生物医用材料进行了系统的研究。首先利用有限元模型(FEM)对焊接过程中的温度场进行模拟，并用焊接实验对模拟结果进行验证；然后利用FEM的模拟结果进行实验设计, 用人工神经元网络(ANN)建立工艺参数和焊接结果之间的数学模型，并用FEM的模拟结果对此数学模型的预测结果进行验证；最后采用满意度函数(DF)与遗传算法(NSGA-II)相结合的方法，对工艺参数进行多目标优化,并对优化结果进行验证。结果表明：优化的预测结果、实验结果、模拟结果之间均取得了较好的一致性，此方法为有效指导生物医学领域中的焊接实验、提高焊接质量和降低生产成本开辟了新途径。

基于玻纤和碳纤增强的PA66热塑性材料，研究了夹紧力对焊接件的间隙、熔深和剪切强度的影响，分析了三者之间的联系，得出夹紧力在焊接试验中的重要性。进一步研究了焊接速度和功率对熔深和剪切强度的影响，从大量的试验数据和拟合曲线中得出熔深与剪切强度之间的关系。最后，讨论了线能量对熔深和剪切强度的影响。结果表明，工艺参数影响焊接件的间隙和熔深，从而使得剪切强度发生改变，研究焊接件的间隙和熔深的变化能很好地认识到工艺参数是如何影响剪切强度的。

激光透射连接纤维增强尼龙（FRPA）材料在工业应用中具有良好的应用前景。基于旋转中心复合设计法的实验规划，采用半导体连续激光器对激光透射连接FRPA材料进行了实验，并对连接剪切强度和焊缝宽度进行测量。焊缝横截面显微观测表明，试样连接区域结合良好。通过实验数据处理，得到并分析了工艺参数对连接质量的影响。运用响应曲面法建立了工艺参数与连接剪切强度和焊缝宽度的关系模型。结果表明，激光透射连接工艺参数对连接质量具有决定性的影响；响应曲面所建立数学模型的预测结果与实验的实际结果取得了较好的一致性。这可为激光透射连接选取适当的工艺参数以提高加工效率提供有效的指导。

使用Nd:YAG 脉冲激光器对硅与玻璃进行激光透射连接实验，研究了工艺参数（功率、速度及离焦量）对熔池几何要素（熔深、熔宽及深宽比）的单因素及交互式影响，分析了激光能量密度对激光透射连接硅与玻璃熔池成形的影响，并量化了激光能量密度与熔池几何要素之间的关系。得到了深宽比与剪切强度的匹配曲线。结果表明，当激光能量密度大于8 J/mm2时，深宽比趋于平稳，深宽比达到0.25时，其剪切强度达到最大值，激光能量密度对熔池成形及连接质量有着较为显著的作用。

采用NdYAG脉冲激光器对硅与玻璃进行激光透射连接实验。阐述了激光透射连接硅与玻璃的连接机理。采用旋转中心复合设计进行实验规划，使用响应曲面法(RSM)建立了激光透射连接工艺参数与剪切强度、熔池宽度的数学模型，进行了方差分析、实验模型的验证，讨论了激光透射连接工艺参数对剪切强度、熔池宽度的交互影响趋势，运用满意度函数对工艺参数进行优化，并对优化结果进行验证。结果表明，所建立的模型能够较好地反映各响应与工艺参数之间的关系，优化的预测结果与验证实验的结果较为吻合，对提高连接质量和降低生产成本具有很好的指导意义。

生物氧化铝陶瓷与聚合物材料的力学性能、化学性能和热学性能差异很大，因而要实现生物陶瓷与聚合物的高强度连接是非常困难的。在生物氧化铝陶瓷上进行镀钛处理，利用半导体激光器对镀钛氧化铝陶瓷与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)进行激光透射连接试验，解决了生物陶瓷与聚合物的连接问题。针对激光功率及扫描速度对激光透射连接的接头强度与焊缝宽度的影响进行了研究。通过拉伸试验得到镀钛氧化铝陶瓷与PET之间的连接强度，并使用体视显微镜观测连接接头形貌及焊缝宽度。采用单因素工艺分析法，得到了激光透射连接的工艺参数窗口，为激光透射连接过程提供合理的工艺参数范围。

激光透射连接具有生物相容性的异种材料在生物医学植入体及其封装中具有良好的应用前景。利用半导体激光器对镀钛玻璃与聚对苯二甲酸乙二酯(PET)进行激光透射连接试验，其中玻璃上镀钛薄膜是通过射频磁控溅射方法完成的镀膜。通过单因素工艺研究了主要工艺参数激光功率、扫描速度和镀钛薄膜的厚度对连接强度的影响，并探讨了玻璃基片的表面粗糙度对镀钛薄膜粗糙度以及其连接强度的影响。通过搭接剪切试验得到镀钛玻璃与PET之间的连接强度，采用真彩共聚焦材料显微镜对拉伸失效后的试样表面进行观测和失效分析，使用X射线光电子能谱(XPS)检测激光透射连接过程中镀钛玻璃与PET之间化学键的形成信息。结果表明：主要工艺参数激光功率、扫描速度对连接强度有着重要影响，增加玻璃基片的粗糙度和镀钛薄膜的厚度可以提高其连接强度，为激光透射连接镀钛玻璃与聚合物提供了参考。