激光双MIG（熔化极稀有气体保护)电弧复合焊具有熔深大、熔敷效率高、焊接质量好等特点，然而由于其耦合机理复杂，给应用带来了一定的困难。基于电磁场理论提出了激光与双电弧耦合机制，当激光光致等离子体中间部位的电子受到两个电弧产生的洛伦兹力和电场力相差较大时，等离子体两端的电子分布会不均匀，这使得一端电弧发生弯曲，沿焊丝轴向的促进力减小，熔滴过渡困难。当激光光致等离子体中间部位的电子受到两个电弧产生的洛伦兹力和电场力大致平衡时，电子能够比较均匀地分布在等离子体的两端，吸引稳定电弧，利于熔滴过渡。采用高速摄影系统和电信号采集系统研究激光双MIG电弧复合焊接过程，结果表明：当工艺参数不合适时，电弧发生弯曲，导致不稳定的大颗粒过渡和短路过渡；当工艺参数合适时，两个电弧根部被固定在激光光致等离子体的下部，形成稳定的射流过渡。

以Ti和h-BN 为原料，在不同配比(Ti与BN 物质的量比分别为16∶1, 8∶1, 4∶1)的情况下，采用激光熔覆的方法在Ti-3Al-2V 的表面原位合成TiB/TiN 复合强化涂层，利用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电子探针(EPMA)和透射电子显微镜(TEM)分析涂层显微组织结构，采用硬度和摩擦实验检测涂层物理性能。检测结果表明：1) B 元素的含量对涂层显微结构和分布状态有重要影响；2) 当熔池中B 元素满足形成TiB 的浓度时发生形核与生长，TiB 优先沿着TiN 晶粒晶界处形核和生长；3) 随着BN 含量的增加，熔覆层的显微硬度与耐摩擦性能增加，最大的硬度达到基体的5倍，单位时间内熔覆层的摩擦损失量不到基体磨损量的一半。

ZM5镁合金激光熔覆涂层的晶界易析出条带状β -Mg17Al12相，导致涂层的拉伸性能下降。通过添加稀土Gd元素，在ZM5 铸造镁合金表面激光熔覆Mg-Al-Gd 涂层，研究Gd 元素对ZM5 镁合金激光熔覆涂层组织和性能的影响。结果表明，添加质量分数为5.0%的Gd元素的熔覆涂层中生成了Al2Gd颗粒相，晶界处Mg17Al12共晶相细化成球形颗粒和短棒状，且析出量显著减少；含Gd镁合金熔覆涂层高温抗拉强度、屈服强度以及屈强比均有较大提高；高温拉伸断口形貌分析发现，ZM5 镁合金激光熔覆涂层拉伸断口出现局部的晶界熔化特征，而添加Gd 元素的镁合金激光熔覆涂层断口未观察到晶界熔化，这表明Gd元素能抑制枝晶间低熔点Mg17Al12共晶相析出而强化晶界，从而可提高熔覆涂层的高温拉伸性能。

设计了窄间隙的坡口并采用CO2 激光填丝多道焊的方法焊接了厚度为50 mm 的30Cr2Ni4MoV 转子钢，焊后观察并分析了接头不同区域的组织特征，通过接头的拉伸、弯曲试验及显微硬度评定了接头的性能，结果表明：选取优化的窄间隙激光填丝焊接工艺焊接的50 mm 厚30Cr2Ni4MoV 钢对接焊接头成形良好，无侧壁未熔合等缺陷。接头中部填充焊焊缝中心由大量的针状铁素体和少量的粒状贝氏体组成，冲击韧性良好，表层填充焊焊缝由马氏体及少量的粒状贝氏体组成，冲击韧性有所下降。焊接接头拉伸试样均断于母材，接头最大硬度位于接头表层填充焊热影响区(HAZ)粗晶区，焊缝区的硬度较HAZ低很多。

采用光纤激光对ZM5镁合金薄壁铸件进行补焊研究，以焊道稀释率和表面交角进行工艺评价，通过扫描电子显微镜(SEM)和X 射线衍射(XRD)表征了样品的显微组织、相组成，并作了拉伸试验分析。结果表明，补焊焊缝稀释率和焊道表面交角成线性相关变化，补焊层由细小的等轴树枝晶组成，平均晶粒直径为15~20 μm，约为ZM5 母材的1/4；补焊层基体组织为α -Mg 相，晶界析出Mg-Al共晶相，其中β -Mg17Al12以连续网状或不规则的点状析出；补焊层抗拉强度和延伸率优于母材，补焊层拉伸断口为准解理断裂，断口有少量韧窝，而经均匀化热处理的母材断口为脆性断裂的解理断口。组织表征和性能试验表明，光纤激光可实现ZM5 镁合金铸件的缺陷补焊，且在工艺上具有很好的适应性。

采用大功率半导体激光熔覆和重熔的工艺在低碳钢表面制备Ni-Fe-B-Si-Nb合金非晶复合涂层，并对所得涂层进行了纳米压痕性能测试。研究结果表明，当激光熔覆时激光功率为0.8 kW，熔覆速度为0.36 m/min，送粉速度为12 g/min，重熔时激光功率为3.5 kW，熔覆速度为8 m/min，在低碳钢表面成功制备了Ni40.8Fe27.2B18Si10Nb4非晶复合涂层，涂层主要由非晶相和NbC颗粒相组成。纳米压痕测试结果表明经激光重熔后所得非晶复合涂层的显微硬度和弹性模量远远大于未重熔的熔覆层，并且也大于同成分大块非晶。

脉冲TIG焊由于其优越的特性而广泛应用于工业中, 准确测量电弧温度对分析焊接过程有重要意义。 论文基于光谱学理论计算了氩元素的粒子数密度与温度之间的关系曲线, 计算了794.8 nm氩原子谱线的发射系数与温度之间的关系曲线, 利用高速摄影获得了794.8 nm特征谱的电弧图像, 根据Abel变换和标准温度法计算了脉冲TIG焊峰值时刻和基值时刻的电弧温度场分布。

以2.2 m/min激光扫描速度，采用对接和搭接两种方式高速焊接0.7 mm薄板殷瓦合金。借助金相显微镜和扫描电子显微镜观察焊缝显微组织，讨论焊缝中心的热裂纹形成机理，对比分析不同接头形式的热裂纹敏感性。实验结果显示，殷瓦合金的高速激光焊缝为铸态单相奥氏体树枝晶。对接焊缝中心出现热裂纹，而搭接焊缝未发现热裂纹。分析认为，在树枝晶凝固最后阶段，焊缝两侧树枝晶粒的大角度晶界能γgb大于2倍液态薄膜固/液界面能γsl，液态薄膜完全桥接需要临界过冷度ΔTb。殷瓦合金散热系数低，过冷度不足，焊接残余拉伸应力δr将导致液态薄膜开裂。对接时容易出现热裂纹。而搭接时开裂的液态薄膜有上层液态金属流入补充，能有效降低焊缝的热裂纹敏感性。

激光复合焊接综合了激光焊和电弧焊的优点，使其成为船用大厚度钢板高效焊接最有前景的方法之一。研究了船用钢板的高功率CO2激光焊接工艺，重点分析了保护气体成分对焊缝化学成分的影响，激光与电弧间距对焊接过程稳定性的影响。在工艺参数优化的基础上实现14 mm厚10Ni3CrMoV钢板的高功率激光T型结构焊接。获得的焊缝通过X光探伤检验，没有发现裂纹，存在少量不连续的小气孔。采用光学显微镜分析了焊接接头微观组织，结果表明，微观组织显示了焊接接头较好的综合力学性能，尤其是经历重熔与热处理后的焊缝组织发生明显细化。测试了焊接接头不同部位的硬度，焊接接头最大硬度小于360 HV，符合船用技术要求。

焊接是管线建设的关键技术之一,随着我国管线钢的快速发展,越来越需要匹配的焊接技术来满足管线的建设。分析了激光焊在管道焊接中的优缺点,并采用高功率激光焊接设备,对板厚为16 mm的X52管线钢进行焊接,X射线探伤检测焊缝无裂纹,采用光学显微镜分析了焊接接头的焊缝结晶特性和微观组织。根据美国石油学会标准API SPEC 5L管线钢规范,对焊接接头进行了力学性能试验。结果表明:焊接接头的抗拉强度达480 MPa,断于母材;180°接头弯曲未出现裂纹;-20 ℃焊缝金属冲击韧性CVN=279 J,熔合区冲击韧性CVN=282 J,热影响区冲击韧性CVN=212 J,焊接接头的最大硬度分布在焊缝下部,为270 HV左右。研究表明,各项性能均满足管线钢焊接的要求。