采用纳秒脉冲光纤激光器对5083铝合金阳极氧化膜进行清洗，对清洗试样的表面形貌、表面粗糙度、元素组成和含量、清洗率及清洗机制等进行分析。研究表明，脉冲频率影响扫描振镜方向的光斑搭接率，激光行进速度影响清洗方向的光斑搭接率，在过高的激光能量下清除氧化膜时会造成基体二次氧化。工艺参数对表面粗糙度的影响规律不同，表面粗糙度随单脉冲能量的增加先增大后减小，随脉冲频率的增加出现两次先减小后增大，随激光行进速度的增加先增大后减小再增大。当单脉冲能量为100 mJ、脉冲频率为9.67 kHz、扫描振镜速度为4000 mm/s、激光行进速度为6.5 mm/s时，5.27 μm厚的氧化膜几乎被清洗干净，表面粗糙度为S_a=0.608 μm，优于机械打磨表面粗糙度（1.18 μm），清洗率达97.14%，与参数优化前相比清洗率提升了2.43%。激光清除5083铝合金氧化膜的机制为热烧蚀、弹性振动剥离和孔洞爆破。

采用光纤连续激光开展4 mm等厚5083铝合金-TA15钛合金异种材料对接接头的焊接工艺试验。利用扫描电子显微镜(SEM)、背散射电子探测器和能谱仪(EDS)分析接头的界面微观组织的形貌、成分, 观察到激光偏置向Ti侧的接头界面反应区存在大量且微观形貌不同、分布不均的金属间化合物层。进而从热、力两方面分析不同形貌特征的金属间化合物层的产生原因。然后进行了常温拉伸性能测试, 分析断口形貌, 判断断裂发生在Al/Ti界面的TiAl相, 具有脆性穿晶断裂特征, 最高抗拉强度为150.73 MPa。

5083铝合金表面极易形成微米级阳极氧化膜, 显著影响其焊接质量。实验采用波长1 064 nm的纳秒光纤激光器对5083铝合金表面的阳极氧化膜进行激光清洗试验研究。采用不同激光清洗工艺参数, 研究激光功率、扫描速度和脉宽对激光清洗效果的影响, 总结了优化的激光参数组合, 并验证此参数组合对应的清洗效果。研究表明, 激光清洗5083铝合金表面阳极氧化膜优化的激光清洗参数组合为功率P＝42 W, 扫描速度V＝4 725 mm/s, 频率f＝250 kHz, 脉宽T＝100 ns。扫描电镜结果显示, 阳极氧化膜可得到完全剥离, 清洗效果好。

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。

实验分析了不同工艺参数的激光冲击处理对5083铝合金力学性能的影响, 结果表明:与未处理试样相比(336.44 MPa, 99 HV), 经过激光能量密度4.47 GW/cm2与5.62 GW/cm2冲击处理后, 试样的抗拉强度分别提升至347.02 MPa与353.13 MPa, 硬度分别提高了17%与27%。同时, 晶粒的尺寸与未处理试样相比明显变小, 晶粒细化明显。综上所述: 激光冲击强化产生的塑性变形引起的晶粒细化能有效提高材料的抗拉强度与表面硬度。

针对5083铝合金厚板激光焊接中易出现的未熔合倾向和气孔缺陷问题，利用光纤激光对厚度为20 mm的5083铝合金进行了超窄间隙填丝焊接试验。分析了激光功率、焊接速度和送丝速度对未熔合倾向和气孔缺陷的影响。结果表明，增加激光功率、减小焊接速度或送丝速度将会减小未熔合倾向；气孔缺陷将随激光功率和焊接速度的减小而减小，随送丝速度的增加先减小后增大。采用优化的工艺参数，即光丝间距为+1 mm、焊接速度为0.42 m/min、激光功率为3.8 kW、送丝速度为3.5 m/min、离焦量为+20 mm，实现了深度为17 mm的超窄间隙坡口的5083铝合金激光填丝焊接，焊缝无未熔合缺陷，气孔率减小至0.25%。

为了研究不同焊接速度下的焊缝中心及铝合金母材在海水环境中的耐蚀性, 利用YAG激光-MIG电弧复合焊接设备对10 mm厚的5083铝合金进行了焊接实验; 采用体显微镜、金相显微镜及电化学工作站等设备研究了不同焊接速度下5083铝合金焊缝中心及母材的微观组织、动电位极化曲线、自腐蚀电流密度及腐蚀形貌。结果表明, 随着焊接速度的逐渐减小, 晶粒细化能力增强; 等温线清晰度增加、条数增多、宽度减小, 元素烧损量逐渐降低, 微气孔率呈先减小后增加的趋势。焊接速度v＝0.8 m/min及1.0 m/min时, 无钝化区的存在, 抗点蚀能力较弱; 焊接速度为v＝0.9、1.1 m/min及1.2 m/min时, 出现钝化区, 抗点蚀能力较强; 随焊接速度的增加, 耐蚀性呈先降低后增加的趋势。焊缝区整体的耐蚀性低于母材, 随焊接速度的增加, 腐蚀形貌由均匀腐蚀向局部腐蚀转变且腐蚀坑逐渐增大, 母材局部腐蚀最严重, 较易失效。

5083铝合金广泛应用于船舶、高速列车等制造领域。为了解决激光焊接对这类合金存在的凹陷和咬边问题，采用5087焊丝作为填充材料，对4 mm厚的5083铝合金进行光纤激光焊接试验，分析了影响焊缝成形的主要因素，并对接头的组织、力学性能及断口特征进行了评价。研究结果表明：与自熔焊相比，填丝焊工艺参数为功率6 kW，焊接速度7.5 m/min，送丝速度4.5 m/min，光丝间距1.0 mm时能够消除焊缝表面的凹陷及咬边缺陷，获得成形饱满，组织细小的焊缝。填丝焊接头抗拉强度平均值为304 MPa，约为母材的88%，比自熔焊提高了6.17%左右；延伸率平均为5.43%，比自熔焊提高了52%。拉伸后断于焊缝，断口呈现典型的韧性断裂特征。

铝合金厚板由于焊接难度大、效率低和变形大等问题使其难以得到广泛应用。利用厚板超窄间隙激光焊方法及IPG公司YLS-6000光纤激光器焊接了25 mm厚的5083铝合金厚板，并利用光学显微镜、扫描电镜和低温拉伸试验机分析了接头组织及低温性能。结果表明，超窄间隙激光焊方法可得到成形良好无明显缺陷的焊接接头，焊缝由7层构成，上下宽度一致且小于4.5 mm。焊缝组织为细小柱状晶且均匀分布有不连续的点状析出物。热影响区晶粒并无明显长大，有部分析出物析出。焊缝与母材显微硬度相当，热影响区软化现象不明显。在273 K、243 K、213 K及183 K温度下焊接接头抗拉强度与屈服强度随温度降低略有升高，且与母材强度相当。接头弯曲试样弯曲180°后缺陷较少，焊缝塑性较好。

采用IPG YLS-6000光纤激光器和Fronius Magic Wave 3000 job数字化焊机, 对4 mm厚5083H116铝合金进行了复合填丝焊接试验。研究了光丝间距和送丝速度等工艺参数对光纤激光－变极性TIG复合填丝焊接的影响, 并分析了焊接结果及接头力学性能。结果表明, 该复合填丝焊接方法能够获得比较稳定的焊接过程, 得到成形良好的焊缝, 消除了复合焊接时表面下凹等缺陷, 焊缝无气孔和裂纹；接头抗拉强度为331 MPa, 达到母材强度的97%, 延伸率为9.6%。