针对熔焊条件下液态镁和铝易反应生成脆性Mg-Al化合物进而恶化镁合金/铝合金接头性能的难题,提出了镁合金在上铝合金在下且添加Ni夹层的激光熔焊技术,并采用该技术对AZ31镁合金和6061铝合金进行了焊接;基于热力学性能和力学性质的计算选择夹层元素,并研究了Ni夹层对激光熔焊接头组织和剪切性能的影响。结果表明:在激光功率为1450 W、焊接速度为1200 mm/min、激光头偏转20°、离焦量为0 mm、采用氩气作为保护气体进行侧吹和背面保护的工艺条件下,添加Ni箔夹层的焊缝表面呈规则的鱼鳞状,焊缝表面均匀,焊缝成形良好,接头的剪切强度(线载荷) 最高,为78.92 N/mm;Ni箔夹层可以起到阻隔作用,限制下层铝合金熔体中的Al向上扩散进入上层的镁合金熔池中,减少Al、Mg反应生成脆性Mg-Al化合物的量;此外,接头熔池区域中的Ni、Al反应生成了延性化合物AlNi和Al3Ni,其结构稳定性优于Mg-Al化合物,可以降低接头的脆性。上述的协同作用是添加Ni夹层改善镁合金/铝合金焊接接头剪切性能的重要原因。

利用脉冲激光器进行了AZ31镁合金和TiB₂增强铝基复合材料的焊接,分析了接头的微观组织,以及耐腐蚀性和硬度等性能,研究了添加TiB₂中间层对接头性能的影响。结果表明,当激光单点能量为36.15 J时,对焊缝成形的影响由大到小的参数依次为离焦量、脉冲频率、焊接速度。最优工艺参数下获得的接头焊缝区为细小的等轴晶且无明显缺陷,焊缝上部出现了层状富集带,焊缝中部存在Mg₁₇Al₁₂、AlMg、Al₃Ti等金属间化合物。TiB₂增强铝基复合材料的耐腐蚀性最强、焊缝组织的次之、AZ31镁合金的最弱。

采用高能脉冲激光束对AZ31 镁合金进行激光冲击强化(LSP)处理，利用UMT-2 摩擦磨损试验机对试样进行磨损实验，通过分析磨痕表面和磨屑形貌及磨屑能谱，得出LSP 技术可提高AZ31 镁合金的耐磨性能。在相同条件下，LSP AZ31 镁合金摩擦系数和磨损量均比未冲击试样小，且磨屑更为细小，表明LSP 对AZ31 镁合金摩擦磨损性能有一定的改善效果。另外，AZ31镁合金经过LSP后，磨损机理由以剥落磨损为主转变为以磨粒磨损为主。

为了研究超高应变速率激光冲击对AZ31 镁合金温成形性能的影响，采用钕玻璃脉冲激光器(脉冲宽度为20 ns，激光功率密度为1.53 GW/cm2)进行AZ31 镁合金薄板室温激光冲击成形(LSF)和200 ℃时激光冲击温成形(WLSF)实验研究及模拟分析。结果表明：AZ31 交叉轧制薄板具有良好的超高应变速率WLSF 能力，可实现温成形和改性双重效应，表层形成高幅残余压应力和高密度位错，WLSF 表面比LSF 具有更稳定的残余压应力，超高应变速率激光冲击和动态再结晶可能是纳米晶形成的主要原因，并分析LSF 和WLSF 试样表面形貌和粗糙度以及表面残余应力分布。

为了研究激光冲击强化(LSP)对镁合金力学性能的影响，采用电子万能高温拉伸机和钕玻璃脉冲激光(波长1064 nm ，脉冲宽度20 ns)研究AZ31镁合金薄板室温和300 ℃时拉伸应力-应变曲线和力学性能。结果表明，LSP 提高了AZ31 镁合金室温和高温抗拉强度，而冲击试样的最大热流变应力明显高于未冲击的试样，双面单次LSP 导致室温力学性能降低，在激光冲击试样断口发现了沿次表层扩展的层裂现象。讨论和分析了残余压应力、细微结构、表面形貌和粗糙度对激光冲击镁合金力学性能的影响。

研究了激光冲击AZ31镁合金在不同退火条件下的力学性能及其断口形貌。结果表明：随着退火温度及退火时间的增长，合金的硬度逐渐降低；在相同的退火时间(30 min)条件下，抗拉强度及延伸率在200 ℃~350 ℃温度区间内，随着温度的升高逐渐增加，在400 ℃退火后迅速降低；在相同的退火温度(350 ℃)条件下，随着时间的延长抗拉强度逐步降低，伸长率先略有增加然后降低；最佳的退火温度及时间为350 ℃和30 min，抗拉强度和断裂伸长率分别达到342 MPa 及18%。不同的退火工艺对激光冲击后合金的断口形貌有明显影响，在350 ℃和30 min 退火后断口呈现明显的韧性特征。

为研究NZ30K稀土镁合金和AZ31镁合金的异种材料激光焊接，对采用CO2激光焊成的AZ31与NZ30K异种对接焊接头组织和性能进行了分析。在激光功率为4~5 kW，焊接速度为4 m/min时获得了成形良好的异种镁合金焊接接头。对获得的焊接接头进行了接头组织分析、焊缝区合金元素分布及析出相的分析及接头硬度和拉伸性能的测量。金相观察发现，异种镁合金激光焊缝是两种母材的熔合，在宏观上两种母材成分未完全混合在一起，且相应成分的组织区域呈波浪状夹杂态。X射线衍射(XRD)检测显示焊缝中存在α-Mg、Mg17Al12及Mg12Nd等相组织。扫描电镜(SEM)观察进一步显示了焊缝区存在着不同化学成分区域，焊缝晶粒显著细化。接头元素分布情况表明焊缝合金元素的分布由一侧熔合线至另一侧熔合线存在明显的浓度梯度。焊缝硬度不低于母材硬度；接头抗拉强度为169 MPa，低于两种母材的抗拉强度。