为了比较光纤激光及CO2激光焊接特性，采用2 kW 光纤激光器及2.4 kW CO2激光器对590 MPa 高强钢板进行焊接试验，通过改变离焦量及焊接速度等焊接参数，研究了两种焊接方法的熔深变化情况。结果表明，当焊接速度和输出功率相同时，光纤激光与CO2激光焊接相比可获得更大的熔深；在负离焦条件下，离焦量在焦深以内时可使熔深增大；功率一定时，熔深随着焊接速度的增加而减小，但是CO2激光焊接的熔深减小比率大于光纤激光焊接。

采用IPG YLS-6000光纤激光器和Slab DC035 CO2激光器，在近似相同的工艺条件下进行平板扫描焊接，通过Olympus光学显微镜测量焊缝横截面积，并计算熔化效率。结果表明：两种激光器焊接的熔化效率均随焊接速度先增加后减小，但是光纤激光焊接熔化效率峰值所对应的焊接速度要远远高于CO2激光焊接。进一步分析表明两种激光焊接熔化效率的差异与激光能量耦合的固有规律不同有关。因此，从焊接效率上考虑，光纤激光器更适合于高速焊接，而CO2激光器更适合于低速焊接。

采用3.5 kW Slab CO2激光焊接不锈钢, 利用高速摄像观测焊接等离子体形态, 采用光谱仪探测等离子体光谱, 并利用相对强度法计算等离子体电子温度。结果表明: 在氦气保护下, 等离子体高度随时间周期性振荡, 振荡频率约为530 Hz; 熔池表面附近等离子体的温度为8 392 K左右。进一步分析表明, 等离子体对入射激光的吸收不足10％; 等离子体周期性振荡对焊接过程稳定性影响不明显。

论述了KW级高光束质量横流CO2激光焊接机的研制,该激光器具有独特的光腔选模技术和优化的聚焦系统以及其它专利技术.三折腔准基模输出4kW,功率不稳定度为±3%,光电转换效率大于14%,3KW焊接普碳钢或合金钢的穿透深度达6mm,深宽比达5:1.

采用PFL-1A型激光加工送粉器和新型双层送粉喷嘴,在(Slab)CO2激光器上对一种较常用的高强度铝合金A2219进行焊接实验。研究了粉束落点相对激光光斑位置变化、送粉与焊接的相对方向对送粉时焊接过程和粉末利用率的影响。并研究了激光功率、离焦量和焊接速度的合理匹配。结合高速摄像仪和光束光斑诊断仪的观察数据对实验现象和结果进行了合理的分析,并给出优化的工艺参数区间。实验表明,只有当粉束作用在靠近熔池结晶前沿,偏离光斑后侧0.5～1　mm的区域,粉束才能有效地进入熔池;当送粉量一定时,需要相应的功率、功率密度和焊接速度匹配,粉束才能有效利用,得到理想的焊缝。通过优化工艺参数,成功获得了具有理想余高、成形良好、焊接过程稳定的焊缝。

通过采用和不采用填充合金粉末的比较试验,研究了填充合金粉末对铝合金高功率CO2激光焊接功率阈值、焊缝成形和焊接过程稳定性的影响。实验表明,合金粉末的加入可以提高焊接过程中激光能量的有效利用率;激光深熔焊接时的临界功率密度明显降低,合金粉末还可以减弱等离子体在高度方向上的膨胀跳动,使等离子体在工件表面能维持跳动幅度的相对稳定,有利于获得较为稳定的焊接过程和理想的焊缝成形,并通过试验,获得了焊缝饱满,有一定余高和鱼鳞纹光滑的焊缝。

采用精密的侧吹辅助气体调节和控制装置,实验研究了等离子体控制的各种工艺参数;采用光电晶体管检测熔池表面及小孔内等离子体光强变化;从理论上分析了等离子体控制的机理.结果表明:当辅助气体流量变化时,等离子体控制效果呈现三个区间.无论采用何种气体,只要辅助气体的操作压力稍大于金属蒸气压力,等离子体即被最佳控制.