采用纳秒脉冲激光对铜/铝/铜三层薄片结构进行焊接，分析焊接速度对焊缝成形、微观组织与接头力学性能的影响。结果表明：较低的焊接速度容易引起气孔和裂纹等接头缺陷，较高的焊接速度造成焊缝中的气孔聚集于界面，合适的焊接速度有利于获得良好的熔透深度和较少的缺陷；焊缝中存在CuAl₂、Cu₉Al₄与Cu₄Al₃等铝/铜二元化合物，且焊缝中生成的化合物的种类与焊接速度有关；当焊接速度为21 mm·s^-1时，界面较少的缺陷和钉状焊缝使得接头具有的最大剪切力为95.1 N。接头发生了三种断裂：焊点撕裂、焊缝剪切+熔核拔出复合断裂以及熔核拔出失效，焊点边缘的裂纹及脆性相是焊点撕裂失效的原因，界面处焊缝边缘的铜/铝化合物和气孔缺陷是复合断裂的原因，较浅的熔深和界面化合物导致了熔核拔出失效。

采用AlCu焊丝对铝/钢异种金属进行激光-CMT复合熔钎焊试验，系统研究复合焊接工艺参数对焊缝成形的影响规律，分析接头的硬度分布、微观结构及拉伸性能。研究结果表明：提高激光功率、增大送丝速度或降低焊接速度均可以提高铝在钢侧的润湿铺展效果，获得了优化的复合焊接工艺参数：激光功率2 100 W、送丝速度4.0 m/min和焊接速度1.0 m/min。铝/钢界面金属间化合物呈现双层结构，靠近钢侧为板条状，靠近铝侧为针尖状，在最佳复合焊接工艺参数下的金属间化合物层厚度约为2.1 μm，相组成为Fe4Al13、Fe2Al5、FeAl3和Al2Cu。接头的平均抗拉强度约为164.9 MPa，可以达到铝合金母材的67.3%，断裂方式为穿晶断裂和沿晶断裂的混合断裂模式。

铜/铝异种金属焊接以其在减轻质量、节约资源方面的经济和技术优势,被广泛应用于能源、电子、化工等行业。然而,铜/铝异种金属接头由于母材化学成分和物理性能的显著差异,在焊接过程中易形成脆性的金属间化合物,进而产生裂纹等缺陷,降低铜/铝焊接头的力学性能。近年来,激光焊接因其独特的焊接优势被应用到铜/铝异种金属焊接上来,受到了国内外学者的广泛关注。综述了国内外学者在激光焊接铜/铝异种金属焊接头组织成分和力学性能、功率调制改善铜/铝焊接头质量、使用填充料提升铜/铝焊接头性能以及铜/铝激光焊接稳定性等方面获得的研究进展,并对激光焊接异种金属未来的发展方向做出了预测。

采用3 kW光纤激光偏置铝侧焊接的方式，完成了TC4钛合金和6082铝合金的连接。测试了接头的宏微观组织及力学性能特征，通过有限元方法对接头的温度场分布及钛/铝结合界面的热循环曲线进行了模拟。研究结果表明，钛/铝激光偏置焊接可获得无裂纹、无气孔,具有良好拉伸强度的接头，钛试板在焊接过程中发生部分熔化，端面变得不平整。在凝固过程中，钛/铝结合界面会形成一个厚度较薄的钛/铝金属间化合物层，其主要相为TiAl3。拉伸试验表明，接头的最高抗拉强度为153 MPa，是铝基材强度的72.9%；接头的断裂模式为脆性解理断裂，断裂发生在金属间化合物层位置，引起断裂的脆性相为TiAl和TiAl3。

利用纳秒激光对铝合金和镁合金薄板进行了中心搭接焊试验, 分析了纳秒激光工艺参数对铝/镁焊缝成形及力学性能的影响。研究结果表明, 在纳秒激光焊接能量输入低、激光功率密度大、焊接速度快的条件下, 可形成有效的铝/镁焊接接头, 剪切强度达到86 MPa。在5~10 kW激光功率范围内, 焊缝熔深与纳秒激光功率密度呈线性关系, 而与激光持续作用时间和激光点能量呈对数关系。

采用波长为1070 nm的光纤激光, 对厚度均为0.2 mm的304不锈钢和T2紫铜超薄板进行了激光搭接焊。采用钢-铜-钢三层搭接方法时, 能得到良好的焊缝和较宽的工艺窗口。焊缝显微结构呈现出与焊缝边缘平行的黑色层状花纹。能谱分析结果表明, 焊缝下部的铜含量高于上部的。显微硬度测试结果表明, 接头硬度最低区域为铜层热影响区, 单侧热影响区的宽度在1 mm左右。拉伸试验结果显示, 断裂位置处于铜层热影响区, 其最大拉伸强度为213 MPa。

将磁场引入激光焊接系统中, 开展了DC51D+AZ镀锌钢和6061铝合金的激光对接焊试验和焊接试样的拉伸试验, 研究了交变磁场对焊缝成形、气孔缺陷、断口形貌、金属间化合物与焊缝力学性能的影响。结果表明, 添加磁场后,焊缝抗拉强度得到提高; 磁场搅拌能改善焊缝的形貌, 减少焊缝中气孔的数量, 细化针状FeAl3相, 抑制脆性Fe/Al化合物的生长, 从而有效提高焊缝的力学性能。

采用铝硅焊丝（ER4043）对6061铝合金和SUS304不锈钢试样进行激光填丝熔钎焊，焊接接头采用对接方式。使用响应曲面法建立了焊接工艺参数与抗拉强度的数学模型。然后使用抗拉强度作为优化目标，采用数值优化方法确定了焊接最佳工艺参数，并使用优化后的工艺参数进行焊接试验。结果表明，基于响应曲面法建立的数学模型具有较好的准确性，各焊接参数对抗拉强度的交互作用明显，使用优化后的工艺参数焊接获得的最大抗拉强度可达180 MPa,金属间化合物厚度约为2.85 μm。

对1.4 mm 厚的DP590 双相钢和1.2 mm 厚的6016 铝合金平板试件进行添加Sn-5%Zr(质量分数，下同)粉末的激光搭接焊试验，利用卧式金相显微镜、扫描电镜(SEM)、X 射线衍射仪(XRD)、背散射电子衍射技术(EBSD)和微机控制的电子万能试验机等研究了添加Sn-5%Zr粉末对焊缝微观形貌、焊接区域金相组织、断口形貌、主要物相、相的分布及含量、晶粒大小与接头力学性能的影响，采用基于密度泛函理论的第一性原理方法，计算了添加Sn-5%Zr粉末后新形成物相FeSn、Fe3Sn 和Fe3Al、FeAl、Fe2Al5等Fe-Al金属间化合物的模量。结果表明，添加Sn-5%Zr粉末钢/铝接头平均剪切强度为37.90 MPa，与未添加粉末相比，剪切强度提高，新形成ZrAl3 化合物细化了钢/铝界面Fe-Al金属间化合物的晶粒尺寸，Sn抑制Al向焊缝熔池内扩散，减少Fe-Al金属间化合物层厚度，新形成物相FeSn，Fe3Sn具有较好的延性，Sn-5%Zr 粉末改变了界面层Fe-Al 金属间化合物脆性相与延性相的比例，添加粉末增加焊缝熔宽，提高焊合率，因而添加Sn-5%Zr粉末改善了焊接接头的力学性能。

采用Nd∶YAG激光器对5052铝合金/ST07Z镀锌钢进行了异种金属激光填粉熔-钎焊试验, 研究了焊接速度和送粉量对化合物层厚度和接头强度的影响规律。利用金相显微镜对接头钎接区金属化合物层厚度进行了测试, 并通过扫描电镜对拉伸断裂试样断口进行观察分析。结果表明:合适的焊接速度和送粉量能够获得成形良好的焊接接头, 并能够使金属间化合物厚度控制在一定范围之内。所获得的铝/钢异种金属其接头抗拉强度均高于118 MPa, 最大抗拉强度为178 MPa,接近铝合金母材的73%。其破坏形式为铝/钢在钎焊界面的剥离以及富锌区的断裂。