为了研究激光选区熔化GH3536高温合金成形工艺对成形件内部缺陷类型、尺寸、数量的影响，采用激光选区熔化设备进行样件制备，对其进行抛光态观察和致密度、缺陷数量测试，并分析了合金的缺陷类型、尺寸分布及数量。研究表明：随着工艺参数的改变，能量密度逐渐增加，成形件致密度逐渐增加，并趋于稳定。在79.17~92.59 J/mm³的能量密度范围内，样件内部均匀致密，无缺陷；随着能量密度逐渐增大或者降低，样件内部主要为气孔型缺陷，气孔尺寸<0.1 mm。能量密度≤48.87 J/mm³时，样件内部缺陷主要为未熔合及微裂纹。

海洋腐蚀造成的安全隐患和经济损失是船舶领域一直关注的重点和难点，随着相关法律法规的出台，以及航运业对船舶及其锈蚀部件清洗的改进需求，使得传统除锈方法出现的低效率、低精度、不同程度的基底损坏、化学污染、资源浪费和职业危害等问题更加突出。激光除锈技术是一种非接触式的绿色除锈方法，具有高效率、低成本、可实现自动化等优点，近年来已成为船舶领域的热门研究方向。介绍了激光除锈技术的国内外研究现状，对典型的激光除锈方法和机理进行了说明，阐述了工艺参数对船用钢激光除锈时的影响、激光除锈与其他相关技术的结合应用等，展望了激光除锈技术在船舶领域实施较大规模应用的发展前景，为未来激光除锈技术在船舶领域的应用提供了一定的参考。

主要研究了激光熔覆Ti60合金的工艺参数对成形质量的影响，以及微观组织特征和拉伸性能。结果表明，激光熔覆Ti60合金试样的底部和顶部区域为β等轴晶粒，中部区域为β柱状晶，且尺寸随着激光功率的增加而增大。显微组织主要由板条α相和板间β相构成，且板条α相中有大量白色析出相产生，随着激光功率的增加，微观组织由网篮组织转变为魏氏组织。块体试样的显微硬度分布较为均匀，其硬度值在420~440 HV范围内波动。激光熔覆Ti60合金的室温抗拉强度为1128 MPa，断后延伸率和断面收缩率分别为8.8%和14.4%。当温度为300 ℃和600 ℃时，抗拉强度分别为932 MPa和739 MPa，在600 ℃时，断后延伸率和断面收缩率分别为11.7%和18.2%。激光熔覆Ti60合金试样在室温下的断裂方式为准解理断裂，高温下其断裂方式为韧性断裂。

铝合金具有密度低、比强度高、耐腐蚀性好等特点, 很好地满足航天飞行器轻量化需求。激光选区熔化技术(SLM)成形的铝合金零件综合性能良好, 在航天领域应用广泛, 但存在成形过程中缺陷不好控制、成形件表面质量较差、后处理工序烦琐等问题。为此, 选取AlSi10Mg铝合金, 针对SLM成形AlSi10Mg铝合金缺陷消除进行实体工艺优化研究, 获得缺陷最少的优化工艺参数, 并进一步研究表面粗糙度优化方法。结果表明, 通过优化工艺参数(主要包括扫描功率、扫描速度、扫描间距), 可以获得较低的孔隙率(9.2%)和较优的内部成形质量; 成形件表面质量主要影响因素有表皮扫描功率、扫描速度、扫描间距等, 适当提高扫描功率可以获得较好的表面质量。

为了研究工艺参数对激光选区熔化技术成形的CuCrZr合金微流道表面粗糙度的影响, 采用正交试验法制备了具有微流道的CuCrZr合金试样; 利用3维形貌仪和扫描电子显微镜测试样件内表面的粗糙度和微观形貌, 分析了激光功率、扫描速率、填充距离对微流道悬垂面及侧表面的粗糙度的影响规律和内在机制。结果表明, 扫描速率对于悬垂面和侧表面的粗糙度影响最大, 悬垂面受熔池自身质量影响而出现“挂渣”现象, 而侧表面粗糙度则受马兰戈尼效应的影响较大; 经过优化, 在激光功率380 W、扫描速率520 mm/s、扫描间距0.12 mm的工艺参数下, 可加工获得具有最小侧表面粗糙度（16.91 μm）的微流道样件; 在激光功率320 W、扫描速率560 mm/s、填充距离0.14 mm的工艺参数下, 可加工获得具有悬垂面最小粗糙度（24.86 μm）的微流道样件。该研究从激光工艺窗口的角度为激光选区熔化技术成形表面精度提供了依据。

电解锰渣中锰浓度较高, 不仅浪费锰资源, 还会制约锰渣综合利用。以柠檬酸为助剂高效浸出锰渣中的锰可促进锰渣资源化利用和电解锰行业绿色低碳发展。本文研究浸出工艺参数对锰渣中锰浸出浓度的影响, 通过物相、结构、价态、形貌和动力学分析建立锰浸出模型, 探讨浸出机理。结果表明: 当柠檬酸掺量25%(质量分数)、液固比5∶1、浸出时间30 min时, 锰浸出效果较好, 浸出率为93.6%。锰浸出动力学符合收缩核模型, 受化学反应和固体膜层混合控制。柠檬酸将高价态锰还原为二价锰, 二价锰与柠檬酸以1∶2配位形成螯合物, 螯合方式为柠檬酸分子的羧基和羟基共同参与成键。

激光定向能沉积为高熵合金提供一种柔性、快速、敏捷的制备方式, 合理的单道工艺参数是保障成形顺利进行的关键。为研究FeCoCrNi高熵合金在激光定向能沉积过程中工艺参数对沉积形貌的影响, 基于响应面法, 研究了激光功率、送粉速率和扫描速率对稀释率和宽高比的影响规律, 建立稀释率和宽高比的预测模型。结果表明, 稀释率、宽高比与送粉速率呈负相关关系, 与激光功率、扫描速率呈正相关关系。经试验验证, 稀释率和宽高比的预测误差分别为2.29%和4.45%, 所建立的模型与试验结果吻合较好。

为研究不同载气流量和不同送粉量下激光熔覆粉末流场的汇聚特性对熔覆层高的影响，采用Fluent软件建立了气固两相流模型，对不同载气流量和不同送粉量下粉末流场的汇聚特性进行了模拟，并对模型进行了试验验证。结果表明，随着载气流量增大，喷嘴出口粉末流场的发散程度增大，粉末汇聚浓度降低。随着送粉量的增大，喷嘴出口粉末浓度场增大，粉末汇聚浓度增大，两种情况汇聚位置均无变化，在试验参数中载气流量和送粉量分别为7 L/min和1.2 r/min时粉末汇聚最好，熔覆层高最高。最后通过试验验证，模拟结果和试验结果相一致，说明了该模型的准确性。

为了满足金属与聚合物在工业轻量化中的连接需求，采用半导体连续激光器对钛合金TC4和碳纤增强聚合物PBTCF30材料进行激光连接实验研究。通过在钛合金表面进行织构预处理，可使接头在激光连接后获得机械铆接从而提高其强度；将接头剪切强度和预处理时间作为响应，并根据两响应与相关工艺参数之间的关系，利用响应曲面法建立数学模型，分析了织构扫描直径、织构扫描间距、织构扫描次数、激光连接功率和激光连接速度对接头剪切强度及预处理时间的交互式影响，最后通过加速粒子群优化（APSO）算法获得最优解。结果表明，对接头强度影响最大的三个参数组合为：扫描间距-扫描次数、扫描次数-连接速度、连接速度-连接功率。模型验证及优化结果验证表明，所建模型的预测值与实验值吻合较好，模型可靠。

为了减小激光切割碳纤维复合材料热影响区的宽度，采用响应曲面法的Box-Behnken试验设计，以激光入口处的热影响区宽度为响应，建立了激光入口处热影响区宽度的回归方程。研究了激光功率、扫描速度、辅助气体压力、焦点位置等因素以及其交互作用对响应的影响。根据回归方程和实际的切割效果优化了工艺参数。试验结果表明，激光入口处热影响区宽度影响因素的重要程度依次为激光功率、扫描速度、焦点位置、辅助气体压力。最佳工艺参数为激光功率170 W、扫描速度1.5 m/min、辅助气体压力为0.6 MPa，焦点置于试件上表面。对最佳工艺参数进行试验验证，结果表明，激光入口处热影响区宽度为486.13 μm，回归方程的预测平均误差为5.3%。