研究了Ti-6Al-2Zr-3Nb-Mo合金激光焊接技术，实现了16 mm厚的Ti-6Al-2Zr-3Nb-Mo合金试板的一次焊透、单面焊双面成形焊接；对焊接试板进行了接头微观组织、力学性能和工艺性能等测试，结果表明：Ti-6Al-2Zr-3Nb-Mo合金激光焊接接头表面成形良好，呈银白或淡黄色，焊缝内部无缺陷。焊缝为柱状晶组织，粗大的β相原始晶界被保留下来，内部金相组织为全片层β相转变的针状马氏体α′相和少量晶间α相组成，针状马氏体α′相按一定方向排列，呈集束状，组织细密，间距小；热影响区金相组织主要由粗大的块状α和片层α的转变β相组成，片层组织由针状α相、片状β相和少量的针状马氏体α′相组成，层状组织相互交错。焊接接头残余应力主要集中在焊缝及热影响区附近。焊接接头力学性能稳定，抗拉强度高于母材，为韧性断裂。焊缝和热影响区的冲击吸收功比母材高。钛合金大功率激光焊接技术具有良好的应用前景。

了解激光焊接光致等离子体在多个波长下的光谱辐射场三维分布能够帮助研究人员获取等离子体的温度场分布、电子密度分布以及其他一些物理量的三维分布, 对于改进激光焊接工艺有着重要的意义。 了解等离子体光谱辐射能量传输到探测器靶面这一物理过程是重建激光焊接等离子体光谱辐射场的前提。 提出一种基于光学成像的等离子体光谱辐射能量传输模型: 基于辐射度量学, 研究等离子体光谱辐射发出到被探测器镜头接收这一过程, 推导等离子体中某一点被镜头接收到的光谱辐射通量占其向周围空间所发出总光谱辐射通量的比例系数ω1, 建立起光谱辐射传递模型; 基于光学成像原理, 研究光谱辐射由等离子体发出通过镜头到达探测器靶面这一成像过程, 推导等离子体中某一点被像素所接收到的光谱辐射通量占其被镜头所接收到的辐射通量的比例系数ω2, 建立起光学成像模型。 利用比例系数ω1和ω2得到等离子体中某一点被探测器某像素接收到的光谱辐射比例系数ω=ω1ω2, 从而建立起等离子体光谱辐射传输模型。 通过仿真实验, 考察利用所提模型对处在1 000～3 000 ℃之间呈对称温度分布与非对称温度分布的激光焊接等离子体的光谱辐射场重建效果。 结果表明, 对于温度呈对称分布的等离子体在400, 500, 600和700 nm四个波长下的光谱辐射场, 利用该模型进行反演的重建精度分别为5.39%, 6.5%, 7.25%和6.11%; 对于非对称温度分布等离子体的光谱辐射场, 进行反演的重建精度分别为9.34%, 10.07%, 10.68%和9.72%。 仿真实验结果表明, 利用该模型能够对激光焊接等离子体在400～700 nm之间各波长下的光谱辐射场进行较好的重建。 与其他模型对比, 该模型具有较好的重建精度, 能够满足工业应用领域的需求。

基于优化的SUS301L-HT不锈钢激光-MAG复合焊接工艺施焊,获得了质量等级优异的接头。采用光学显微镜对接头组织进分析,分析结果表明:焊缝的软化最为严重,其组织为奥氏体柱状晶和铁素体;热影响区发生不同程度的回复和再结晶,其硬度高于焊缝。针对接头强度薄弱的焊缝区进行裂纹扩展测试,研究不同阶段的裂纹扩展特性及断口特征,讨论焊缝组织对裂纹扩展过程的影响,结果表明:铁素体是疲劳裂纹的起源位置,并成为裂纹的优先扩展通道。对工艺进行进一步优化可以改善焊缝的裂纹扩展抗力。

铝、钢金属在物理化学性质上的巨大差异使得铝/钢异种接头的优质连接成为焊接领域的难点。采用摆动激光热源实现了6061铝合金和316L不锈钢搭接接头的良好连接,研究了激光摆动模式、摆动频率对接头成形质量、界面组织结构及拉剪强度的影响。结果表明:摆动激光能够增加铝/钢界面的连接面积,减小接头的熔深,有效抑制焊缝中的气孔、裂纹等缺陷;同时,摆动激光能使界面温度均匀并增强对熔池的搅拌作用,降低界面处的冶金反应,有效抑制界面脆硬金属间化合物的产生;摆动激光焊接接头的界面组织主要为Fe(Al)固溶体及少量弥散分布的针状FeAl3相;摆动激光焊接接头的最大拉剪强度可达117.5 N/mm,相比于常规激光焊接接头提高了约45%,接头断裂位置为不锈钢与焊缝交界处。

High-power vertical-cavity surface-emitting lasers (VCSELs) are processed using a wet thermal-selective oxidation technique. The VCSEL chips are packaged by employing three different bonding methods of silver solder, In-Sn solder, and metalized diamond heat spreader. After packaging, optical output power, wavelength shift, and thermal resistance of the devices are measured and compared in an experiment. The device packaged with a metalized diamond heat spreader shows the best operation characteristics among the three methods. The 200 \mu m-diameter device bonded with a metalized diamond heat spreader produces a continuous wave optical output power of 0.51 W and a corresponding power density of 1.6 kW/cm² at room temperature. The thermal resistance is as low as 10 K/W. The accelerated aging test is also carried out at high temperature under constant current mode. The device operates for more than 1000 h at 70 ℃, and the total degradation is only about 10%.