为了得到高质量的钢/铝接头, 采用激光摆动焊接的方法、使用不同的功率对DP780双相钢和5083铝合金两种金属进行了搭接实验, 研究了不同焊接功率对钢/铝接头宏观形貌、微观组织和力学性能的影响。结果表明, 1400W~1600W的功率区间内可有效实现板材焊接; 激光功率为1400W和1500W时, 焊接接头的金相组织以马氏体为主, 当激光功率为1600W时, 接头内的铁素体增多, 马氏体减少, 焊接接头的金相组织以铁素体为主; 3种接头显微硬度的最低值和最高值分别位于焊缝中心和热影响区, 在1500W的激光功率下, 焊接接头的力学性能最好, 钢侧接头的显微硬度约高于母材显微硬度的1.7倍; 接头的最大剪切强度达到113N/mm。此研究结果应用在船舶制造领域具有较重要的意义。

为了研究不同激光功率对摆动焊接钢/铝材料的影响，采用大功率碟片激光器和PFO3D摆动接头相结合，对DP780双相钢和5083铝合金两种金属进行了搭接实验。结果表明, 1400W~1600W的功率区间内可有效实现板材焊接；激光功率为1400W时，焊接接头的金相组织为低碳马氏体，显微硬度的最低值和最高值分别位于热影响区和焊缝中心；随着激光功率的增加，焊缝内的铁素体增多，马氏体减少，接头显微硬度的最高值和最低值分别改为热影响区和焊缝中心；当激光功率为1400W时, 焊缝抗拉强度最高为2681MPa。此研究结果在船舶制造的领域应用具有较为重要的意义。

为了研究离焦量对5mm厚紫铜激光焊接焊缝成形的影响和组织特征及性能，采用金相显微镜对焊缝组织及形貌进行分析，并对接头进行了拉伸及电导率测试。结果表明，在高离焦量绝对值时，易出现飞溅并造成焊缝表面孔洞，在离焦量0mm~-2mm范围内可获得成形良好的焊缝；焊缝纵截面柱状晶与焊接方向的角度由两侧的90°逐步降低为中间的0°，靠近焊缝上表面的柱状晶长度约为靠近下表面的柱状晶长度2.96倍，热影响区晶粒发生粗化，且离焦量+1mm对应的热影响区宽度最大；焊透情况下的不同离焦量对应的接头拉伸强度相当，可达母材的77.3%，离焦量0mm~-1mm对应的接头延伸率略高于离焦量-1mm~-4mm对应的接头延伸率，可达母材的54.9%；焊缝的电导率与母材几乎一样。该研究有利于获得成形良好的紫铜激光焊接接头。

为了明晰光丝距离对激光填丝焊接过程影响规律, 采用高速摄像、外观检查、宏观金相等方法, 对3种光束模式下不同光丝距离与激光堆焊关系进行了理论分析和实验验证, 得到了光丝距离对焊丝熔化、熔滴过渡、熔池波动和焊缝凝固的稳定性影响数据。结果表明, 光丝位置由相交(-5mm)向相离(+5mm)变化时, 熔滴过渡经历"液滴→液滴+液桥→液桥→液滴+液桥"阶段; 相同光丝距离时, 单光束激光模式、双光束激光串行模式和双光束并行模式的焊缝熔深依次降低, 甚至出现焊缝偏移和无熔深现象; 单光束模式和双光束串行模式对焊丝熔化和熔池的影响规律近似, 但双光束并行模式下具有特殊性; 单光束激光焊接时, 随着离焦量的增加, 焊缝的熔深由最大值409.8μm迅速减小到282.6μm; 双光束激光串行模式时, 焊缝的最大熔深仅为328.4μm, 随着离焦量降低而减小, 但正离焦量为焊缝截面呈现不对称状态; 双光束激光并行焊接模式时, 焊丝偏向小功率激光束时, 焊缝无熔深; 随着焊丝向大功率激光束移动, 形成仅有226.5μm小熔深焊缝。该研究为铝合金激光增材和焊接提供了参考。