为了研制激光直写标志牌系统所需的专用熔覆粉末,以满足铁路货车用耐候钢Q450NQR1凸字型标志的要求,采用均匀设计与优化的方法,对熔覆合金粉末的成分进行了理论分析和试验验证,取得了不同成分下熔覆层的外观形貌、硬度、腐蚀失重及失重率等数据。结果表明,当合金成分的质量分数为w(Ni)=0.20～0.22,w(Cr)=0.14～0.155,w(Si)=0.01～0.015,w(B)=0.005～0.006、Fe为余量时,所获得的熔覆层外形美观,与基材具有很好的冶金结合,且具有比母材更好的耐大气腐蚀性能。这一结果对激光直接写标志牌系统在铁路货车行业中的应用是有帮助的。

为了研究活性焊接技术对低功率脉冲激光焊焊缝熔深增加的可行性,提高脉冲激光焊的焊接效率和降低焊接成本,采用低功率脉冲活性激光焊接方法,就TiO2,SiO2,Cr2O3,CaF2和NaF5种活性剂对SUS304不锈钢板焊缝熔深的影响进行了理论分析和试验验证,取得了焊缝熔深、深宽比及熔宽变化的数据。结果表明,活性剂对焊缝熔深均有不同程度的影响,其中TiO2和SiO2分别使熔深增加38.290%,17.175%;在焊缝深宽比方面,Cr2O3,TiO2,SiO2活性剂均使深宽比有不同程度的增加,而氟化物则对深宽比没有明显增加效果;同时,活性剂的存在不仅提高了激光的吸收率,还改变了熔池流动状态,使得焊缝中的显微组织发生变化。这一结果对于进一步探讨活性剂在激光焊接技术中的实际应用是有帮助的。

为了研究AZ91镁合金的焊接性,采用YAG脉冲激光焊单面焊双面成型的工艺对厚1.5mm的AZ91变形镁合金进行了焊接试验研究,由试验研究结果可知,焊缝中的组织主要是细小的等轴晶区,熔合线清晰,无明显的热影响区,缺陷较少,焊缝的晶粒尺寸明显小于母材;由于Mg的蒸发,最终导致了焊缝区Al和Zn含量的相对增加,使得焊缝的显微硬度都高于母材。结果表明,采用合理的工艺措施,AZ91镁合金具有良好的YAG脉冲激光焊接性。