制备一种用于铝合金表面烧结银厚膜的低温烧结型导电银浆，以解决铝合金的软钎焊问题. 采用熔融淬火方法制备玻璃化转变温度(T_g)为360 ℃的Bi₂O₃-B₂O₃-ZnO玻璃粉. 将玻璃粉、亚微米银粉和有机载体混合制成无铅低温烧结型银浆，将该银浆涂覆在6061铝合金表面，并在440，470，500，530 ℃的温度下进行烧结. 研究烧结温度对银厚膜的电阻率、可焊性及与基板结合强度的影响. 当玻璃粉与银粉重量比为1∶9，烧结温度为530 ℃时，烧结银厚膜的电阻率为2.2 μΩ·cm，抗剪强度为56.0 MPa；同时Al，Mg和Bi₂O₃发生氧化还原反应在银厚膜与铝基板界面产生纳米级Bi单质，进而实现冶金结合. 结果表明，提高烧结温度可以有效促进玻璃的润湿铺展、Ag颗粒之间的颈缩和Ag颗粒的生长，进而明显改善银厚膜软钎焊可焊性.

采用CMT电弧增材制造技术制造了TC4钛合金薄壁墙构件，并对其组织特征进行了研究. 结果表明，在电弧增材制造过程中，受其热输入、多次热循环及冷却速度的影响，在其构件中产生了从高温保留下来的贯穿数个堆积层的原始β柱状晶晶界、水平层带条纹、马氏体组织和网篮组织等. 显微硬度显示，中下部区域硬度相对较高，平均硬度为336HV 0.1，上部显微硬度有明显降低，平均硬度为323.3HV 0.1.

高氮钢具有高强度、高韧性、耐磨损和耐腐蚀等独特优势，相关连接件已广泛用于医疗仪器和采矿器械等领域. 主要对近年来国内外有关高氮钢钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊、激光焊与激光复合焊、搅拌摩擦焊和钎焊技术研究报道进行详细综述. 根据熔焊、固焊、钎焊3大分类，从保护气体、热输入、工艺参数等方面系统评述现有各类高氮钢焊接方法与工艺调控，并介绍了医疗器械、石油钻铤、装甲防护领域国内高氮钢材料的应用现状，最后指出现有高氮钢连接体系研究中存在的不足及展望，期望对高氮钢焊接、高强材料功能性连接等相关领域研究和应用提供参考信息和理论依据.

随着增材制造技术的不断发展，各种增材制造技术，如电弧增材制造、激光增材制造和电子束增材制造等，在其相应的领域内展开了广泛的研究.文中总结了电子束熔丝沉积增材制造技术的特点.重点介绍了国内外对电子束熔丝沉积技术开展的研究工作，简要介绍了国内外学者在电子束熔丝沉积技术设备和工艺方面取得的最新研究成果.分析了电子束熔丝沉积技术目前亟需展开的研究工作，并展望了该技术应向活泼难熔金属、复合材料、梯度材料制备与大型复杂构件的增材制造等方向发展.

采用选区激光熔化技术制备了316L不锈钢的拉伸试样，分析了试样不同区域的组织特征，测试了其拉伸力学性能.结果表明，其组织形貌主要为胞状晶，但在某些“微熔池”内晶粒生长方向不相同，而近乎相互垂直，从而在同一视野中显示出典型的细小柱状晶（亚晶）和近似六边形“胞晶”共存的组织特征.试样的抗拉强度与传统工艺制备的相比有较大提高，但断后收缩率有所降低.这主要由于选区激光熔化是快速熔化与冷却凝固的过程，其选区熔化的特征使得不同区域的激光入射角度、选区熔化扫描方式、“熔池”散热条件各不相同，导致不同区域呈现复杂的结晶过程，形成不同特征的微区组织.由于冷却速度较快所得的细小柱状晶的直径为亚微米级，致密分布，显著提高了材料的抗拉强度.但由于晶粒生长明显的方向性，使得拉伸过程中晶粒在不同方向的塑性变形不均匀，相互牵制，加之大量熔合线界面处不可避免的内应力，导致断后收缩率有所降低.

以自保护药芯焊丝（414N-O）为研究对象，借助电弧分析仪和高速摄像，对不同工艺参数下激光—电弧复合热源焊接电弧稳定性进行了试验研究.结果表明，复合热源焊接过程中，激光的加入明显的减小了自保护药芯焊丝电弧作用点漂移概率，拉长了电弧空间，降低了熔滴短路过渡概率，提高了电弧稳定性；工艺参数中，光丝间距和送丝速度对平均焊接电流影响显著；电弧电压和送丝速度对平均焊接电流变异系数影响显著；激光功率对平均焊接电流的影响幅度与光丝间距和送丝速度有关，光丝间距和送丝速度越大，激光功率对平均焊接电流的影响越小；电弧电压对平均焊接电流的影响幅度与光丝间距有关，光丝间距D_LA=0 mm时，影响最显著；激光前置比激光后置更有利于平均焊接电流变异系的稳定.

钨基合金具有高熔点、高强度、低热膨胀系数等优异性能，钢是目前应用最广泛的结构材料，钨基合金与钢连接形成结构部件在核工业的聚变反应堆与压铸模具等领域具有广阔的应用前景. 钨与钢的物理、化学、力学性能差异巨大，发展钨基合金与钢高性能连接存在一定挑战，且已成为焊接领域关键问题. 文中综合阐述了钨基合金与钢扩散焊、钎焊的研究现状，并结合应用需求，提出了钨基合金与钢异质金属连接的未来展望，为后续研究提供了相关参考.

金属纳米材料因具有良好的导电导热性以及能够在较低温度下进行烧结，是功率器件在高温高压高频等工作环境下服役所需的关键电子封装材料之一.文中对应用于功率器件封装领域的铜颗粒实现烧结的研究进行了综述，阐明了目前通过铜颗粒烧结技术实现低温键合的研发背景.从铜颗粒烧结材料的制备、工艺参数和还原方法等关键影响因素出发，讨论、归纳了基于不同烧结机理的低温烧结铜颗粒材料接头的力学性能和电学性能.此外，介绍了铜颗粒烧结技术在贴片封装和全铜互连领域中应用的优良特性.通过对该领域研究成果的分析，结果表明，目前铜烧结材料仍然受到氧化问题的挑战，需要进一步在接头性能的精准调控方面深入研究.

为减少大厚板5A06铝合金激光焊接缺陷，提高焊接过程稳定性，采用激光光束以一定方式运动的扫描焊接的新焊接方法，研究了激光束不同的运动轨迹、幅度、频率对铝合金激光深熔焊接焊缝气孔率的影响，并在焊接坡口设计优化基础上应用窄间隙扫描激光填丝焊接技术进行130 mm厚5A06铝合金焊接试验. 结果表明，采用圆形扫描方式，当激光光束的扫描幅度大于1 mm，扫描频率选择最高频率附近时，能够大幅降低焊缝气孔率；采用窄间隙激光扫描填丝的焊接方法，获得了焊缝平均气孔率1%，无侧壁未熔合、层间未熔合、裂纹等焊接缺陷的130 mm厚5A06铝合金优质焊接接头.

焊接过程可视化监控与成形缺陷智能识别是实现焊接智能制造的重要途径之一. 采用红外CCD在线采样熔化极气体保护焊(gas metal arc welding，GMAW)熔池红外图像，结合改进滤波算法和图像增强算法对图像进行预处理，通过热电偶进行温度标定，建立红外图像中灰度值与温度值的对应关系，进而获取焊接熔池的温度分布信息，然后采用改进边缘提取算法提取熔池的特征参数，据此建立焊接外观缺陷的特征识别算法. 结果表明，所设计的算法对焊接形状缺陷、烧穿及未熔透等在线识别具有良好的实用性和准确性.

采用直径1.6 mm的CuSi3焊丝对钢/铝异种金属进行激光填丝熔钎焊.使用光学显微镜观察了焊缝宏观成形，利用SEM，EDS，XRD分析了接头微观组织，通过原位纳米压痕仪和拉伸试验机测试了接头力学性能.结果表明，采用CuSi3焊丝实现了6061铝合金和镀锌板的激光搭接熔钎焊，优化了工艺参数，获得了成形良好的焊缝.焊缝呈现三个特征区：钢侧界面区、焊缝中心区和铜焊丝/铝过渡区.进一步研究表明，铜焊丝/铝过渡区组织包含Cu₉Al₄和CuAl₂金属间化合物，呈现带状、粗大骨架状、细小骨架状夹杂层片状和树枝状四种形貌.铜焊丝/铝过渡区硬度远高于相邻区域，粗大骨架状区域硬度最高达到9.97 GPa，拉伸断裂于粗大骨架状区域，断口呈现脆性断裂.

在焊接构架结构应力计算整体有限元模型基础上，通过考虑接头角焊缝和1 mm焊趾虚拟缺口半径，对转臂定位座板与箱形侧梁下盖板的组焊纵向角接头进行逐步细化，构建热点应力和有效缺口应力计算局部模型.在动态疲劳试验载荷等效的9级载荷谱作用下，分别基于名义、热点及有效缺口三种不同应力参量，结合ⅡW建议的疲劳设计S-N曲线进行累积损伤计算.结果表明，有效缺口应力的累积损伤远高于名义和热点应力，极有可能引起评估结果过于保守.为充分发挥有效缺口应力法的优势，需要以更加符合结构实际的缺口几何数据和强度数据作为支撑.

针对中厚板机器人焊接运动仿真、多层多道路径规划等需求，开发了一种基于WebGL的开放的机器人焊接离线编程系统.首先搭建了基于激光视觉传感的机器人MAG焊接系统，接着利用JavaScript，WebGL等技术搭建了仿真平台，通过传感器获取焊道的三维点云数据，利用点云处理技术对焊道特征信息进行提取，在此基础上，进一步提出了对20 mm厚的开V形坡口钢板的多层多道路径规划策略，最终完成了V形坡口4层10道的焊接实验.结果表明，该系统对机器人焊接自动化、智能化关键技术提供了可靠的实现途径.

实现聚碳酸酯(PC)材料高品质焊接是拓展其工程应用的重要方向. 焊接件残余应力聚集的位置易产生变形、裂纹等缺陷，使用过程中进而会形成应力腐蚀，导致强度降低，缩短焊接件的使用寿命. 为了实现PC材料的高质量焊接，提出了以表面涂有碳黑的铜膜为激光吸收材料的透射焊接新方法，并探究了不同激光工艺参数(激光功率和焊接速度)对焊接性能、铜膜变形量及残余应力的影响规律. 结果表明，随着激光功率和焊接速度的增大，焊缝抗剪强度和铜膜变形量均先增大后减小；焊缝宽度与激光功率成正比，与焊接速度成反比；残余应力与激光功率成正比，与焊接速度成反比；且发现铜膜变形在一定程度上有利于提高焊接性能和减小残余应力.

在保持固态条件下，分别变化加热温度、时间对铝/Q235钢爆炸焊接头进行加热处理.分析了接合界面区反应层形貌等微观特征，探讨了加热温度、加热时间对反应层厚度的影响，研究了接合界面金属间化合物的生长行为.界面反应物是由靠近铝合金侧的反应物为Fe₄Al₁₃和靠近钢侧反应物为Fe₂Al₅构成.金属间化合物层随着加热时间的延长而变厚.结果表明，金属间化合物的生长满足抛物线法则，其生长激活能为33.26 kJ/mol.

为了准确预测材料的疲劳寿命，提高结构疲劳寿命预测精度，对ABAQUS有限元数值模拟预测试样疲劳寿命的方法进行了研究. 基于Tanaka-Mura位错理论，利用python语言对ABAQUS进行二次开发，模拟预测了S960QL马氏体钢和Ti₂AlNb钛合金接头各区域疲劳裂纹萌生寿命. 利用泰森多边形法生成了晶体特征单元建立了微观子模型，考虑了体心立方结构相互垂直的两条滑移带作为潜在的裂纹萌生位置，并对具有相同取向的多条平行滑移带都进行了模拟计算. 通过计算得到的裂纹扩展速率变化，给出了裂纹萌生阶段过渡到裂纹扩展阶段的临界点处的裂纹萌生寿命. 模拟结果表明，除焊缝柱状晶组织外裂纹萌生寿命与试验数据吻合良好.

文中基于SYSWELD有限元分析软件对Q345/316L异种钢焊接过程的瞬态温度分布、残余应力及变形进行了数值模拟，并通过试验对其模拟结果进行了验证. 试验测量结果与数值模拟结果吻合良好，证明了利用SYSWELD模拟异种钢焊接的可靠性. 结果表明，异种钢焊接温度场呈不对称分布，Q345侧的高温区域范围更大. 不论是横向残余应力还是纵向残余应力，沿焊缝方向均呈帽状分布且在焊缝中部位置存在最大残余应力；在垂直于焊缝中央截面上，纵向残余应力与横向残余应力在焊缝和焊缝附近区域分布是不连续的，存在较大的应力梯度且应力状态也较复杂，而最大残余应力出现在Q345侧的熔合线处. 不同的热输入下模拟结果表明，在保证焊接接头质量的前提下，最好采用小热输入的焊接工艺.

采用激光位移传感器对铜/铜超声波焊接过程中的工具头、上铜板及下铜板的振动进行实时测量.依据各部分的相对运动及断面的微观演变对焊接过程进行了分析.结果表明，焊接过程中，焊头振幅变化不大，上铜板振幅先增大后减小再增大，下铜板振幅逐渐增大.上铜板振幅增大阶段，上/下铜板的相对运动使界面产生大量摩擦热，界面形成局部微连接.上铜板振幅减小阶段，焊头与上铜板的相对运动显著增大，促使铜板发生剧烈的塑性变形，焊接界面连接面积迅速增加.最后阶段，上下铜板呈等振幅运动，焊接接头断面出现大量韧窝.

采用放电等离子烧结(SPS)技术对TZM合金与WRe合金进行固相扩散焊接，研究了TZM/WRe接头的微观组织、力学性能和热疲劳性能. 结果表明，SPS扩散焊接技术在1 500 ℃保温30 min成功实现了TZM合金与WRe合金的高效连接，焊缝平整，无微裂纹、微孔洞和未焊合等焊接缺陷；TZM合金与WRe合金扩散焊接过程中均发生了再结晶，与W和Re相比，Mo具有较低的自扩散激活能，导致Mo的扩散深度大于W和Re在TZM合金中的扩散深度；TZM/WRe接头经历100次热震试验后，焊缝完好无裂纹，且部分再结晶Mo晶粒跨界生长；TZM/WRe接头的抗弯强度和抗剪强度分别为910 MPa±65 MPa，497 MPa±50 MPa，断裂失效发生在TZM合金一侧，断裂模式主要为穿晶解理断裂.

通过向BAg17CuZnSn钎料中添加微量的稀土元素Ce，研究了微量Ce元素的添加对低银钎料组织及焊接性能的影响.结果表明，当Ce元素质量分数为0.15%时，BAg17CuZnSn-0.15钎料在黄铜和不锈钢母材表面铺展面积较BAg17CuZnSn钎料分别提高了12.1%和37.4%，钎焊接头的抗剪强度达到最大值340.2 MPa.随着Ce元素的添加，钎料的自腐蚀电位逐渐正移，钎料的耐腐蚀性能得到提升.Ce元素对BAg17CuZnSn-xCe钎料基体中的CuZn化合物相有明显的细化作用，当Ce元素质量分数为0.15%时，钎料组织最为细小、均匀.但是当Ce元素质量分数达到0.5%时，钎料中出现了Ce-Sn化合物相.

针对TIG电弧增材制造5356铝合金试样不同区域微观组织及性能变化开展研究. 结果表明，试样结合层与沉积层水平交替呈现，底部区域沉积层宽度最大(~ 2.4 mm)，中间稳定区最小(~ 1.6 mm)；沉积层组织均以等轴晶为主，在灰色基体上弥散分布黑色β-Al₃Mg₂第二相，并伴有少量Mg₂Si和(FeMn)Al₆金属间化合物，结合层存在大量气孔及缩孔等缺陷；底部区域沉积层晶粒尺度最小，而结合层缺陷最多.不同区域水平方向强塑性无明显差异(${R_{\rm{m}}} = 274\;{\rm{MPa}}, \;A = 32.3\%$)，垂直方向强度与水平方向近似相等，但断后伸长率下降到26%，两个方向拉伸断口均以等轴韧窝为主.3个区域沉积层硬度值稳定，底部沉积层硬度值略高于其余区域，而结合层硬度值波动明显.

针对基本蚁群算法在机器人焊接路径规划时，在搜索的过程中容易出现搜索时间过长、效率低、容易陷入局部最优等问题，文中针对基本蚁群算法，引入了Adadelta算法，通过基本蚁群算法和Adadelta算法结合，来改变蚂蚁搜索过程中选择下一焊点的概率，增加了随机性. 通过Adadelta算法参数的更新，改善了蚂蚁信息素的更新，并改进了信息素挥发系数ρ，采用自适应的方式来更新信息素. 对改进算法运用MATLAB进行仿真，结果分析得知，文中的改进蚁群算法比基本蚁群算法搜索能力更强，算法效率更高，比基本蚁群算法提前20代左右收敛，有效解决基本蚁群算法的局部最优、收敛速度慢等问题，使搜索结果更优.

解决K4951合金的熔焊修复是实现新一代航空发动机机匣研制的关键.针对K4951合金中的难熔元素含量高、可焊性较差的问题，本文根据该合金的成分特点，通过调整母材中的沉淀强化元素和固溶强化元素，设计出7种成分的焊丝，并利用扫描电镜、透射电镜、电子探针和热力学软件等研究手段分析了合金元素对焊接接头的裂纹敏感性和持久性能的影响.结果表明，在母材成分的基础上提高焊丝中B元素含量至0.04%，接头的裂纹敏感性显著增加，焊缝金属加工即断裂；提高Nb元素含量可提升晶界液膜的愈合能力，有效的降低焊缝样品的焊接敏感性，接头的持久寿命由15 h提升至41 h；降低Cr，Mo元素的含量可以在一定程度上提高的合金的裂纹敏感性，使接头的持久寿命提升；提高Al元素的含量，同时调控Nb，Cr，Mo等元素可有效抑制裂纹形成，并提升了焊缝金属的高温服役性能.研究结果可为后续沉淀强化镍基高温合金的焊接性研究提供一定的参考价值.

采用K40钨钴硬质合金搅拌头对3 mm厚热轧退火态亚共析钢板进行了搅拌摩擦加工，对加工区域的宏观形貌、微观组织及力学性能进行了分析．结果表明，搅拌区和热力影响区为先共析块状铁素体、“针状”铁素体及珠光体，组织转变受动态再结晶和相变共同作用，热影响区组织为等轴状铁素体和片层状珠光体．搅拌摩擦加工对各区域中珠光体及析出渗碳体的分布形态影响显著．搅拌摩擦加工后试样显微硬度明显增加，抗拉强度相比母材提高8.2%，断裂位置位于母材处，加工前后试样断裂形式均为微孔聚合韧性断裂．固溶强化与相变强化对硬度和抗拉强度的提高起主要作用．

通过采用激光-CMT焊接的方法对10 mm厚TC4钛合金实现了不开坡口单面焊双面成形，并对焊缝的组织、力学性能及腐蚀性能进行了测试分析. 结果表明，该最优参数下形成的焊接接头中主要由大量的α'马氏体及初生的α相构成，且存在网篮状组织，焊缝区域的显微硬度大于母材区域，可达380 HV，且由于激光作用区拥有更大的冷却速度，焊缝底部生成了更多的α'马氏体，导致焊缝底部硬度比电弧作用区更高. 焊接接头抗拉强度可达到916 MPa，断后伸长率达到16.08%，拉伸断裂结果为韧性断裂，焊缝组织的性能明显优于母材.焊缝处的抗腐蚀性能优于母材，这是因为焊缝组织有更细小的晶粒及大量位错，提升了钝化能力并阻碍了Cl⁻的扩散.

为了获得高强度T2铜和Ti-6Al-4V钛合金异种金属接头，采用电子束焊方法开展试验，并对接头界面组织及力学性能进行了分析.试验在钛/铜熔钎焊接基础上，通过在高熔点钛侧复合二次焊接，构建钛/铜结合界面金属间化合物层的重熔温度场，进而实现钛/铜金属间化合物层的重熔改性.通过有限元温度场模拟及SEM，XRD等检测.结果表明，钛侧重熔焊接可在结合界面处形成1 000℃左右高温，金属间化合物层发生局域重熔.在随后凝固过程中，由于散热方向及元素再分配，相的形成顺序发生改变，钛原子向铜侧的扩散距离减短，高硬度相TiCu向Ti2Cu转变，相结构优化，最终接头强度得以提升.

采用YLS-6000型光纤激光器对可伐合金4J29与钼组玻璃DM308进行激光焊接，研究了中间层对接头强度、界面结构和界面结合机理的影响，分析了界面元素的扩散行为. 结果表明，Mo-Mn-Ni中间层可以减少接头边缘较大的裂纹，Ni₂O₃-MnO₂-B₂O₃中间层可以减少玻璃侧的微裂纹和气泡数目；4J29/DM308激光焊接头承载能力最弱的部位为靠近玻璃侧，穿过气泡发生断裂，Mo-Mn-Ni中间层接头的抗剪切强度最大为10.96 MPa，Ni₂O₃-MnO₂-B₂O₃中间层接头抗剪切强度最大值为13.46 MPa；Ni₂O₃-MnO₂-B₂O₃中间层接头界面过渡层的厚度大约为30 ~ 40 μm，过渡层存在明显的枝晶生长，接头界面XRD相分析结果表明，界面过渡层为Fe和Si立方晶系的复合氧化物FeSiO₃和Fe₇SiO₁₀，接头界面EDS分析结果表明，Fe，Co，Ni等元素在整个界面区域内发生了扩散融合，界面结合主要靠化学反应和元素扩散连接.

为适应摩擦焊接设备的发展，降低制造成本，在对惯性摩擦焊接过程运动学方程分析基础上，结合电模拟惯量技术，开发出了电模拟惯性摩擦焊接技术及设备. 结果表明，电模拟惯性摩擦焊接过程中各参数随时间的变化规律，以及惯量大小对焊接参数的影响规律，符合惯性摩擦焊接的一般规律. 相同惯量下，电模拟惯性摩擦焊接与机械惯量惯性摩擦焊接过程转速曲线变化趋势一致. 采用电模拟惯性摩擦焊接技术，所需惯量可以设定成大于系统基本惯量，也可以设定成等于或低于系统基本惯量，还可以补偿主轴机械摩擦阻力对焊接过程参数的影响.

研究聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)塑料与304不锈钢激光焊接热传导技术，采用正交试验法分析聚甲基丙烯酸甲酯和304不锈钢之间的焊接质量. 对焊接后的试样进行拉伸测试和切片试验，用能量密度定量判定焊接结果，分析多种焊接因素对抗拉强度和焊缝宽度的影响. 利用正交试验极差分析法对试验数据进行处理，获得透明聚甲基丙烯酸甲酯和304不锈钢之间激光热传导焊接的最佳焊接工艺参数. 结果表明，焊接因素对焊接强度的影响从大到小的顺序为焊接速度、脉冲宽度、保护气体流量、峰值功率、光斑直径和脉冲频率.

在原子扩散理论分析基础上，通过热浸镀锡作为扩散过渡层的方法制备了高强界面的ZChSnSb11-6/30CrMnSi复合材料.采用扫描电子显微镜（SEM），能谱仪（EDS）表征了ZChSnSb11-6在热浸镀锌30CrMnSi钢表面形成的界面过渡区形貌及其元素分布，并对界面硬度和结合强度进行了表征.结果表明，通过热浸镀锡作为中间层的方法可以制备出巴氏合金/钢双金属复合材料；30CrMnSi钢基体与中间层金属锡形成一层互相扩散的过渡区，厚度随镀锡温度的升高而显著增加；过渡区硬度明显高于两侧基体；界面结合强度随镀锡温度的升高逐渐上升，在900℃时结合强度达到60.6 MPa.

以钛合金板材为对象进行压印连接、自冲铆接和电阻点焊连接，对这三种接头进行拉-拉疲劳试验，比较其疲劳性能.结果表明，电阻点焊接头的静力学性能远高于另外两种接头.压印接头和自冲铆接头的疲劳性能较好，其中在长寿命循环时压印接头的疲劳性能更有优势.以200万次为疲劳极限时，三种接头可承受疲劳载荷顺序为压印接头最高，自冲铆接头其次，点焊接头最低.分析是由于点焊接头的热影响区性能差，残余应力叠加等原因造成.而压印和自冲铆接头内部存在板材间隙等，在疲劳加载过程中存在相对滑动和一定的形变量，起到缓解应力集中的作用，因此接头的疲劳性能较好.

研究了纳米颗粒添加对低银SAC0307锡膏焊点显微组织和力学性能的影响.结果表明，添加纳米铜颗粒的焊点钎料共晶区中岛状Cu₆Sn₅相尺寸大、且难于弥散分布，添加量超过0.3%时，Cu₆Sn₅相极易在液/气界面聚集、合并和长大，导致钎料流动性变差、锡膏中助焊剂气体难于逸出而形成气孔.而添加0.1~5.0%纳米银颗粒的焊点均无气孔产生，其焊点钎料中的Ag₃Sn相尺寸小易于弥散分布，且β-Sn初晶相细化明显.随纳米银添加量的增加，焊点抗剪强度先增加后降低，0.5%添加量时抗剪强度最大、较相同条件下的SAC0307焊点提高了30.8%.

钢桥面板纵肋-盖板焊缝处穿透面板的裂缝通常只能采用重焊方法修复，但所引起的高焊接残余应力易导致结构再次开裂而没有达到预期的修复效果. 选取12 mm钢桥面板中纵肋-盖板裂缝为研究对象，采用子结构算法进行重焊后残余应力分布规律及焊接工艺影响研究. 结果表明，相同条件下，钢桥面板有横梁位置处纵肋-盖板裂缝重焊残余拉应力数值和分布范围均明显高于无横梁位置，采用由中间向两端的对称焊能够有效减小残余应力峰值；裂缝重焊修复过程中焊趾处纵向残余应力随焊缝长度、随坡口角度呈幂函数变化关系.

在相同MAG焊接参数条件下，采用单因素试验方法对不同倾角的工件进行了上坡焊和下坡焊工艺试验. 通过高速摄像技术以及图像处理技术提取了熔池边缘及尺寸等特征参数信息，并对熔池面积、后拖角等相关参数进行了修正. 分析了工件倾角对熔池宽度、长度、面积、后部面积、后拖角等特征参数以及焊缝成形的影响. 结果表明，当工件倾角超过30°时，工件倾角对熔池形态特征参数和焊缝尺寸有比较明显的影响，且该影响在上坡焊和下坡焊中的表现不同. 研究结果对减少非水平位置焊接产生的焊接缺陷和改善焊接工艺具有重要的指导意义.

为了探究CuNiCrSi铜合金搅拌摩擦焊工艺参数与组织性能，采用正交试验法对工艺参数进行优化，并研究了焊缝的组织性能及材料流动性. 结果表明，焊接速度是对焊接过程影响最为显著的因素，试验得到焊接最佳工艺参数组合，在最优参数组合下焊缝的抗拉强度为491.4 MPa，达到母材抗拉强度的84.7%. 当焊接速度过大时会在焊缝的前进侧出现隧道型缺陷；材料的流动可以分为四部分；前进侧材料流动情况比返回侧复杂；焊接速度过小时表面会出现毛刺；母材区粗大的粒子为铬和硅的偏聚物，而镍无偏聚均匀地分布在材料中；焊核区晶粒随着焊接速度的增加而变小. 最优参数下焊核区晶粒虽然细小均匀，但硬度却比母材区低.

提出了一种优质高效低耗的新型非熔化极复合焊接工艺方法，并研制出新型高频复合双钨极TIG电源，可同时输出两路电流波形，一路为高频方波电流，其基值电流0~300 A，峰值电流0~100 A，频率0~80 kHz，占空比0~100%，脉冲电流变化率高达50 A/μs；另一路为变极性方波脉冲电流，其正负半波幅值为0~500 A，频率0~100 Hz，占空比0~100%，变极性电流变化率高达300 A/ms.测验结果表明，所设计的高频复合双钨TIG焊电源达到了预期设计目标，高频方波电流在80 kHz频率时仍然具有较快的上升和下降沿.最后采用铝合金板进行了堆焊试验，试验结果表明，焊接过程稳定，焊缝成形良好.

钛合金激光焊缝是非理想的针状组织，对其超塑性变形机理的研究可进一步推进钛合金LBW/SPF技术的实际应用，也对材料成形机理的发展具有一定意义.研究结果表明，TC4钛合金激光焊接试样具有良好的超塑性变形能力，在变形过程中，焊缝发生两次重要的组织转变，即针状组织片层化和片层组织等轴化的组织转变.片层组织在应力作用下，通过断裂、解体和等轴化的过程而转变成等轴晶粒.片层断裂的主要机制是动态再结晶和应力挤压作用；片层解体的主要机制是晶界滑动和转动作用，接头组织的塑性流动机理为晶粒滚动和晶界滑动机理.

引入CMT-P复合焊接方法成功制备了成形质量优异的UNS S32750超级双相不锈钢焊接接头，选用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪及透射电镜等设备研究了接头不同区域的微观组织. 结果表明，焊缝、热影响区和母材组织呈现显著差异. 与母材和焊缝相比，热影响区内奥氏体含量最低(32.3%)，但焊接接头各微区的奥氏体含量均满足不低于30%的标准要求．由于焊接热循环过程中再加热的作用，焊根及热影响区中析出了尺度和形貌均不同的晶粒内γ₂和晶粒边界γ₂，而焊缝填充区没有γ₂析出．此外，焊根和热影响区均析出了短棍状Cr₂N，主要分布在铁素体晶粒内和晶粒边界，Cr₂N析出致使相邻铁素体基体形成了明显的贫Cr区．

采用磁控溅射在Al₂O₃陶瓷表面沉积了Ti+Nb/Mo金属层，实现了氧化铝陶瓷的金属化，并通过电镀镍提高了金属化效果.采用AgCu28钎料，实现了金属化Al₂O₃陶瓷与Kovar合金的可靠连接.通过扫描电子显微镜和能谱观察了钎缝的微观组织.结果表明，钎料与母材发生了明显的界面反应.Cu元素扩散进入Kovar合金，同时Ni元素扩散进入钎料的富铜区，从而促进AgCu/Kovar连接界面的形成；金属化层在Al₂O₃/AgCu钎料界面处，起到了关键作用，其中铌可以抑制脆性化合物形成，缓解残余应力.金属化层镀镍后，钎缝中AgCu共晶区明显，且钎缝较宽，对提高镀镍试样的钎焊接头强度有一定作用.

通过与铝合金激光-MIG复合焊方法相对比，主要研究了铝合金激光-MIG复合填丝焊的焊缝成形、熔深稳定性、余高稳定性、焊缝气孔率、激光匙孔特征、等离子体特征. 试验结果表明，在合适的工艺参数条件下，铝合金激光-MIG复合填丝焊焊接过程稳定，焊缝成形良好，额外填入的焊丝可以连续稳定地过渡到熔池中，激光匙孔具有明显的形成、长大、湮灭周期性变化特征；相同工艺参数条件下，铝合金激光-MIG复合填丝焊的焊缝熔深稳定性、余高稳定性与激光-MIG复合焊相当，激光匙孔开口面积约增加15.34%，等离子体+电弧总面积约增加1.95%.