为了解决6061铝合金在激光焊接过程中出现的易变形、变形大的问题，采用施加超声波以辅助焊接的方法，以1mm厚的6061铝合金薄板为研究对象展开超声波辅助激光焊接试验，探究超声波对6061铝合金焊接变形的抑制作用；利用单因素试验方法分析了超声波功率对焊接变形的影响规律，设计包括超声波功率、激光功率、焊接速率、离焦量、保护气流量在内的五因素五水平正交试验，分析了超声波功率以及常规焊接参量分别对焊接变形的影响程度，并获得了能够得到最小变形的工艺参量组合。结果表明，焊接变形会随着超声波功率的增加而减小，超声波功率800W时较无超声情况下试件的挠曲变形及角变形分别减小了51.27%和51.46%；同时，当激光功率为1000W、焊接速率为5m/min、离焦量为+1mm、保护气流量为15L/min、超声波功率为800W时, 可以获得变形最小的试件，所得到的试件挠曲变形量为0.42mm，角变形量为0.26mm。此研究为超声波辅助焊接在控制薄板焊接变形方面的应用提供了一定的工艺和理论参考。

为了获得成形良好、气孔少的玻璃焊接焊缝, 采用在中间层添加对激光波长不透明玻璃料的方法, 对玻璃与玻璃激光焊接中出现的气孔问题进行了研究。以半导体激光作为热源, 搭建了用于玻璃与玻璃激光焊接的成套焊接设备, 对玻璃与玻璃激光焊接工艺进行了实验研究。通过分析气孔分布特征, 统计焊缝气孔率, 测量气孔尺寸, 对比焊缝正、反面形貌差异, 研究了激光平均功率、焊接速率等工艺参量对焊缝气孔产生的规律及表面形貌的影响。结果表明, 当激光功率过小、焊接速率过慢时, 不利于抑制焊缝中气孔的产生, 并且出现未焊上的情况; 随着激光功率、焊接速率的增加, 焊缝当中的气孔率显著上升; 在激光功率P=35W、焊接速率v＝0.1m/min、离焦量d=-15mm时, 可获得成形良好、气孔直径在3.696μm以下且分布均匀的焊缝, 连接强度高。此研究可为玻璃的激光封接制造提供理论依据, 具有广泛的工业应用前景。

为了验证真空环境对玻璃激光焊接气孔形成的影响，采用在大气及真空条件下进行玻璃激光焊接对比试验的方法，对两种条件下气孔率随激光功率的变化及玻璃料向两端扩展的程度进行了理论分析和实验验证。结果表明，气孔的成因不仅是玻璃料中残存的气体，功率提高至45W后，不稳定成分的升华与分解产生了更多气体，进一步提高了气孔率; 真空条件对焊缝扩展影响较小，无明显差异；而真空条件下的气孔率要显著大于在大气条件下的气孔率; 真空条件下气孔面积更大，但增大的气孔面积并不能扩大玻璃料的扩展宽度。该研究结果进一步地揭示了玻璃激光焊接下气孔的形成机制。

为了获得气孔率低、玻璃料完全熔化、形貌良好的焊缝, 采用响应面法中的设计原理, 建立了玻璃激光焊接中焊缝缺陷面积占比率与工艺参数(预烧结峰值温度、激光功率、焊接速率和离焦量)的数学模型。基于所建模型, 理论分析了各工艺参数对焊缝缺陷面积占比率的交互影响趋势, 并对工艺参数进行了优化。结果表明, 在预烧结峰值温度为440℃、激光功率为37W、焊接速率为0.1m/min、离焦量为14.4mm的优化参数下进行实验, 焊缝中气孔面积和玻璃料未完全熔融面积之和仅占焊缝总面积的0.512%, 与模型预测结果吻合, 焊缝表面形貌良好, 焊缝剪切强度为17.765MPa, 高于标准值。该模型优化出的工艺参数是合理的, 该研究有助于提高玻璃激光焊接质量。