激光焊接具有熔深大、工艺稳定性好、焊接速度快、变形小、间隙桥接能力强等优点。近年来,该技术在发达国家受到了广泛关注并得到了积极的研究,在汽车、石油、船舶、压力容器等领域极富发展前景。本文采用低碳钢和不锈钢材料从基础工艺、保护气体、热源相互作用机理、接头微观组织和力学性能等方面入手,对激光焊、激光-电弧复合焊和振动激光焊接技术的工艺和机理进行了系统深入的研究。主要研究成果如下：采用光纤激光器进行焊接试验,对两种冷却方法(空冷和水冷)下的焊后焊缝和热影响区的组织性能和显微硬度进行了分析。结果表明,同样的焊接参数下水冷后的焊缝宽度比空冷后的焊缝宽度窄。空冷和水冷后的焊缝组织都为铁素体和珠光体,略呈魏氏组织,但空冷后焊缝晶粒较大,先共析铁素体呈块状析出；水冷处理后焊缝中柱状晶细长,片间距较窄,先共析铁素体呈片状,魏氏组织出现较少。空冷后的焊缝和热影响区的宽度都大于水冷处理下相应的相区的宽度。所有试样的焊缝硬度都高于HAZ和母材,且水冷后的焊缝硬度略高于空冷条件下焊缝的硬度。使用5kW光纤激光焊和MIG焊复合,对3mm厚316不锈钢试板进行对接焊。研究不同间隙情况下焊缝的宏观形貌、微观组织和显微硬度。首先研究了复合焊中激光与电弧前后位置对焊缝成形的影响。结果表明,电弧在前激光在后,焊缝上表面成形均匀饱满；而激光在前电弧在后,焊缝表面不连续。然后固定激光和电弧的参数,改变接头间隙进行激光-电弧复合焊接。结果表明,焊缝的余高和焊缝宽度随接头间隙的增大而减小。对接间隙小于板厚的25%时,焊缝成形好且组织均匀致密。对接间隙的变化对焊缝显微硬度影响不大,但由于陶瓷衬垫中部分杂质参与熔池反应,在对接间隙为板厚的20%的接头中,焊缝顶部和焊缝底部的显微硬度有所差别。焊缝顶部显微硬度为383.7HVo.2,焊缝底部硬度为423.5HVo.2。选用316不锈钢作试验材料,利用激光与振动相结合的焊接方法,通过改变机械振动参数和焊接速度,对比分析了不同振动频率和焊接速度下焊接接头的微观组织形貌。结果表明,机械振动可以细化焊后组织中形成的柱状晶,使柱状晶枝破碎且向不同方向生长,晶轴间与焊缝中心处的等轴晶增加。在提高焊接速度后,振动的加入能够细化焊缝区出现的粗大柱状晶。同时,振动可以减少焊后在奥氏体基体晶界处形成的网状新相和点状颗粒物。试验还对焊接接头进行了显微硬度测试,发现较高共振频率下焊缝区组织硬度增加明显。