活性激光焊接技术是近几年基于活性焊接法在国际上迅速发展的焊接前沿新技术。激光与活性焊接技术相结合可大幅增加焊接熔透性,提高焊接效率。将活性焊接技术与激光焊接结合起来达到提高激光吸收率,降低成本的目的,将是今后激光焊接重要的发展方向之一。基于以上背景,本文在国家自然科学基金项目的资助下,针对SiO₂、TiO₂、Cr₂O₃、NaF、CeO₂五种活性剂对车身常用304不锈钢厚板激光焊接质量的影响进行分析。通过对焊接过程实时监测,观测试件熔池表面瞬态效应,并数值模拟分析熔池温度场变化情况。基于熔池瞬态特性与温度场动态变化行为分析研究活性剂对常见焊接缺陷产生的作用与抑制机理。并从焊缝成形、接头力学性能、微观组织及成分分布等方面分析活性剂对低功率激光焊接不锈钢厚板质量的影响。进而提出质量控制措施,以验证低功率活性激光焊接厚板的可行性。本课题从以下几个方面开展了研究工作:（1）基于单因素变量法,探索了离焦量、激光功率和焊接速度等参数在各活性剂下对焊接熔透性的影响规律。保持工艺参数不变,对涂覆不同活性剂试件的焊缝质量进行测试与分析,并与未涂覆活性剂的试件对比。结果表明:适宜厚度活性剂的涂覆均可加深焊缝熔深,其中Cr₂O₃活性剂的效果最为显著。在加入活性剂后,焊缝中活性元素未产生显著扩散。涂覆活性剂与未涂覆活性剂试件焊缝区的微观组织相似,以柱状晶为主,中心区域存在少量等轴晶。涂覆活性剂与未涂覆活性剂的试件焊缝区的硬度相差不大,均大于母材区硬度。涂覆TiO₂活性剂的试件强度值低于母材强度值,其他试件的强度值均大于母材强度值。（2）借助高速相机拍摄系统,观测涂覆各种活性剂下焊接过程中的熔池行为,分析不同活性剂下熔池变化的规律。结果表明:有无活性剂下熔池均呈现周期循环,除了SiO₂活性剂略微加剧焊接熔池振荡,其他活性剂均会使熔池变得更加稳定,其中以TiO₂活性剂效果最为显著。（3）利用Ansys Mechanical APDL软件对活性激光焊接熔池温度场进行数值模拟,并采用热像仪实时监测焊接过程中熔池温度的变化情况,对比分析涂覆不同活性剂及未涂敷活性剂的试件下的激光焊接过程。结果表明:数值模拟熔池温度变化趋势与温度监测变化趋势基本一致。活性剂会对熔池温度有微弱影响,其中,NaF活性剂会微量降低熔池温度,幅度约4%;其他活性剂会略微提升熔池温度,幅度约7%-9%。（4）基于焊缝无损检测、宏观与微观形貌观察,分析试样内部气孔和外部飞溅、驼峰缺陷存在情况。结合熔池的实时动态行为,分析不同活性剂作用下焊缝缺陷的产生机理。结果表明:SiO₂、Cr₂O₃和CeO₂活性剂对焊缝内部气孔有抑制作用,TiO₂活性剂的易导致焊缝出现气孔缺陷。外部缺陷上,活性剂改变了小孔开闭、金属蒸汽喷发的周期,因此会影响飞溅的形成方式;NaF活性剂自身为非氧化物活性剂,对表面张力梯度的影响与其他氧化物活性剂不同。表面张力梯度超过粘滞力,使液体流动,出现Marangoni对流,导致表面驼峰。