激光在各行各业的应用已经达到了全覆盖的水平，它可以说是自发明以来对人类及社会最深远的重大科技成果之一，就连早期的文学作品中都有对它使用方式的设想描写，好比星球大战电影系列中使用的“光剑”，就是激光的一种使用方式。

每个激光脉冲去除一定厚度的污染层。如果污染层比较厚，则需要多个脉冲进行清洗。将表面清洗干净所需要的脉冲数量取决于表面污染程度。由两个阈值产生的一个重要结果是清洗的自控性。能量密度高于阈值的光脉冲将一直剔除污染物，直到达到基底材料为止。然而，因为其能量密度低于基底材料的破坏阈值，所以基底不会受到破坏。

激光表面淬火工艺参数采用激光相变淬火的硬化，简单聚焦时为月牙形，用宽带扫描时呈平顶月形。因为在中心位置温度高，冷却速度zui慢；当激光功率过大时，此处会发生熔化，也就是说采用TEM00模热源进行激光相变淬火时，会发生A.B部分硬化，而C部分硬化不够的情况。这是因为在C 部分开始冷却时的温度zui高，而且冷却速度较慢，故珠光体相变开始后，C部位硬化大够。这种现象与常规淬火中表面冷却快，内部冷却慢的冷却规律相反。另一方面，由于激光加热至相变温度的时间很短，同时加热温度梯度很大，因而碳化物的溶解和溶入奥氏体中的

切削加工是基本而又常用的精密加工手段，在机械、电机、电子等各种产业部分中都起着重要的作用，决定切削加工效率的因素很多如机床、刀具、工件等，其中刀具是最活跃的因素。而刀具耐用度的高低、刀具消耗和加工成本的多少、加工精度和表面质量的优劣等等，在很大程度上取决于刀具材料的机械性能和加工性能，因此人们不断地研究开发新的刀具材料。但新材料的开发速度常常与现代切削加工生产要求存在一定的差距，如在高速切削300~1000m/min切削钢、90~200m/min切削钛合金等要达到这样高的切削速度，就要发展具有更加优异的高

激光束由子具有良好的方向性、相干性并通过聚焦可获得高的能量密度，因而可在很短的时间内对工件的表面进行特定的处理。作为一种较理想的热源，激光束已被广泛用于材料的表面改性工程中。与其他传统表面处理方法相比激光处理后具有组织细化、致密，性能好，对基材的热影响小，因而工件的应力变形小等优点。

激光表面合金化，即当激光束扫描添加了金属或合金粉末的工件表面时，工件表面和添加元素同时熔化；而当激光束撤出后，熔池很快凝固而形成一种类似极冷金属的晶体组织，形成具有某种特殊性能的新的合金层。激光表面合金化所需的激光功率密度比激光相变硬化所需的高得多。激光和进化的深度由激光功率密度和工件移动速度决定。

激光熔覆热喷涂是一种代替传统技术具有成本效益的新型表面改性与处理技术[1]。它是利用高能激光束将基材表面层金属熔化，同时涂层材料粉末以不同的送料方式被添加到熔覆基体表面上，经激光辐射使基体表面薄层同时熔化,并快速凝固后形成稀释度极低,与基体材料结合形成复合金属的表面涂层。激光喷涂处理技术有利于生产高质量的表面涂层，减少生产时间，增强热控制，获得小热影响区等。

激光清洗机的表面激光清洗技术是近十年来飞速发展起来的新型清洗技术，它因自身的许多优点在许多领域中正逐步取代传统表面处理清洗工艺。它能适应各种表面污物的清洗，对环境污染极小，可以做到不损伤基体。目前该方法已成为传统清洗方法的补充和延伸，并因其固有的许多优点而展示了广阔的应用前景。目前激光清洗有四种方式：

激光清洗技术主要利用激光束来高速有效地清除待清洗对象表面的附着物，它省时、省力、节水，而且安全可靠，适用面广，易于自动控制。特别对于石雕、石刻、各种边角等石面精细结构，以及年代久远的石质文物等高档石材的清洗，激光清洗技术的优势是许多传统清洗工艺所无法比拟

激光淬火是以高能量密度（103~108W/cm2）的激光束快速照射零件表面，使其硬化层部位瞬间吸收光能立即转化为热能，使激光作用区温度急剧上升达到材料的相变点以上，形成奥氏体，此时零件基体呈冷态，与加热区之间有极高的温度梯度，一旦停止激光照射，其加热区因急冷而发生直冷淬火，使金属表面的奥氏体转变成马氏体。而这种马氏体组织十分细小，具有比常规淬火更高的组织缺陷密度。由于冷速极快（104~109℃/s），碳原子来不及扩散，因此马氏体含碳量较高，残留奥氏体也获得较高的位错密度，使材料具有畸变强化效果，从而显著提

钢铁冶金行业是国家的基础行业，同时属于国家的重产业，且其设备繁杂、种类多、吨位重。由于摩擦、磨损等各种原因的存在，要维持设备的正常运转，每年将消耗大量的备品备件。据统计，2003年济南钢铁股份公司达到年产量334万t钢的规模，而公司每年用于设备修理的备品备件制造用度就高达1.2亿元，备品备件修旧利废数目达150t以上，创经济效益2000万元左右。因此，减少备品备件的消耗和对已使用设备的再制造修复对降低生产本钱，进步企业的经济效益具有积极的促进作用，且降低本钱的空间很大。其中激光再制造技术对做好备品备件的修

激光热处理技术能做什么？典型应用：钢厂轧辊的激光合金化加工；汽车冲压模具激光淬火；大型机械辊轴的激光表面淬火；钢厂、电厂、船舶、石化等行业的轴类、套类零部件的激光熔覆修复；石化行业滑套激光淬火、抽油杆模具激光合金化、管火；

制造工程师和工业设计师不断寻求改进产品和赢得竞争的方法。增强产品设计的一个途径是构建越来越精细的表面纹理，这会影响产品性能和美观。这些高价值的纹理包括塑料瓶模具或汽车内饰的功能特征图案以及旨在提升生物兼容性的医疗植入物表面特征。

动力总成组件中的焊缝和粘合必须满足严格的质量标准。要获得一流的性能，必须对接合面进行彻底清洁。激光是高效的清洁工具，能够清除所有残留油脂的痕迹。

激光表面处理技术是在上世纪70年代大功率激光器出现后，迅速发展起来的一项光、机、电一体化高新技术。这种工艺具有淬硬效果好、自动化程度高、操作简单、能耗低、效率高、工件变形极小和基本无废品等一系列优点。利用激光对零件表面进行处理，可改变零件表面的物理结构、化学成分和金相组织，从而改变零件表面的抗磨损性、耐腐蚀性和抗疲劳性等，可有效解决许多常规热处理难以解决的问题。目前在工程机械的零件加工和修理工艺中，常用的激光表面处理技术有激光热处理、激光熔覆以及激光清洗等。

激光表面合金化(LSA)作为一种材料表面改性技术，具有广阔的应用前景。激光表面合金化是利用激光辐照来加热工件，并使之熔化至所需深度，添加适当的合金元素改变基材表面的化学成分、组织和性能，利用快速冷却形成新的非平衡微观结构，从而提高材料的耐磨损、耐疲劳和耐腐蚀性能。利用激光表面合金化能在一些廉价的母材表面制备出耐磨、耐蚀、耐高温的合金化层，从而大幅度降低材料成本。近些年来，随着激光器性能的不断完善和大功率激光器的开发，激光表面合金化技术得到了迅速发展，特别是在钢铁材料方面的应用取得很大进展。可进行激光表面合

激光熔凝又称激光晶粒细化，它是利用比激光相变硬化更高的激光能量(~105w/cm²)，使金属表面快速熔化并造成熔化金属与基体之间很大的温度梯度，激光移开后，熔化金属快速凝固，表面获得极细或超细的组织结构，表面成分偏析减少，表层的缺陷与微裂纹可被熔合，同时，通过液态自淬火快速凝固可形成较深的硬化层。激光熔凝的主要目的是提高硬度和耐磨性能，其应用范围包括：

罗切斯特大学的科学家们利用激光技术使金属具有强疏水性或超疏水性，被加工过的金属不再需要临时涂层。

自1970年代以来，激光冲击强化(Laser Shock Peening, LSP)已被证明是一种创新的表面改性技术。 这项技术自发明起就被用于提高制造零部件的疲劳寿命、抗腐蚀、抗磨损性能。 因此，被广泛应用于航空制造领域。 近年来， 越来越多的研究团队，试图将激光冲击强化技术应用于医疗领域。本文就目前针对激光冲击强化对于医用级金属及其合金表面改性研究情况进行简述。

在正常冲压作业环境下，车身覆盖件模具的主要失效形式是：模具表面粘结形成积瘤，划伤冲压件表面，频繁打磨丧失型面精度。在汽车的使用过程中，车身锈蚀先从拉毛划痕开始，尤其对一些骨架件或加强板件而言，划痕处的应力集中是导致破裂的主要原因之一。为了提高覆盖件质量，维修钳工不得不研磨模具表面除去积瘤，并且需抛光产品表面划痕。而频繁抛光打磨，既破坏了*初的模具形面，又降低了生产效率，*终导致冲压件精度降低，模具过早失效。