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激光表面处理是利用高功率密度激光束以非接触方式加热材料表面 ， 通过材料表面本身的传导冷却实现其表面改性的技术 。 对提高材料表面的机械和物理性能 ， 以及零件的耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳性有很大的好处 。 近年来 ， 激光清洗、激光淬火、激光合金化、激光冲击强化、激光退火等激光表面处理技术以及激光熔覆、激光3D打印、激光电镀等激光增材制造技术迎来了广阔的应用前景 。
01激光清洁
激光清洗是目前正在迅速发展的一种新型表面清洗技术 。 它利用高能脉冲激光束照射工件表面 ， 使表面的污垢、颗粒或涂层瞬间蒸发或膨胀、剥落 ， 从而达到清洁的过程 。 激光清洗主要分为除锈、除油、脱漆、去涂层 。 主要用于金属清洗、文物清洗、建筑清洗等 。 它以其功能全面、加工精确灵活、高效节能、环保、不损伤基材、智能化、清洗质量好、安全、应用范围广等特点 ， 越来越受到各工业领域的青睐 。
与机械摩擦清洗、化学腐蚀清洗、液体和固体的强冲击清洗、高频超声波清洗等传统清洗方法相比 ， 激光清洗具有明显的优势 。
02激光淬火
激光淬火以高能激光为热源 ， 使金属表面快速加热和冷却 ， 从而瞬间完成淬火过程 ， 获得高硬度和超细马氏体组织 ， 提高金属表面的硬度和耐磨性 ， 在表面形成压应力 ， 提高抗疲劳能力 。 该工艺的核心优势包括热影响区小、变形小、自动化程度高、选择性淬火灵活性好、细化晶粒硬度高、智能环保 。 比如激光光斑可调 ， 可以淬火任意宽度位置；其次 ， 多轴机器人联动的激光头可以对复杂零件的指定区域进行淬火 。 再比如激光淬火温度极高 ， 冷却迅速 ， 淬火应力和变形小 。 激光淬火前后工件的变形几乎可以忽略不计 ， 因此特别适合精度要求高的零件表面处理 。
目前 ， 激光淬火已成功应用于汽车工业、模具工业、五金工具和机械工业的易损件表面强化 ， 特别是在延长齿轮、轴面、导轨、钳口、模具等易损件的使用寿命方面 ， 效果显著 。 激光淬火的特点如下:
1)激光淬火是快速加热和自激冷却 ， 不需要炉内保温和冷却液淬火 。 它是一种无污染、环保的热处理工艺 ， 可以很容易地对大型模具表面进行均匀淬火；
2)由于激光加热速度快 ， 热影响区小 ， 而且是表面扫描加热淬火 ， 即瞬时局部加热淬火 ， 所以加工的模具变形很小；
3)由于激光束的发散角很小 ， 具有很好的方向性 ， 通过导光系统可以对模具表面进行精确的局部淬火；
4)激光表面淬火硬化层深度一般为0.3 ~ 1.5毫米..
03激光退火
激光退火是指用激光加热材料表面 ， 使材料长时间暴露在高温下 ， 然后缓慢冷却的热处理过程 。 这个过程的主要目的是释放应力 ， 增加材料的延展性和韧性 ， 产生特殊的显微组织 。 其特点是调整基体结构 ， 降低硬度 ， 细化晶粒 ， 消除内应力 。 近年来 ， 激光退火技术也成为半导体加工行业的一项新技术 ， 可以大大提高集成电路的集成度 。
【激光技术有多重要？细数在表面处理中的应用】04激光冲击强化
激光冲击强化技术是利用强激光束产生的等离子体冲击波来提高金属材料的抗疲劳性、耐磨性和耐腐蚀性的高新技术 。 它具有无热影响区、高能效、超高应变速率、可控性强、强化效果显著的突出优点 。 同时 ， 激光冲击强化具有残余压应力更深、显微组织和表面完整性更好、热稳定性更好、使用寿命更长的特点 。 近年来 ， 这项技术发展迅速 ， 在航空航天、国防、军工等领域潜力巨大 。 此外 ， 涂层主要用于保护工件免受激光灼伤 ， 增强对激光能量的吸收 。 目前常用的涂层材料有黑漆和铝箔 。
激光喷丸(LP)又称激光冲击喷丸(LSP) ， 是一种应用于表面工程领域的技术 ， 即利用脉冲大功率激光束在材料内部产生残余应力 ， 以提高材料表面的抗损伤能力(如耐磨性、抗疲劳性) ， 或提高材料的薄断面强度 ， 从而强化材料的表面硬度 。
与大多数材料加工应用不同 ， LSP不使用激光功率进行热处理以达到所需的效果 ， 而是使用光束冲击进行机械加工 。 高功率激光束以高功率短脉冲撞击目标工件表面 。
