激光熔覆技术毕业设计(论文)
浅谈激光表面熔覆技术
激光表面熔覆技术用于制备高强度、耐磨、耐腐蚀的金属材料。 通过激光熔覆技术制备出具有优异性能的非金属材料如陶瓷、玻璃等。 激光表面熔覆技术应用于制备复合材料实现多种材料的结合提高材料的综合性能。 激光表面熔覆技术制备的材料在航空航天、汽车、能源等领域得到广泛应用。
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汇报人：
CONTENTS
PRT ONE
PRT TWO
激光表面熔覆技 术是一种利用高 能激光束将合金 粉末熔覆在基材 表面形成具有优 异性能的涂层的 工艺方法。
激光表面熔覆技术 通过快速熔化和凝 固过程使合金粉末 与基材表面形成冶 金结合具有较高的 结合强度和耐腐蚀 性。
激光表面熔覆技术 可以应用于各种金 属材料和复合材料 的表面改性提高材 料的耐磨性、耐腐 蚀性和高温性能等 方面的性能。
汇报人：
在汽车制造领域激光表面熔覆技术可以用于发动机缸体、曲轴等关键部件的表面强化提高其 耐磨性和耐久性。
激光表面熔覆技术在金属表面修复方面的应用能够快速、高效地修复损坏的零件提高其使用 寿命。
通过激光表面熔覆技术可以在零件表面添加耐磨、耐腐蚀等性能提高其表面质量延长使用寿 命。
在汽车制造领域激光表面熔覆技术可用于发动机缸体、曲轴等关键零件的表面强化提高其耐 磨性和耐久性。
促进工业创新：激光表面熔覆技术的出现为工业制造提供了新的解决方案有助于推动工业创 新。
提升产品质量：激光表面熔覆技术能够实现高精度、高质量的表面熔覆高能源利用效率促进能源转 型
推动相关产业的发展创造更多 就业机会
提升社会经济效益促进社会可 持续发展
送粉速度：控制熔覆层的填充 程度和高度
激光熔覆技术毕业设计(论文)
1. 引言1.1 本课题的研究背景及意义激光熔覆技术（Laser cladding technology）是指在被涂覆机体表面上，以不同的添料方式放置选择的涂层材料，经激光辐照使之和机体表面薄层同时熔化，快速凝固后形成稀释度极低、与基体材料成冶金结合的涂层，从而显著改善机体材料表面耐磨、耐热、耐蚀、抗氧化等性能的工艺方法[1]。
按涂层材料的添加方式不同，激光熔覆技术可分为预置法和同步送粉法，如图1所示。
激光熔覆技术因具有应用灵活、耗能小，热输入量低、引起的热变形小，不需要后续加工或加工量小，减少公害等优点，近年来已在材料表面改性上受到高度重视[2]。
特别是上个世纪80年代以来，该技术得到了很大进步和发展。
激光熔覆的最终目的是改善材料的使用性能，使其更好地满足使用要求。
与堆焊、热喷涂和等离子喷焊等表面改性技术相比，激光熔覆具有下述优点：（1）熔覆层晶粒细小，结构致密，因而硬度一般较高，耐磨、耐蚀等性能亦更为优异；（2）熔覆层稀释率低,由于激光作用时间短，基材的熔化量小，对熔覆层的冲淡率低（一般仅为5％-8%），因此可在熔覆层较薄的情况下获得所要求的成分与性能，节约昂贵的覆层材；（3）激光熔覆热影响区小，工件变形小，熔覆成品率高；（4）激光熔覆过程易实现自动化生产，覆层质量稳定，如在熔覆过程中熔覆厚度可实现连续调节，这在其他工艺中是难以实现的。
由于激光熔覆的上述优点，它在航空、航天乃至民用产品工业领域中都有较广阔的应用前景，已成为当今材料领域研究和开发的热点。
图1.1 激光熔覆原理示意图1.2 本课题国内外研究现状激光熔覆技术的发展当然离不开激光器。
目前，激光器主要有3种：CO2激光器、YAG 固体激光器和准分子激光器。
国内外常用于激光熔敷的激光器主要有两种：一种是输出功率为0.5-10KW的CO2气体激光器，另一种是输出功率为500W左右的YAG固体激光器。
其中工业上用来进行表面改性的多为CO2大功率激光器。
激光熔覆范文
激光熔覆范文
激光熔覆
激光熔覆
激光熔覆是指利用一定的激光功率，在目标基体表面熔出一层熔覆层（盖面），以改变其物理和/或化学性能的工艺技术。
它是一种新型的加
工技术，能有效地在一定的热负荷下，在高速度下，在目标基体外部熔覆
一层熔覆层，以改变其物理和/或化学性能，从而满足更好的加工要求。
激光熔覆的优势在于：1）有效地改变原始基体的表面特性；2）有效
地改善一些表面的效率；3）提高了盖面的耐腐蚀性能；4）提高表面的抗
热磨损性能；5）提高表面的抗磨损性能；6）提高表面的抗拉分裂性能；7）提高表面的抗摩擦剪切性能。
激光熔覆包括几个关键步骤：首先，基体需要经过清理和预处理，以
便将其表面表面上的污染和锈蚀除去，使其表面光滑。
然后，激光功率需
要调节到一定程度，在调节好激光功率后，将熔覆材料送入激光器中，产
生激光束，进行熔覆。
熔覆过程中需要注意控制激光对基体表面的热负荷，以避免基体表面被热损坏。
最后，熔覆完成后，需要进行熔覆层的再处理，以增强其机械性能和耐腐蚀性能。
激光熔覆范文
激光熔覆范文激光熔覆激光熔覆是一种先进的金属加工技术，是将金属粉末或线材喷射到工件表面，并通过激光束的熔化和固化，实现对工件表面的覆盖。
激光熔覆技术具有以下优点：1.高精度：激光束的高能量密度使得能够精确控制熔覆区域，使得覆盖层的厚度和尺寸都可以高度精确控制。
2.快速成材：激光熔覆技术的熔化速度非常快，可以实现极高的熔化效率，从而大大提高了加工效率。
3.低热影响区：激光熔覆过程中，热源非常集中，大部分热量都集中在熔覆区域内，因此热影响扩散很小，只有局部区域受热，可以有效降低工件变形的风险。
4.多材料兼容：激光熔覆技术可以采用各种金属粉末或线材进行熔覆，因此可以实现多种材料的冶金反应，例如不相容金属的熔覆。
5.材料节约：激光熔覆技术将金属材料以粉末或线材的形式喷射到工件表面，与传统的加工方法相比，可以大大节约材料的使用。
激光熔覆技术在以下领域有广泛的应用：1.修复和修补：激光熔覆可以用于修复和修补零件表面的损坏或磨损，例如汽车发动机缸盖、轴承等。
2.耐磨涂层：激光熔覆可以在工件表面形成一层耐磨涂层，提高工件的耐磨性能，延长使用寿命，例如刀具、模具等。
3.腐蚀防护层：激光熔覆可以在金属表面形成一层抗腐蚀涂层，提高金属的抗腐蚀性能，延长使用寿命，例如船舶、石油设备等。
4.功能性涂层：激光熔覆可以将特殊功能材料覆盖到工件表面，例如导热涂层、导电涂层等，以实现特定的工作要求。
激光熔覆技术尽管有很多优点，但也存在一些挑战和限制：1.材料选择：激光熔覆技术的材料选择范围相对较窄，目前应用较多的是金属材料，如钛合金、不锈钢等，而对于一些非金属材料的应用较少。
2.设备复杂：激光熔覆设备需要较高的技术要求，设备较为复杂，需要配备激光器、粉末喷射系统、熔覆枪等设备，投资较高。
3.熔覆质量控制：由于激光熔覆过程中涉及到多个因素的相互作用，如激光功率、扫描速度、粉末喷射量等，因此熔覆质量的控制会比较困难。
4.尺寸限制：激光熔覆技术通常适用于小尺寸工件的表面修复和涂覆，对于大尺寸工件的处理相对困难。
中文文献-激光熔覆陶瓷
激光熔覆陶瓷摘要：本论文提出了一种制造陶瓷部件的新型层压方法，即激光陶瓷熔覆。
这种方法是用激光束将陶瓷粉末熔覆使其联结在一起。
该过程包括五个步骤：将无机粘合剂和溶剂与陶瓷粉末混合以获得料浆；将料将铺在未烧结的基体块上；烘干并加强料浆薄层；用激光扫描未烧结的陶瓷层；从已熔覆的陶瓷工件上移除未熔覆的部分。
电子隧道显微镜图片展示了相邻的两陶瓷层熔覆的联结部分。
通过三点弯曲强度测试表明了其弯曲强度在3～12Mpa之间。
与其他层压方法相比，该方法是用激光直接熔覆未烧结的陶瓷体并得到陶瓷层而不需要传统的柱烧过程。
这种方法在制造更精密陶瓷部件方面具有很大的潜力。
关键词：精密；陶瓷部件；激光陶瓷熔覆；料浆；陶瓷层；弯曲强度1介绍现已有许多层压制造方法来制造陶瓷部件，它们大多数都是用聚合物粘合剂来联结陶瓷粉末。
由于陶瓷部件的强度取决于聚合物的强度，所以通过这些方法所获得的陶瓷部件、未烧结体的强度通常不能满足工业用途的要求，而其未烧结体的耐热性也因聚合物的存在受到限制。
因此，未烧结体必须在炉子中经后续的烧结来获得所需的强度和耐热性。
在烧结过程中会发生收缩，尤其是在制造复杂部件过程中会不可避免地产生扭曲变形。
本论文提出了一种制造陶瓷部件的新型层压方法，即激光陶瓷熔覆（CLF）。
这种方法是通过激光处理使陶瓷粉末熔覆并结合在一起。
2 激光陶瓷熔覆的原理如果将激光光束沿一直线照射在疏松的陶瓷粉上，陶瓷粉末将熔化，但是将会形成许多小球而不是我们所期望的直线状，这种现象叫做球化。
根据实验，如果陶瓷粉末在与其化学成分相同的固体底板上熔化，熔化的液体将完全润湿底板。
前述的底板或未烧结体可以通过烘干料浆来获得，料浆是由陶瓷粉、无机粘合剂及溶剂组成。
当激光光束照射在未烧结体上时，未烧结体的表面将熔化并粘附在未烧结体下面的部分。
可以通过这种方法制造出三维工件的二维搭接部分。
根据上述的激光熔覆原理出现了一种陶瓷部件的制造方法（美国专利，专利号：6217816B1）图1展示了这个方法的五个步骤。
激光熔覆技术
激光熔覆技术的研究现状及应用陈宝洲（南华大学机械工程学院湖南衡阳邮编：421001）摘要：本文逐次介绍了激光熔覆技术的原理、特点、材料体系、激光熔覆存在的问题、激光熔覆层裂纹产生的原因及防止措施，阐述了其工业应用，最后分析了其发展趋势。
关键词：激光熔覆；材料体系；应用Laser cladding technology research and ApplicationChen Baozhou(College of Mechanical Engineering, University of South China, Heng Y ang, 421001, China) Abstract: This paper introduces the technology of laser cladding by the principle, characteristics, material system, the problems of laser cladding, laser cladding crack causes and prevention measures, and expounds its application in industry, finally analyzes its development trend.Key words: laser cladding; material system; application1 引言激光熔覆技术是一项新兴的零件加工于表面改型技术。
具有较低稀释率、热影响区小、与基面形成冶金结合、熔覆件扭曲变形比较小、过程易于实现自动化等优点。
激光熔覆技术应用到表面处理上，可以极大提高零件表面的硬度、耐磨性、耐腐蚀、耐疲劳等机械性能，可以极大提高材料的使用寿命。
同时，还可以用于废品件的处理，大量节约加工成本。
激光溶覆应用到快速制造金属零件，所需设备少，可以减少工件制造工序，节约成本，提高零件质量，广泛应用于航空、军事、石油、化工、医疗器械等各个方面。
西安文理学院本科毕业论文（设计）
西安文理学院本科毕业论文（设计）
ABSTRACT
FV520B stainless steel is a kind of special steel, which is widely used in the aspects which have high demandon the surface property of material, especially the wear-resisting property. In order to improve the wear-resisting of the material, this graduation design adopts laser cladding technology to make nickel base alloy coatings of different laser power and different scanning speed on FV520B steel samples. In addition, the influence laser power and scanning speed ha ve on the wear resistance of cladding layer was analyzed by means of hardness, friction coefficient, and the wear-resisting property of the surface of laser cladding layer. The results show that the laser power and scanning velocity will influence the wear-resisting property of nickel base alloy of FV520B stainless steel. When the laser power is 2500W, and scanning speed is 6mm / s, the fusion covering effect of cladding layer and the wear-resisting property will be best. Key words : FV520B Stainless Steel, Laser Cladding ,Nickel Base Alloy
激光熔敷
1. 引言1.1 本课题的研究背景及意义激光熔覆技术（Laser cladding technology）是指在被涂覆机体表面上，以不同的添料方式放置选择的涂层材料，经激光辐照使之和机体表面薄层同时熔化，快速凝固后形成稀释度极低、与基体材料成冶金结合的涂层，从而显著改善机体材料表面耐磨、耐热、耐蚀、抗氧化等性能的工艺方法[1]。
按涂层材料的添加方式不同，激光熔覆技术可分为预置法和同步送粉法，如图1所示。
激光熔覆技术因具有应用灵活、耗能小，热输入量低、引起的热变形小，不需要后续加工或加工量小，减少公害等优点，近年来已在材料表面改性上受到高度重视[2]。
特别是上个世纪80年代以来，该技术得到了很大进步和发展。
激光熔覆的最终目的是改善材料的使用性能，使其更好地满足使用要求。
与堆焊、热喷涂和等离子喷焊等表面改性技术相比，激光熔覆具有下述优点：（1）熔覆层晶粒细小，结构致密，因而硬度一般较高，耐磨、耐蚀等性能亦更为优异；（2）熔覆层稀释率低,由于激光作用时间短，基材的熔化量小，对熔覆层的冲淡率低（一般仅为5％-8%），因此可在熔覆层较薄的情况下获得所要求的成分与性能，节约昂贵的覆层材；（3）激光熔覆热影响区小，工件变形小，熔覆成品率高；（4）激光熔覆过程易实现自动化生产，覆层质量稳定，如在熔覆过程中熔覆厚度可实现连续调节，这在其他工艺中是难以实现的。
由于激光熔覆的上述优点，它在航空、航天乃至民用产品工业领域中都有较广阔的应用前景，已成为当今材料领域研究和开发的热点。
图1.1 激光熔覆原理示意图1.2 本课题国内外研究现状激光熔覆技术的发展当然离不开激光器。
目前，激光器主要有3种：CO2激光器、YAG 固体激光器和准分子激光器。
国内外常用于激光熔敷的激光器主要有两种：一种是输出功率为0.5-10KW的CO2气体激光器，另一种是输出功率为500W左右的YAG固体激光器。
其中工业上用来进行表面改性的多为CO2大功率激光器。
激光熔覆案例研究报告
激光熔覆案例研究报告
激光熔覆是一种通过激光加热将覆盖材料熔化并喷涂到基材表面的技术。
它可以使基材表面得到增强，提高其耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳性。
以下是一些激光熔覆案例研究报告：
1. 激光熔覆在航空航天领域的应用：研究对比了使用传统熔覆方法和激光熔覆方法对航空航天零件表面性能的影响。
结果显示，激光熔覆可以提供更高的硬度和耐磨性，从而延长零件的使用寿命。
2. 激光熔覆在汽车制造领域的应用：研究分析了激光熔覆不同材料对汽车零件表面性能的影响。
结果显示，激光熔覆可以显著提高零件的耐蚀性和耐磨性，使汽车更加耐用。
3. 激光熔覆在能源领域的应用：研究探讨了使用激光熔覆技术改善能源设备表面性能的效果。
结果表明，激光熔覆可以有效提高能源设备的耐高温和耐腐蚀性能，从而提高设备的工作效率。
4. 激光熔覆在化工行业的应用：研究比较了使用激光熔覆和传统覆盖方法制备化工设备的性能差异。
结果显示，激光熔覆可以提供更均匀、致密的涂层，并且具有更高的抗腐蚀性能。
以上案例研究报告表明激光熔覆技术在不同行业的应用具有广泛的潜力，并且可以显著提高材料的表面性能。
随着激光技术的不断发展，相信激光熔覆技术将在未来得到更广泛的应用和研究。
激光熔覆毕业设计开题报告
设计方案的确定及论证
由于光的直线传播特性及实验室有限的科研 条件，需根据所加工修复的工件形状尺寸 来确定激光熔覆设备的运动方案及结构方 案。
耐磨板
耐磨板，即双金属复层耐磨钢板。
双金属复层耐磨钢板是专供大面积磨损工况 使用的板材产品，是在韧性、塑性很好的普通低 碳钢或者低合金钢表面通过堆焊方法复合一定厚 度的硬度较高、耐磨性优良的耐磨层而制成的板 材产品。
材料成型及控制工程（模具）专业 毕业设计（论文）开题报告
➢ 毕业设计（论文）题目 耐磨板激光熔覆设备设计及工艺 分析
➢ 学生姓名 敬泽润 ➢ 专业名称材料成型及控制工程（模具） ➢ 班 级08模具2班 ➢ 指导教师 高士友
目录
一． 毕业设计题目的背景 （一）激光 （二）激光熔覆
二． 毕业设计论文大纲 三． 设计方案的确定及论证
（一）耐磨板 （二）运动方案及结构方案的确定 四． 基本计算 五． 开题计划
开题报告
一． 毕业设计题目的背景
（一）激光
中文名称：激光 英文名称：laser 定义：由受激发射的光放大
产生的辐射。 应用科学：机械工程，光学
仪器，激光 器件和激光设备-激光器件一
般名词。
激光在各个领域的应用
激光应用广泛，主要有激光打标、 光纤通信、激光光谱、激光测距、 激光雷达、激光切割、激光武器、 激光指示器、激光矫视、激光美 容、激光灭蚊器、激光熔覆、激 光切割、激光焊接等等。
优点：梁的刚度可以保证。
缺点：激光射出方向必须沿Y轴，增加了光 路的长度使得激光质量降低影像加工质量
方案三：龙门式---工作台移动
激光熔覆技术范文
激光熔覆技术范文激光熔覆技术是一种将涂层材料加热至熔点，并在基体表面熔化粒子上堆积形成涂层的表面处理技术。
该技术以高能量密度激光束作为热源，瞬间将材料表面加热至熔点，然后以高速熔滴喷射和快速凝固的方式，将材料在基体表面熔覆成为一层均匀、紧密和致密的涂层。
激光熔覆技术在工程材料表面改性和修复领域具有广泛的应用。
通过选择不同的涂层材料，可以为基体表面提供不同的性能改善，如提高表面硬度、耐磨性、耐腐蚀性和耐热性等。
此外，利用激光熔覆技术可以进行表面修复，修复零件表面的裂纹和磨损，并恢复其功能。
1.高能量密度激光束的加热和快速冷却过程可以提供良好的熔滴喷射和凝固条件，使熔覆层具有均匀致密的微观结构，从而提高涂层的机械性能。
2.激光熔覆过程中熔滴的喷射速度非常快，可以达到几百米/秒的速度，这使得熔滴在与基体接触时形成较低的冷却速率，减少熔覆区域的热影响和组织变形，从而降低了熔覆过程对基体的热影响和残余应力。
3.激光熔覆技术具有很高的定位精度和控制能力，可以根据需要控制涂层的厚度、成分和微观结构，实现高精度的熔覆加工。
4.激光熔覆可以与其他加工方法相结合，如激光熔化沉积、激光合金化、激光熔化再结晶等，形成多种复合、功能、渗透涂层，进一步提高涂层的性能。
激光熔覆技术在航空航天、冶金、机械制造、电子、化工等行业具有广泛的应用。
例如，在航空航天领域，激光熔覆技术可以用于扩展和修复发动机涡轮叶片、液压气动密封件、涡轮叶片、航空轴承等高负荷零部件的使用寿命。
在冶金领域，激光熔覆技术可以用于提高金属材料的耐磨性、耐腐蚀性和耐高温性能，如汽车零件、煤矿机械部件等。
在机械制造领域，激光熔覆技术可以用于制备金属复合材料、修复零件表面损伤和磨损等。
然而，激光熔覆技术还存在着一些挑战和问题。
首先，激光熔覆设备的成本较高，对于大型或大量生产的应用来说，设备投资成本较高。
其次，激光熔覆技术在材料选择和成分设计方面还有一定的局限性。
目前，激光熔覆技术主要适用于金属材料和部分陶瓷材料，还无法广泛应用于复合材料等其他材料。
激光熔覆AlCrCoFeNi高熵合金涂层力_学性能及组织研究毕业论文 精品
毕业论文激光熔覆AlCrCoFeNi 高熵合金涂层力学性能及组织研究学生姓名： 学号：系 部：专业：指导教师：二〇一三年六月诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。
本人签名：年月日毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目：激光熔覆AlCrCoFeNi高熵合金涂层力学性能及组织研究系部：专业：学号：学生：指导教师（含职称）：专业负责人：1．设计（论文）的主要任务及目标本文主要研究AlCrCoFeNi五主元合金的力学性能及组织。
选取原材料Al、Cr、Co、Fe、Ni，其纯度为99.5%以上，按摩尔比为1:1:1:1:1配置合金，用激光熔覆铸AlCrCoFeNi高熵合金。
研究合金铸态与退火态的力学性能及组织，主要包括材料的硬度、耐磨性以及组织。
通过对其各个力学性能的实验研究，总结出其对应的力学变化规律，找出综合力学性能较好的元素配比，进而进行高熵合金喷涂实验的研究。
2．设计（论文）的基本要求和内容1.了解高熵合金研究的背景，目的及意义2.了解制备熔炼高熵合金的过程以及其元素配比3.掌握测试维氏试验硬度设备的原理、操作，了解其注意事项4.通过实验获得并分析高熵合金相应的力学性能，找出其规律5.整理材料，撰写论文3．主要参考文献[1]叶均蔚，陈瑞凯，刘树均.高熵合金的发展概况[J].工业材料杂志，2005，224:71-79[2] 刘源，李言祥，陈祥，等.多主元高熵合金研究进展[J].材料导报，2006，(20):4-7[3]郭卫凡.多主元高熵合金的研究进展,金属功能材料第16卷。
第l 期,2 0 0 9 年2 月。
[4]朱海云, 孙宏飞, 李业超.多主元高熵合金的研究现状与发展前沿.第9 期,2008。
[5]梁秀兵, 魏敏, 程江波等.高熵合金新材料的研究进展.材料工程,2009，12:75-79.[6]刘源，李言祥，陈祥，等。
激光熔覆技术研究
熔覆材料应具有高的硬度、耐磨性、抗疲 劳性和抗冲击性。
激光熔覆材料的制备方法
粉末冶金法
将金属粉末、非金属粉末或复 合粉末按照一定的比例混合， 经过压制、烧结和熔炼等工艺
制备成熔覆材料。
热喷涂法
将熔覆材料加热至熔融状态，通 过高速气流将其喷射到基体表面 形成熔覆层。
激光熔覆法
将熔覆材料放置在基体表面，通过 激光照射使熔覆材料和基体表面同 时熔融，并快速凝固形成熔覆层。
激光熔覆技术可以制备多种涂层材 料，如合金、陶瓷等，以满足不同 材料的表面改性和修复需求。
激光熔覆技术可以控制涂层成分和 组织结构，以满足不同应用需求。
激光熔覆技术具有非接触式加热和 快速冷却等特点，可以减少工件变 形和热影响区，提高工件性能和精 度。
激光熔覆技术的应用范围
激光熔覆技术可以用于各种机 械零件的表面改性和修复，如 发动机、液压系统、传动系统 等。
激光熔覆层的力学性能
硬度
激光熔覆层的硬度通常比 基材高，这有助于提高材 料的耐磨性和耐腐蚀性。
韧性
激光熔覆层的韧性也得到 改善，降低了材料的脆性 ，提高了材料的抗疲劳性 能。
抗高温性能
由于激光熔覆层的熔点较 高，因此具有较好的抗高 温性能，可以在高温环境 下使用。
激光熔覆层的耐磨性能
耐磨性
01
激光熔覆层具有较好的耐磨性，可以有效地保护基材免受磨损
激光熔覆工艺中的问题及解决方法
气孔
气孔是激光熔覆中常见的缺陷之一，主要由熔池内气体 逸出形成。解决方法包括提高保护气体的纯度和流量， 降低熔池温度等。
裂纹
由于激光熔覆过程中熔池快速凝固，产生较大的内应力 ，可能导致裂纹产生。解决方法包括优化工艺参数，降 低冷却速度，增加涂层厚度等。
科技成果——一种具有优异抗腐蚀磨损的合金涂层激光熔覆技术
科技成果——一种具有优异抗腐蚀磨损的合金涂层激光熔覆技术所属领域装备制造、新材料适用范围在腐蚀环境（包括海水）下服役的零部件，常常遭受严重的腐蚀磨损。
不锈钢虽然具有良好的耐蚀性，但常常不能满足苛刻的抗腐蚀磨损要求。
为此本课题提出在不锈钢表面激光熔覆一种铁基合金，形成冶金结合、无裂纹和孔洞的合金涂层，并通过对不锈钢表面成分及组织结构的调控，以较低的成本大幅提升其抗腐蚀磨损性能。
成果简介为了能够满足在腐蚀环境下的抗腐蚀磨损要求，零部件常常采用不锈钢制造。
而苛刻的腐蚀磨损工况下，不锈钢及一些传统的涂层材料难以满足使用要求。
针对现有技术存在的问题，本课题一种应用于腐蚀环境下的金属涂层的激光熔覆制备方法。
根据基体材料设计涂层合金成分，通过打底层等工艺手段调控涂层的合金成分。
然后通过利用激光束的高能量密度，将不锈钢和一层薄的铁基非晶粉末熔融，并经相互渗透和扩散互熔形成一种多相结构的复合涂层。
该合金涂层呈冶金结合、无裂纹和孔洞。
再采用添加剂及熔覆工艺方法调控涂层的合金成分及组织结构，形成具有比不锈钢更加优异的减磨性、耐磨性、耐腐蚀磨损性。
关键技术采用市售铁基非晶粉末（纯度99.9%，粒径200-325目）为原始材料，其各元素原子百分比分别为Fe：50-60%，Mo：7-15%，Cr：4-9%，Si：3-6%，Al：3-6%，Y：2-5%，Co：2-5%。
采用GD-ECYW300型脉冲式光纤激光器对所制备好的粉末进行激光熔覆。
峰值功率5.0-6.0kW，熔覆速度160-200mm/min，频率8-16Hz，并在熔覆过程中使用氩气做保护气沿激光加工方向吹气保护。
所制备的合金涂层在Ringer’s腐蚀性溶液中，10N载荷下的摩擦系数非常低（前期低于0.1），说明所制备的涂层有很好的自润滑作用。
与316L不锈钢相比，该涂层的摩擦系数降低35%，磨损率仅为316L的1/3。
NaCl溶液下腐蚀磨损后的形貌照片（左为316L不锈钢，右为合金涂层）。
浅谈激光熔覆技术
Hua chao Liuzhou railway vocational and technical college，Liuzhou Guangxi 545616 Abstract The Laser cladding, as one of the advanced surface treatment technologies, can rapidly melt and solidify the cladding material and the matrix simultaneously by irradiating the cladding material with high energy laser beam, forming a good metallurgical bond with the matrix, which can obviously improve the hardness, strength and wear resistance of the material. In the paper,the Laser cladding technology is mainly studied. Keywords Laser cladding; Surface treatment; Material; Hardness; Strength
参考文献 [1] 张永康,周建忠,叶会霞,等.激光加工技术M].北京:化学工业出版
社,2006:27. [2] 张光钧,吴培桂,许佳宁,等.激光熔覆的应用基础研究进展[J].金
属热处理,2011,36(1):5-13. [3] 孙会来,赵方方,林树忠,等.激光熔覆研究现状与发展趋势[J].激
激光熔覆技术方案
1.激光熔敷技术优势1、激光熔敷加工精度高，易于实现近净成形和后续精加工。
如果采用TIG堆焊，堆焊的宽度与高度不易控制，后续精加工余量过大，且热影响区大,如果工件薄而小，易产生变形。
2、激光熔敷加工易于数字化控制，可加工几何形状复杂的零部件。
若采用手工焊接，在稳定性和质量上都无法满足要求。
3、采用高效的自动化激光熔敷技术，可以有效地减小热影响区，杂质夹杂，气孔，降低叶片裂纹的产生，而且产品的一次合格率可以稳定在95%以上，而采用传统标准工艺(TIG堆焊)则相差甚远。
4、激光熔敷可以在氢气保护下进行，而无需真空环境。
与电子束堆焊相比，加工效率更高，设备维护更方便。
2.激光熔覆技术在行业中的应用1、涡轮动力设备修复和改造在冶金、石油、化工、电力、铁路、船舶、矿山、航空等国民经济支柱产业中使用着大量的涡轮转动设备，例如：汽轮机、离心压缩机、轴流风机、螺杆压缩机、高炉透平发电TRT、烟气轮机、发电机、往复式压缩机、飞机发动机、地面燃机、水轮机、制氧机、水泵、柴油机、工业透平、增速机等等。
特别是70年代末以来引进的大量进口涡轮转动设备（机组），经过长周期各种工况条件下服役，因腐蚀、磨损和疲劳等因素，所有设备（机组）均存在着使用中的损伤失效，有的则处在报废或即将报废状态。
而常规的技术和工艺方法不能，也不敢动及这些关键的、价值贵重的设备（机组），稍有失误将造成设备（机组）失效和破坏，从而带来的是潜在的巨大的产值和经济损失。
在钢铁冶金行业，涡轮转动设备（机组）是提供能源和动力的载体。
钢铁企业拥有的各种规格进口和国产的轴流压缩机（风机），单级、多级离心鼓风机、引风机、除尘风机、H型氧压机、氮压机、螺杆压缩机、自备电厂的各种型号汽轮机、高炉能量回收使用的单级、双级透平发电TRT机组、各种发电及电动机、大型水泵等涡轮动力设备。
再制造工程技术为这些重大关键设备（机组）提供了安全可靠，质量保障，性能稳定提升的综合技术。
激光熔覆仿形技术和激光快速成形技术在这些关键设备和零部件修复及再造应用，又使再制造工程技术得到发展。
激光激光熔覆技术
为了研究模具钢熔覆层的磨损性能， 采用铁基粉在40Cr钢表面进行激光熔 覆，以激光熔覆层为上试样，GCr15 钢珠为下试样，采用HT—500磨损试 验机进行摩擦磨损实验，并与40Cr基
体的磨损性能相对比，利用表面形貌 仪测量磨痕深度和宽度。
基 体 材 料 为 40Cr ， 正 火 态 ， 试 样 制 成 直 径 50mm、高10mm的圆盘；对磨材料为GCr15， 由于铁基合金粉末与40Cr钢具有较好的相容性， 激光熔覆材料采用铁基合金粉末。
由于激光熔覆技术在激光熔覆理论、 物理数学 模型，合金材料、工艺参数、涂层组织性能研究, 设备自动化、柔性化、熔覆过程监控，专用功能部 件研制以及生产应用等方面取得了重要进展。因此， 激光熔覆技术不仅引起西方各国的注意，同时也受 到了国内的广泛重视，被广泛地应用于航天、汽车、 石油、化工、冶金、电力、机械、工模具和轻工业 等领域。比如以这样的一个实验为例说明激光熔覆 技延长发生显 著的变化。从图4(b) 可见：当载荷为400 g, 磨损 时间超过35min后，摩擦系数随磨损时间的增加 而逐渐增大，呈现上升的趋势；当载荷增加到 500 g 时，摩擦系数较大，比300 g 时的摩擦系数 增加了75%, 而平均摩擦力约为原来的2. 9倍；当 时间达到40 min 后才进入稳定磨合期；当接近60 min 时，摩擦系数急剧变化，表明磨损过程已进 入严重磨损阶段，整个磨损过程不平稳。
载荷小于250g时，相同载荷下，基体的摩擦系数 小，这是由于正火态下的40Cr 钢正火组织具有较 好强度和硬度，具有较好的耐磨性能。在进行激
光熔覆之后，由于残余奥氏体影响抗磨损能力，
在低应力磨损下，残余奥氏体没有显著的加工硬 化，耐磨损性能较低，故载荷低于250 g 时， 残 余奥氏体使得磨损性能下降，摩擦系数反而较基
激光熔覆技术
激光熔覆的两大主要作用
国外研究现状
• 国外对激光熔覆加工始于上世纪80年代，比我国早十年左右的时间，国外的研究主要集中在 下面三个地区： 1）欧洲（德国、英国、芬兰、法国、瑞典、葡萄牙） 2）北美（美国） 3）亚洲（日本、澳大利亚、新加坡）
国内研究现状
4.在激光熔覆过程中，添加某种金属元素，对特定合金组织形成的影响。 5.扫描速度对熔覆层硬度和厚度的影响。 6.激光熔覆制备金属基复合涂层以提高机械性能。 7.Mg表面熔覆金属材料涂层的机械性能。 8.激光熔覆设备的研究。
激光熔覆设备
激光熔覆工艺
• 激光熔覆按熔覆材料的供给方式大概可分为两大类，即预置式激光熔覆和同步式激光熔覆。 • 预置式激光熔覆是将熔覆材料事先置于基材表面的熔覆部位，然后采用激光束辐照扫描熔化，
熔覆材料以粉、丝、板的形式加入，其中以粉末的形式最为常用。 • 同步式激光熔覆则是将熔覆材料直接送入激光束中，使供料和熔覆同时完成。熔覆材料主要
参考文献
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• 成本的节约 例如：1.如果一个工件需要得到钛的性能，但是用钛合金材料制造整个工件成本又太高，有了 激光熔覆就可以把钢作为工件的材料，然后再工件上熔覆一层钛合金，这样就既节约了成本 又使工件具有钛的性能。 2.在电触头行业，在铜基体上激光熔覆厚度小于0.02mm粉末银涂层代替对人体有害的 电镀工艺，减少对贵重金属的浪费，生产效率大大提高。
球墨铸铁表面激光重熔工艺试验毕业论文
球墨铸铁表面激光重熔工艺试验毕业论文目录摘要 (1)ABSTRACT (2)1 绪论 ................................................ 错误！未定义书签。
1.1 球墨铸铁 (1)1.1.1 球墨铸铁的发展 (2)1.1.2 球墨铸铁的分类 (4)1.1.3 球墨铸铁的基体组织 (6)1.1.4 球墨铸铁的机械性能 (8)1.1.5 球墨铸铁表面改性 (10)1.2 激光重熔技术 (11)1.2.1 激光重熔的特点 (12)1.2.2 激光重熔工艺参数的选择 (14)1.2.4 激光重熔技术工业应用实例 (15)1.3 实验的目的和意义 (15)2 实验材料及方法 (17)2.1 实验材料 (17)2.2 实验仪器 (17)2.3 实验过程 (17)2.3.1 线切割 (17)2.3.2 激光重熔 (17)2.3.3 镶嵌 (19)2.3.4 预磨与抛光 (19)2.3.5 腐蚀 (20)2.4 宏观形貌与显微组织分析 (20)2.5 显微硬度测试 (20)3 结果与分析 (21)3.1 激光重熔显微组织金相分析 (21)3.2硬度分析 (28)参考文献 (32)致谢 (35)摘要球墨铸铁是一种高强度的铸铁材料，由于其应用广泛的机械性能、成本低廉、工艺简单等优点，球墨铸铁已迅速发展为产量仅次于灰铸铁的铸铁材料。
虽然球墨铸铁铸件已经在所有主要的工业领域中得到广泛的应用，但是由于球墨铸铁的硬度较低，耐腐蚀性能亦较差等缺点，在很大程度上都限制了球墨铸铁的应用，而对球墨铸铁表面进行激光重熔工艺处理，可以有效提高球墨铸铁表面的硬度、耐腐蚀性和耐高温性等，将大大扩展球墨铸铁铸件的应用范围，是一种有着广大前景的工艺。
本文用功率为1500 W、2000 W和2500 W的光纤激光束（光斑直径为5 mm×5 mm），以6 mm/s的扫描速度辐照珠光体球墨铸铁表面，然后用VHX-600K型超景深三维数码显微分析仪观察了激光辐照后珠光体球墨铸铁表面重熔层及热影响区的微观组织，用HXD-1000TM/LCD自动转塔数显显微硬度计测量了珠光体球墨铸铁表面激光重熔层横截面的显微硬度。
浅谈激光熔覆技术
浅谈激光熔覆技术激光熔覆技术是一种应用于材料表面强化的新型技术，通过激光束对材料表面进行加热熔化，然后快速冷却形成涂层。
涂层与基材之间的结合强度比其它表面强化方法高出很多，可有效提高材料的硬度、磨损抗力、腐蚀抗力、耐高温性能等重要性能。
目前，激光熔覆技术在航空航天、军工、汽车、船舶、模具等领域已经得到广泛应用。
激光熔覆技术具有熔覆效率高、加工精度高、可控性好、能够加工复杂曲面等优点。
它的基本加工流程通常包括：先将材料表面处理干净，再将零部件和涂层材料装配到激光熔覆机上，调整好激光加工参数，启动机器开始加工，完成后进行涂层质量检验和表面处理，最后进行后续加工和组装。
激光熔覆技术中涂层材料的选用是非常重要的，不同的应用领域需要选择不同的涂层材料，通常可分为金属、陶瓷、各种复合材料和金属基复合材料等。
在具体涂层材料的选择上，必须考虑到涂层与基材之间的化学惰性、熔点、热膨胀系数、热导率等因素，以保证涂层的质量和稳定性。
激光熔覆技术的应用非常广泛且不断拓展，如在汽车领域，可以应用在汽车零部件表面的熔覆、堆焊、修复和再制造等方面；在军事领域，可以用来加工航空发动机涡轮叶片、航空发动机减振器零件、坦克炮管等高端装备的制造；在船舶领域，可以降低水下部件的摩擦阻力，增加船体的维修寿命；在机床领域，可以用来加工大型曲面零部件等等。
然而，激光熔覆技术还存在着一些问题和挑战。
首先，涂层与基材之间的化学亲和性和相容性需要更好地解决，以确保涂层在使用过程中的粘附力和磨损耐久性。
其次，在加工过程中需要更好地解决激光束的热影响和温度场分布的影响，以确保整个涂层的均匀性和稳定性。
此外，目前激光熔覆技术的成本还比较高，需要不断进行技术创新和优化，以降低成本并提高效率。
综上所述，激光熔覆技术未来有望成为一种重要的表面强化技术，其在强化材料表面性能、提高材料使用寿命和降低成本方面具有广阔的应用前景。
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1. 引言1.1 本课题的研究背景及意义激光熔覆技术（Laser cladding technology）是指在被涂覆机体表面上，以不同的添料方式放置选择的涂层材料，经激光辐照使之和机体表面薄层同时熔化，快速凝固后形成稀释度极低、与基体材料成冶金结合的涂层，从而显著改善机体材料表面耐磨、耐热、耐蚀、抗氧化等性能的工艺方法[1]。
按涂层材料的添加方式不同，激光熔覆技术可分为预置法和同步送粉法，如图1所示。
激光熔覆技术因具有应用灵活、耗能小，热输入量低、引起的热变形小，不需要后续加工或加工量小，减少公害等优点，近年来已在材料表面改性上受到高度重视[2]。
特别是上个世纪80年代以来，该技术得到了很大进步和发展。
激光熔覆的最终目的是改善材料的使用性能，使其更好地满足使用要求。
与堆焊、热喷涂和等离子喷焊等表面改性技术相比，激光熔覆具有下述优点：（1）熔覆层晶粒细小，结构致密，因而硬度一般较高，耐磨、耐蚀等性能亦更为优异；（2）熔覆层稀释率低,由于激光作用时间短，基材的熔化量小，对熔覆层的冲淡率低（一般仅为5％-8%），因此可在熔覆层较薄的情况下获得所要求的成分与性能，节约昂贵的覆层材；（3）激光熔覆热影响区小，工件变形小，熔覆成品率高；（4）激光熔覆过程易实现自动化生产，覆层质量稳定，如在熔覆过程中熔覆厚度可实现连续调节，这在其他工艺中是难以实现的。
由于激光熔覆的上述优点，它在航空、航天乃至民用产品工业领域中都有较广阔的应用前景，已成为当今材料领域研究和开发的热点。
图1.1 激光熔覆原理示意图1.2 本课题国内外研究现状激光熔覆技术的发展当然离不开激光器。
目前，激光器主要有3种：CO2激光器、YAG 固体激光器和准分子激光器。
国内外常用于激光熔敷的激光器主要有两种：一种是输出功率为0.5-10KW的CO2气体激光器，另一种是输出功率为500W左右的YAG固体激光器。
其中工业上用来进行表面改性的多为CO2大功率激光器。
近年来，华中科技大学、中国科学院、清华大学、西北工业大学等国内多家单位在激光熔覆设备及过程控制方面做了许多研究工作，如华中科技大学激光加工国家工程研究中心已相继成功研制出500 - 10000W大功率CO2气体激光器、100-500W固体激光器等系列激光产品，中科院则开发出集成化激光智能加工系统，清华大学激光加工研究中心已研制出各种规格的同轴送粉喷嘴和自动送粉器等。
在激光熔覆技术上，国内的研究主要表现在以下几个方面：1.激光熔覆同轴送粉器以及利用CCD红外检测激光熔覆温度场，如天津工业大学杨洗尘教授[3]；2.激光熔覆制备耐磨涂层[4]；3.激光熔覆工艺参数的研究；4.激光熔覆过程中添加某重金属元素对特定合金组织的影响[5]；5.扫描速度对熔覆层硬度和厚度的影响[6]；6.激光熔覆制备金属基复合涂层以提高机械性能[7]；7.Mg表面熔敷不同金属材料涂层的机械性能[8]；国外的研究状况：国外对激光熔覆技术的研究其实与上世纪80年代，比我国早十年左右，国外的研究主要集中在欧洲、北美和亚洲。
欧洲的主要研究内容包括：1.对激光熔覆过程的基础研究与理解，如葡萄牙先进技术研究所和英国利物浦大学，如图2；2.激光熔覆制备金属基复合涂层以提高机械性能[9]；3.激光熔覆恢复零件和工具性能[10]；4.激光熔覆过程显微裂纹和残余应力分布[11]，如图3；5.激光熔覆涂层电化学性质[12]；6.Mg合金表面激光熔覆显微组织性能[13]。
北美在激光熔覆领域的主要研究内容包括:(1)激光熔覆耐磨工具钢制造切割和冲压模具,如密歇根大学；(2)激光熔覆TiB2制备耐磨涂层,铝基材料激光熔覆铜合金,如田纳西大学。
亚洲在激光熔覆领域主要研究内容包括：(1)激光熔覆应用于增强零件机械性能,如日本丰田、尼桑汽车公司和三菱公司等；(2)激光熔覆制备增强金属基复合材料涂层，如新加坡南洋理工大学等；(3)激光熔覆过程显微裂纹和残余应力,如日本名古屋大学Guojian Xu,Munaharu Kutsuna等,通过化学成分不变(CCCMLC)和化学成分成梯度分布(FGMMLC)多层熔覆层不同的方法,在碳钢JIS-SM400B表面熔覆钨铬钴合金和WC合金熔覆层,指出显微裂纹产生的敏感性FG-MMLC低于图1.2 熔化区与凝固区的形状模型图1.3 残余应力分布曲线CCCMLC[14]。
然而，无论是国内还是国外,对激光熔覆的研究只是限于在各种各样的基体材料上熔覆各种各样材料或几种混合熔覆材料的熔覆,而后对激光熔覆层显微结构、组织、显微硬度、耐磨性以及耐腐性等性能进行定性研究,指出这些性能均得到了提高;有些学者在激光熔覆加工过程中对某种材料所采用不同的工艺参数(如激光扫描速度不同、激光功率不同等参数)条件下进行激光熔覆加工,而后对熔覆层进行比较,指出这种材料的最佳激光熔覆工艺参数。
且激光熔覆加工过程工艺参数的确定每次均是通过几次实验来确定,而对不同工艺参数(激光功率、功率分布、激光扫描速度、光束直径、搭接率、外部环境影响、有无辅助气体及种类成份、熔覆材料特性)的条件下,对激光熔覆加工系统稳定性和加工过程参数作用规律和决策机制、从定性认识到定量的控制研究以及激光熔覆高精度高质量加工系统信息的获取、处理、融合研究较少。
伴随着计算机技术的不断发展和进步，激光熔覆技术也在朝着自动化、智能化的方向迈进[15]。
1.3 本课题要研究或解决的问题及采用的研究手段要解决问题钛合金由于具有密度低、比强度高、抗蚀性优异、高温机械性能好等突出优点，在航空航天领域具有广阔的应用前景。
但是钛合金存在摩擦系数高，耐磨性差等缺点，严重限制了钛合金作为摩擦磨损副零部件的应用。
因此，采用先进的表面改性技术直接在钛合金表面制备耐磨涂层是解决上述问题的有效办法。
TiC是一种低密度、高熔点、高弹性模量的陶瓷材料。
由于其具有较低的反应生成自由能，因而是一种很有潜力的以抗磨料磨损为目标的颗粒增强金属基复合材料的硬质相。
本文要解决的问题是如何通过合理控制熔覆过程中的各项工艺参数（如激光功率、光斑直径、扫描速度、作用时间、搭接率等）在钛合金表面涂覆TiC，以形成耐磨涂层，达到较好的熔敷效果并控制裂纹的产生。
采用方法1.选用BT9钛合金作为试样，试样尺寸为18mm×18mm×33mm.用平均直径140μm的TiC丝材在氩气保护的氛围下进行同步送丝熔覆，控制每次只有一个参数发生变化。
2.在MM-200型摩擦磨损试验机上进行摩擦磨损试验，试样尺寸10mm×10mm×10mm.用精度为0.1mg的Sartorius BS 110s型电子天平称量试样及标样的质量磨损。
3.通过减小温度梯度的方法（如正火、退火）或使用超声波震动的方法减少或控制裂纹的产生。
2. 激光与材料的相互作用2.1 原理概述激光加工主要是利用激光的热能，激光加工的热源是高辐射强度的激光束。
激光束经由光学系统聚焦后，其焦点的功率密度为104-1011Wcm-2。
被加工工件置于激光焦点附近进行加热，所以，激光加工的过程实际上就是高轻度的激光束与工件表面相互作用的过程。
激光束投射在材料表面时，部分能量被反射，部分被吸收，部分被传递出去，具体情况取决于材料类型和激光波长。
在到达材料表面的光能中，被材料吸收的那部分能量是对材料加工有用的[16,17]。
光能以电子和原子的振动激发形式被吸收，并转化为热能，扩散至临近原子。
随着吸收的光子越来越多，材料温度不断升高，从而提高光能吸收的比例。
该过程可引发连锁反应，使温度在极短时间内（焊接中通常为一毫秒内）急剧升高。
温度升高的速度取决于材料中能量吸收与能量消散之间的比例。
光吸收长度是指光子能量被吸收导致光束强度降低至原来的1/e (37%)时光束传播的距离。
该距离内材料吸收能量转化的热能扩散距离为L = [4Dt]1/2,其中L为扩散距离，D为热扩散率，t 为激光的脉冲宽度。
如果热扩散距离远大于吸收长度，激光光斑处的温度升高将很有限。
相反，如果扩散距离小于吸收深度，温度将急剧升高，导致材料熔化，甚至汽化。
要达到预期的效果，无论是加热、软焊、焊接、钻孔、打标、切割还是微加工，工程师都必须选择合适的激光波长和脉冲宽度。
它们大致上可以分为以下几个范围：脉冲宽度为10ms左右，聚焦功率密度为104Wcm-2作用于金属表面时，金属表面主要产生升温、相变现象，此现象主要用于激光表面硬化热处理；脉冲宽度为数毫秒，聚焦功率密度在104-107Wcm-2范围内作用于金属表面时，金属材料主要产生升温、熔化和热应力波现象，该现象主要用于激光焊接和激光合金化的表面处理；当脉冲宽度在0.1ms左右，激光功率达到108Wcm-2时，金属材料中除了产生升温和熔化外，主要是汽化，同时还存在着激波和骇波的冲击，这些现象主要用于激光打孔、切割、划片和微调工艺。
当光吸收深度与热扩散距离相等时，可以达到一个临界值，可根据该值选择特定频率激光的脉冲宽度。
表一列出了使用248nm波长激光时限制热扩散所需脉冲宽度的计算结果。
由于各种金属的吸收深度接近，脉冲宽度的差异主要取决于扩散距离间的差异。
例如，不锈钢与镍相比导热性较差，因此进行微加工时可以使用较长的脉冲宽度；另一方面，与镍相比，硅导热性更好，因此烧蚀时需要较短的脉冲宽度。
人们认为，采用飞秒脉冲时，由于功率密度高、时帧短，激光与材料间的相互作用发生在多光子非线性过程中。
此过程极为迅速，因此可以认为光束实际上一瞬间即可去除表面的原子，而不影响临近原子。
由于飞秒激光不会在暴露表面上留下扰动层，因而适合微加工。
表2.1对于烧蚀来说，所用脉冲宽度必须小于表I中计算的临界值，但这样还不够。
还必须保证脉冲具有足够的能量，以便每个脉冲都能加热足够体积的加工材料。
对于一定的脉冲能量来说，随着脉冲时间的缩短，热量越来越被局限在激光光斑附近,逐渐产生加热、熔化、烧蚀、最终达到汽化的效果。
选定合适的波长后，就要确定脉冲能量和脉冲宽度的组合，从而确定材料加工的类型。
尽管激光与材料间的相互作用基本相似，但不同材料如金属、陶瓷、玻璃和塑料还各有不同的特点。
图1显示了金属、塑料、陶瓷和玻璃的吸收长度-波长曲线。
激光加工与电子束加工、等离子束和一般的机械加工相比较，具有以下特点：1）激光束的激光焦点小，功率密度大，能加工一些高熔点、高强度的合金材料，也能加工如陶瓷、金刚石、玻璃之类的非金属硬脆性材料以及其他的一些普通工艺难以加工的材料；2）激光热加工是无接触加工，不需要钻头、刀具和冲压模具等工具。
没有磨损工具，断裂和调换工具等问题。
故激光束是一种永久锋利的、多用途的、能把材料加工成任意形状的机械加工工具；3）激光热加工自动化程度高，可用计算机进行控制，加工速度快，功效高，可方便地进行任何复杂形状的加工；4）激光热加工的热影响区小，材料变形小，不需要后续处理；5）激光处理不需要淬火介质，无公害，有利于保护环境；6）激光可以透过玻璃加工真空容器内的工件以及处于复杂结构位置的工件；7）激光热加工与电子束加工相比，不需要严格的真空设备，操作方便。