激光相变硬化工艺参数讲解

作业思考题
1、影响激光相变效果的主要工艺参数有哪些？ 2、在对试样进行激光相变强化时，为什么采用正离焦，而 不采用负离焦？
光斑尺寸
光斑尺寸靠调整聚焦系统的离焦量而实现，因而也有在工作中以离 焦量作为工艺参数。一般选用正离焦。
激光功率和扫描速度相同时，光斑尺寸越大，功率密度越低，硬化 层越浅；反之，光斑尺寸越小，功率密度越高，硬化层越深。
扫描速度
激光功率一定和其他条件相同时，扫描速度越低，激光在工件表
面工作时间越长，温度就越高，硬化层越深；反之，扫描速度越快， 硬化层越浅。
扫描速度越大，生产效率越高！
此外，还需注意辅助气体的保护作用。为防止各种光学零件的污
染，在激光硬化过程中需通压缩空气或N2气保护。对易氧化工件的
表面应通Ar气或N2气保护。
小 结
1、影响激光相变硬化的主要工艺参数：激光功率、光 斑尺寸、扫描速度等 2、硬化层深度与激光功率成正比，与光斑尺寸、扫描 速度成反比。 3、功率密度 = 激光功率/光斑面积
激光相变硬化工艺参数
课程：激光表面改性技术
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主讲教师：林继兴
激光相变硬化工艺参数
教学目标 通过本次课程的学习，掌握激光相变硬化工艺参数之间的 相互关系
激光相变硬化的工艺参数
工艺参数： 激光输出功率P、光斑尺寸D、扫描速度v 三者作用反映了硬化过程的温度及作用时间 硬化层深度与激光工艺参数的关系：
适当的选择与调整工艺参数，可以获得最佳的硬化效果
激光功率密度
P W S
W：激光功率密度
S： 平均光斑面积 P： 激光功率
影响激光质量的决定因素：功率密度和照射时间
因此，指定激光硬化工艺参数前需先确定三个参数：
激光功率、光斑尺寸和扫描速度
激光功率
1、功率选择 激光功率越大，硬化层越深；或者要求一定深度的情况下，可以 获得面积较大的硬化层 2、光束模式 1）高斯模式：光斑能量高于边缘，造成硬化层深浅不一，可能会 出现局部熔化 2）多模输出：能量分布均匀