4140钢材料的表面硬化
高功率半导体激光器在热处理的应用
相对于其他方式，火焰热处理和感应加热处理，利用激光对材料进行淬火处理，材料的变形会很小。可以说，激光热处理是目前热处理技术中最为先进的。同时，火焰淬火加工的材料的重复误差会比较大，同时也需要冷却的过程，还有对环境产生的污染。而感应淬火也需要比较长的冷却过程，由于热渗透的作用很大，局部变形也会较大。而激光淬火采用激光束直接在瞬间将材料表面加热到所需要的温度，没有任何的激光辐射会溢出光斑范围。由于激光对材料的加热仅仅限于工件表面，所以这种处理方式对工件体积重量的限制比较小。激光热处理加工的最大优势就在于加工的速度很快。而且由于热处理的表面会对工件产生一定的收缩压力，使得不仅仅是提高了工件的耐磨性，也提高工件的抗疲劳的能力。
而高功率的半导体激光器则是激光热处理的最为理想的光源。和二氧化碳激光以及Nd:YAG相比，半导体激光器很自然的就能够产生方形的均匀化的光斑，而其他激光器则需要如柱面透镜等复杂的光学器件对光束进行整形。而800nm波长的激光正处于金属材料的高吸收范围，这样也减少了为了增加热处理工件对激光吸收率的问题而需要对工件进行预涂得工序。同时我公司的ISL
4140钢材料的表面硬化。
高功率的半导体激光器的主要作用之一就是在需要100%硬化处理的工件进行大面积的激光热处理。然而，在已经处理过的区域和新处理的区域之间的搭界带上会产生回火的效果，这样会使得该区域的硬度会稍微低于硬化处理的其他区域。我们进行了大量的试验通过控制能量密度以及其他参数，最终我们能够确认在相邻两条热处理带之间距离在
Figure 6: This sample was produced by shifting the beam
to produce the second pass. The region marked A is untempered martensite. B marks
the region in which the martensite is tempered. C indicates the base metal
(2% Nital etch, 50X magnification).
1000W光纤耦合半导体激光器
焊接头
熔覆头
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