激光表面处理有哪些种类

激光出现后，利用激光对材料和工件表面进行设计和改性，已经非常精妙。传统的金属材料表面处理研究由来已久，但操作繁琐肮脏，性能控制过于粗糙。而利用激光束快速、局部加热工件，实现局部紧急加热或冷却，可以在大气、真空等环境下进行加工。不同材料的表面处理技术可以通过改变激光参数来解决。工件变形很小，是一种非接触式的加工方法。根据表面处理的目的，它分为表面改性处理（包括激光上釉、激光重熔、激光合金化、激光涂层）、激光改性处理、激光去除处理（如激光清洗）。

一、激光打标和激光表面涂层

1、激光打标技术是激光加工中最大的应用领域之一。现在市场上有适用于各种材料的激光打标设备。激光打标激光器通常为近红外，利用快速脉冲在材料表面产生可见的标记。标记的深度和图案均可由计算机控制。例如，在不同金属表面打标、在玻璃上打标、在光纤上打标，不同材料的打标脉冲宽度、脉冲速度、温度等级都有相应的标准。

2、激光表面起毛处理。激光连续波不易控制材料表面起毛，密集型打标的表面起毛容易控制，根据不同的要求，可以使用毫秒脉冲、皮秒脉冲、或飞秒脉冲都可以达到更好的施工效果。

在材料表面起毛处理中，值得一提的是如何解决冷轧钢板表面粗糙或有花纹的要求，因此人们对冷轧辊的表面也有这些要求，同时也要求辊子的使用寿命长。最好的加工方法就是对辊子进行激光脉冲起毛处理。

其加工过程大致是这样的：用每秒数千次至数万次的脉冲激光束聚焦在轧辊表面，在轧辊表面焦点处形成微小的溶化池，同时对微溶化池边进行吹气，使溶化池中的熔体尽可能地积聚到溶化池边缘形成圆弧形凸起，这些小凸起和微坑使表面得到强化和硬化。

这种激光羊毛处理方法的作用，为卷板的工艺过程带来了很多的施工便利。

冷轧板材和带材的表面涂层应用十分广泛。举个简单的例子，要给汽车面板涂漆，板材表面必须均匀分布“凹坑”，以增强油漆的附着力，因此汽车面板是经过特殊轧制的。冷轧带材在汽车、建筑、家电电子、轻工、国防等行业都有大量应用。

二、激光表面改性处理

1、激光表面相变硬化处理
金属材料表面硬化就是在材料表面实现“淬火”，一般的手段很难做到，但是，用激光对材料表面进行硬化却非常容易。根据需要，硬化可以使材料表面产生所需的相变。
激光用于快速熔化材料表面，当激光束离开时，材料会快速凝固。这是一种自淬火，材料表面较浅的组织层会发生相变。材料表面含有微小的晶体，这些晶体使表面硬化。

2、激光表面合金化处理
利用激光将材料表面局部区域加热到一定温度或形成薄熔化层，通过扩散、添加合金元素或化学反应改变表面化学成分，从而改善材料表面力学、物理和化学性能的技术。该技术具有局部加工、基体变形小、不损伤基体性能、效率高、加热速度快等优点。尤其适用于模具接缝线、气门挺杆、凸轮轴局部表面等工件的重要部位。

激光表面合金化不仅提高了工件寿命的“瓶颈”部位，而且减少了工序，节省了合金元素。

3、激光表面涂层处理
激光涂层与激光合金化类似，在激光加热基质时，一些其他合金材料会融合到基质中。
涂层材料除基体与熔融的涂层材料之间形成冶金结合外，很少被基体材料稀释，基本保持其原有成分不变。
与激光合金化相比，激光涂层可以更好地控制表面层的成分和厚度，并可以获得与基体完全不同的表面合金层，从而达到耐磨、耐腐蚀的目的。

4、激光清洗
利用高能激光束照射工件表面，使表面的污垢、锈蚀或涂层瞬间蒸发或剥落，高速有效地去除表面污染物或涂层。激光清洗属于干法清洗，不需要有机溶剂，无废液排放，且残留物少，不会造成环境污染，并能有效去除其他方法难以去除干净的表面吸附的亚微米颗粒。该技术灵活性高，可控性好，易于选择定位精确清洗，易于远程控制清洗难以触及或危险的场所。

激光清洗的方法一般有4种：
（1）激光干洗法，即利用脉冲激光直接辐射去污；
（2）激光+液膜法，即先在基材表面沉积一层液膜，然后利用激光使液膜爆炸去污；
（3）激光+惰性气体法，即在激光辐射的同时，用惰性气体吹向工件表面，当污垢从表面剥离时，气体远离表面，避免了清洁表面的污染和氧化；
（4）用激光松动污垢，再用非腐蚀性的化学方法去污。