采用矩形光斑進(jìn)行激光淬火，具有較高的淬火效率和淬火均勻性，通過寬帶矩形光斑進(jìn)行多道搭接激光淬火，是實(shí)現(xiàn)大面積激光淬火強(qiáng)化的重要途徑。然而，寬帶多道激光淬火過程中，搭接帶間的軟化問題是困擾其應(yīng)用的關(guān)鍵，本研究對此進(jìn)行了工藝優(yōu)化研究。

　　一、試驗(yàn)材料及設(shè)備

　　試驗(yàn)所用材料為42CrMo，采用CT-150半導(dǎo)體激光專用吸光涂料，噴涂在樣品表面，提高其吸光率。激光設(shè)備為3kW機(jī)器人半導(dǎo)體激光強(qiáng)化系統(tǒng)，聚焦鏡為15mm×2mm的寬帶鏡。

　　利用XJL-03型顯微鏡進(jìn)行熔覆層組織分析，采用HVS-1000A維氏硬度計(jì)測定熔覆層的顯微硬度，測量時(shí)載荷0.2kg，加載時(shí)間為10s，分析淬火帶及搭接帶的硬度分布規(guī)律。

　　二、試驗(yàn)結(jié)果

　　激光功率選擇2kW，掃描速度選擇8mm s-1，光斑為15mm×2mm，改變搭接量分別為0.5mm、1mm和2mm進(jìn)行試驗(yàn)。不同搭接量及不同深度處，硬度曲線圖。

圖1 搭接量為0.5mm、離表面不同距離處的硬度分布圖

圖2 搭接量為1mm、離表面不同距離處的硬度分布圖

圖3搭接量為2mm、離表面不同距離處的硬度分布圖

　　線分布分別如圖1，2，3所示。從圖中看出，在不同淬火層深處，三種不同的搭接量都導(dǎo)致一個(gè)軟化帶的形成，將圖中結(jié)果進(jìn)行整理，軟化帶的寬度分別見表1所示。

　　表1 不同搭接量和不同層深處軟化帶的寬度

　　三、結(jié)論

　　搭接0.5mm，1mm，2mm時(shí)表面軟化帶寬度分別為0.7mm，1.1mm和1.2mm，軟化帶的硬度差別不大，約為HV400-440，但是搭接0.5mm，1mm時(shí)，搭接區(qū)域硬化層底部存在未淬火的三角形區(qū)，硬度僅為HV240，三角形面積隨搭接量的減小而增大。因此，最優(yōu)化搭接參數(shù)為搭接量為2mm，即搭接率為13.3%。（作者：武漢武鋼華工激光大型裝備有限公司 莫衡陽、熊大輝、王喜、王愛華）