《表2 不同激光功率和扫描速度下的表面粗糙度（f=0 mm)》

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《半导体激光器抛光1.2333模具钢工艺参数优化研究》

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激光抛光结果取决于辐射能量密度和材料吸收系数，能量密度大小由功率密度与扫描速度决定，其表示每个表面单位辐射的能量。由于光斑面积不变，功率密度随激光功率变化，故将激光功率与扫描速度二者组合起来以能量密度加以分析，试验结果，如表2所示。可知，8#试样表面抛光效果较好。当离焦量在焦点处，激光功率为1 400 W，扫描速度为0.032 m/s时，Ra为376.72 nm，相对初始表面粗糙度降低87.9%，表面形貌，如图2所示。结合4#试样分析，当能量密度约为1 100 J/cm2时，抛光效果最好。在低于1 100 J/cm2时，随着能量密度的增加，表面粗糙度降低，当达到1 100 J/cm2时粗糙度降到最低，随后能量密度增加表面粗糙度增加，验证了Lamikiz等[11]提出表面抛光机理，也是目前普遍认可的抛光机理，即激光抛光存在两种机制：一种是表面浅熔融（surface sallow melting，SSM）；另一种是表面过熔融（surface over melting，SOM）。小于1 100 J/cm2时是表面材料微熔，抛光机制为表面浅熔融（SSM）；大于1 100 J/cm2时熔化层远大于峰谷距离使表面发生过度熔化，表面粗糙度随着能量密度增加而变大，抛光机制转变为表面过熔融（SOM）。对比1#和5#试样，5#试样的能量密度大于1#试样且都在1 100 J/cm2以下，表面粗糙度较低的为1#试样。因为5#试样的扫描速度过快，导致材料表面冷却速率加快，造成表面熔化不完全，所以造成表面粗糙度过高。能量密度达到材料熔化阙值时，扫描速度对材料表面的抛光效果影响显著。