《表1 激光淬火试验参数：碟片激光器激光淬火功率对45钢组织与性能的影响》

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《碟片激光器激光淬火功率对45钢组织与性能的影响》

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激光淬火与光束的功率密度直接相关，利用激光光束扫描工件，当工件表面温度超出其相变温度时，进入奥氏体区[14-16]，然后迅速的自激冷却实现相变。试验选取TruDisk 4002激光器，配以6自由度机器人系统实现激光淬火。该类激光器优势在于将固体激光器的棒状晶改为碟片晶，传统棒状晶通过晶体棒径向热传导实现侧面冷却，棒内温度呈抛物线分布，导致热透镜效应会影响光束质量，且这种影响随着抽运功率增大而增大。而碟片激光器晶体薄且径厚比大，可及时有效冷却，这种一维热传导使得晶体内温度分布非常均匀，解决了热透镜问题，改善了激光束质量、转换效率及功率稳定性，与传统激光器的原理相比具有明显优势，如图1所示。试验激光器波长为1030 nm，激光功率为80～4000 W，输出光束为0.2 mm时，光束质量为8 mm·mard。其转换功率为30%，比棒式激光器提高近10倍，具有光束质量高、光纤引导柔性加工等优势。激光淬火原理如图2所示，影响激光淬火的工艺参数较多，如激光辐照功率、淬火扫描速度、光斑直径、离焦量等[17-18]，选取的淬火参数如表1所示。