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　　序言

　　隨著激光技術的發展，激光表面強化逐漸成一種主要的表面處理技術。傳統激光表面處理多采用 CO2，YAG 等激光器，在強化工藝方面進行了大量研究。由于光纖激光具有光電轉換效率高、光束質量好、生產效率高等特點，在激光表面強化領域具有非常好的應用前景。

　　激光熔凝是一種重要的激光表面強化工藝方法。受激光光斑尺寸的限制，工件難以一次整體進行熔凝，通常需要進行多道搭接處理。激光功率和搭接掃描間距等工藝參數對激光熔凝硬化層的組織和性能會產生影響。而目前相關研究采用 CO2 激光居多，光纖激光熔凝處理的數據較少。 因此文中研究選擇45 鋼作為試驗基材，結合微觀組織、硬度和摩擦磨損試驗等分析，研究光纖激光功率和掃描間距對45 鋼熔凝處理的影響規律，為光纖激光的熔凝強化處理提供參考。

　　1 實驗方法

　　試驗所用基體材料為45 鋼，基體組織為鐵素體+珠光體，顯微硬度約為 220 HV0.2， 化學成分如表1所示。試樣尺寸為100mm×60mm×10mm。激光器為 YLS-2000 光纖激光器。光學分析采用奧林巴斯 BX51 顯微鏡，顯微硬度分析采用 HVS-1000Z維氏硬度計，摩擦磨損試驗采用 SＲV 摩擦磨損試驗機，磨損試樣采用 Smatouius 電子天平進行稱重，其測量精度可達到0．01 mg。

　　首先選擇激光掃描間距為 1．5 mm，在 45 鋼試塊上進行多道熔凝試驗，工藝參數如表2 所示；熔凝處理前采用丙酮將表面的油污清洗干凈，然后對激光熔凝層進行金相和顯微硬度分析，金相試樣制備先機械磨拋后，采用4%的硝酸酒精液進行腐蝕；顯微硬度加載載荷為1．96 N，保壓時間15 s。 并對每組工藝參數試樣進行摩擦磨損試驗，磨損試驗采用線接觸干摩擦方式，上試樣為圓柱形的 GGr15 標準試樣，表面硬度為62．5 HＲC，下試樣為試驗試樣，試樣尺寸為 φ24 mm ×7．88 mm 磨損試驗參數如表3 所示。

　　在此基礎上進一步分析掃描間距變化對熔凝層性能的影響規律，試驗選定激光功率為 1．4 kW 搭接掃描間距根據分析結果確定。熔凝結束后的組織、硬度、耐磨試驗分析方法同上，此處不再贅述。

　　2 實驗結果及討論

　　2.1 不同激光功率熔凝實驗

　　圖1 所示為4 種激光功率參數的熔凝處理橫截面，可以觀察到后道處理對前道熔凝層具有熱影響作用。由于選用激光熱源為高斯熱源，單道熔凝區呈碗狀分布，后道熔凝對前道熔凝層存在熱影響作用。另一方面，隨著激光功率的增加，熔凝層深度不斷增加，4 種激光功率參數的熔凝層深度均超過了1．0 mm。