采用矩形光斑进行激光淬火，具有较高的淬火效率和淬火均匀性，通过宽带矩形光斑进行多道搭接激光淬火，是实现大面积激光淬火强化的重要途径。然而，宽带多道激光淬火过程中，搭接带间的软化问题是困扰其应用的关键，本研究对此进行了工艺优化研究。
一、试验材料及设备
试验所用材料为42CrMo，采用CT-150半导体激光专用吸光涂料，喷涂在样品表面，提高其吸光率。激光设备为3kW机器人半导体激光强化系统，聚焦镜为15mm×2mm的宽带镜。
利用XJL-03型显微镜进行熔覆层组织分析，采用HVS-1000A维氏硬度计测定熔覆层的显微硬度，测量时载荷0.2kg，加载时间为10s，分析淬火带及搭接带的硬度分布规律。
二、试验结果
激光功率选择2kW，扫描速度选择8mm s-1，光斑为15mm×2mm，改变搭接量分别为0.5mm、1mm和2mm进行试验。不同搭接量及不同深度处，硬度曲线图。
图1 搭接量为0.5mm、离表面不同距离处的硬度分布图
图2 搭接量为1mm、离表面不同距离处的硬度分布图
图3搭接量为2mm、离表面不同距离处的硬度分布图
线分布分别如图1，2，3所示。从图中看出，在不同淬火层深处，三种不同的搭接量都导致一个软化带的形成，将图中结果进行整理，软化带的宽度分别见表1所示。
表1 不同搭接量和不同层深处软化带的宽度
三、结论
搭接0.5mm，1mm，2mm时表面软化带宽度分别为0.7mm，1.1mm和1.2mm，软化带的硬度差别不大，约为HV400-440，但是搭接0.5mm，1mm时，搭接区域硬化层底部存在未淬火的三角形区，硬度仅为HV240，三角形面积随搭接量的减小而增大。因此，最优化搭接参数为搭接量为2mm，即搭接率为13.3%。（作者：武汉武钢华工激光大型装备有限公司 莫衡阳、熊大辉、王喜、王爱华）
(审核编辑: 小王子)
