为了改善H13钢的表面性能, 利用YLS-4000型光纤激光器在H13钢表面熔覆镍基涂层, 采用正交试验法, 对不同工艺下的熔覆层表面形貌、几何参量、稀释率、微观组织、显微硬度进行了检测分析。结果表明, 激光功率最小而送粉速率最大时(P=1800W, vf =1.0g/s)表面凹凸不平; 激光功率和扫描速率最大时(P=2200W, vs=25mm/s)表面出现裂纹;当稀释率η＜10%时, 熔覆区平均硬度(大于800HV)为基体硬度(246HV)的3倍以上, 强化效果显著; 当稀释率η＞25%时, 熔覆区下部受熔化基体的稀释作用硬度较低; 稀释率随着激光功率与扫描速率的增加而增加, 随着送粉速率的增加而降低。通过调整工艺参量可获得表面平整光滑、组织致密、强化效果显著的熔覆层。

为了克服现有激光冲击强化离线检测方法的缺点，对基于激光等离子体冲击波效应的在线检测系统进行了研究。激光被工件表面的吸收层吸收，在约束层的约束下形成高温高压的等离子体，并以冲击波的形式向外传播。该系统对空气中传播的冲击波进行采样、存储、数字滤波和波形数据分析，提取声压水平因子，来判断激光冲击强化的效果。提出了具体的实施方案，设计出了结构简单、实现方便的激光冲击强化在线检测系统，并通过测量工件表面的残余应力验证测量数据的可靠性。实验表明设计开发的激光冲击强化在线检测系统反应灵敏,检测结果可靠。

利用高功率、短脉冲NdYAG激光对6061-T651铝合金进行表面冲击强化处理，并分别在200 ℃、300 ℃、400 ℃和500 ℃的温度下对其进行性能测试，从残余应力、显微硬度和微观组织等方面分析了激光冲击处理(LSP)对其在高温条件下性能的影响。研究结果表明中高温条件下激光冲击6061-T651铝合金的强化效果明显。200 ℃和400 ℃时试件的最大残余压应力出现在次表层，且温度越高残余压应力释放得越快，激光冲击硬化层深度约为0.3 mm，500 ℃时的晶粒平均尺寸要比400 ℃时的大，晶粒尺寸和强化相是提高硬度的主要原因，不连续且粗大的晶界析出物提高了6061-T651铝合金的抗腐蚀性能。

为了研究激光冲击强化对镁合金性能的影响, 采用钕玻璃脉冲激光(波长1054 nm, 脉冲宽度23 ns)对AM50镁合金试样表面进行冲击强化处理, 并对其表面形貌、微观组织、显微硬度、残余应力进行实验测试与分析。结果表明,在激光功率密度为3.1 GW/cm2的强脉冲激光作用下, 试样表面留下光亮致密的微凹坑, 凹坑深约27 μm; 表层材料发生高应变速率的塑性变形, 材料内产生大量位错与孪晶, 强化层深度约0.8 mm; 冲击区的显微硬度明显增加, 表层材料的显微硬度比基体约提高58%; 冲击区表面存在残余压应力, 数值高达-146 MPa。实验结果表明, 激光冲击镁合金的强化效果明显。

采用MSC.Marc非线性有限元软件,对激光强化过程中的温度场进行数值模拟,分析了能量密度的变化对激光强化效果的影响.通过温度传感器测量激光强化时材料表面温度的变化来验证数值模拟的结果.模拟值与实测值基本吻合.结果表明,数值模拟结果可作为激光加工工艺参数选择的依据.