レーザー処理された表面は、ワークピースの負荷に対する耐性を高めます。レーザー焼入れ、溶融、コーティングにより、ワークピースの耐荷重性が向上します。硬度と靭性を向上させ、表面構造を変更し、表面に圧力張力または保護コーティングを生成します。レーザーマーキングとレーザーマイクロマシニングは、ワークピースの表面を変えることもできます。レーザー焼入れの原理：金属表面層を加熱するレーザービーム、その硬度を高めるために急冷。レーザー焼入れ技術の利点は、フォローアップ処理がほとんど必要なく、不規則な3次元ワークピースを処理できることです。入熱が非常に小さいため、ワークピースの変形は非常に小さく、それ以上の処理を減らすか、まったく必要とさえしません。

レーザー焼入れは表面硬化処理に属します。鉄系材料の硬化にのみ使用できます。つまり、炭素含有量が0.2％を超える鋼および鋳鉄です。ワークピースを硬化させるために、ほとんどの場合、レーザービームは金属表面を融点（900〜1400 C）近くまで加熱します。表面が必要な温度に達すると、レーザービームはこの位置を出て、連続的に前進し続けます。新しい方向に沿ってワークピース表面を加熱します。金属格子の炭素原子は、高温でその位置が変化します（オーステナイト化）。レーザービームがある位置を離れると、その位置の周囲の材料が高温の表面層をすばやく冷却します。この現象を「自己消光」といいます。急冷の結果、金属格子は元の形状に戻らず、マルテンサイトを生成します。マルテンサイトは、硬度が非常に高い一種の金属組織です。マルテンサイトへの変態は、材料の硬度を向上させることができます。

レーザークラッディングには、アーク溶接や溶射法に比べていくつかの利点があります。具体的には、正確で限定された熱の適用により、コンポーネントの熱変形を最小限に、または熱変形なしに制御できるため、後続の処理で再処理する必要がなくなります。同時に、レーザークラッディングでは、堆積した材料とマトリックス材料の混合（希釈）がほとんど起こらず、クラッディング層と基板の間に真に強力な冶金学的結合が生じます。

ただし、レーザークラッディング中に発生する材料の急速な冷却により、ボンドの欠陥が生じ、クラッドにボイドが生じて、結晶粒や他の不均一な微細構造が形成される場合があることに気付いた研究者もいます。形。これらの構造の特殊な特性は、正確なレーザープロセスパラメーターと使用するクラッド材に大きく依存します。彼らはまた、亀裂、細孔、およびさまざまな柱状およびリボン状の粒子構造の存在を観察した。このような各構造は、クラッドの寿命と効果に影響を与えます。たとえば、クラッディングの亀裂は腐食の温床となり、クラッディングを貫通して基板に達することさえあります。粒子または他の微細構造は、クラッド層の機械的特性に影響を与える可能性があり、場合によっては、クラッド層の引張強度を低下させることが示されている。

レーザー出力、レーザービーム走査速度、送り速度、クラッド材の正確な配合など、さまざまなプロセスパラメーターの影響を調べました。これらの要因を適切に制御することにより、クラッディングの不十分な微細構造の形成を最小限に抑えることができ、あるいはこれらの欠陥さえも回避することができます。具体的には、クラッドプロセスの正確なシミュレーション、クラッド材料の最適化、計算プロセスを慎重に制御して計算結果を再現するなど、以下の方法で高性能クラッドシステムを構築できます。

ワークの表層を加熱するレーザービーム。一般的な表面硬化深さは0.1〜1.5 mmで、一部の材料は2.5 mm以上に達します。表面硬化の深さを大きくするには、周囲の体積を大きくする必要があります。これにより、熱をすばやく放出して、硬化領域を十分に迅速に冷却できます。レーザー消光は比較的小さな出力密度を必要とします。同時に、ワークピースは同じ平面で処理する必要があります。したがって、レーザ光をできるだけ大きく平面に照射することができる。現在、正方形の照射面が一般的に使用されています。同様に、スキャニングミラーグループは、レーザークエンチプロセスでも使用され、円形スポットのレーザービームを非常に速く前後に移動させます。ワーク表面に均一なパワー密度のラインが形成されます。最大幅60mmの硬化軌跡が生成できます。上図のように、過給機シャフト近くのベアリング部分はレーザー焼入れされています。