为避免汽车模具过早失效,可以对其进行表面强化。激光淬火能使模具表面硬度提高的同时还能保持模具内部的良好强度和韧性,还可以提高模具的疲劳强度、耐磨性、耐腐蚀性和冲击韧性,最终提高模具的使用寿命。而影响这些性能的主要因素就是激光淬火工艺参数。本论文以2738模具钢为研究材料研究了各项工艺参数对淬火质量的影响,构建了一定工艺参数范围内的数学模型。主要研究内容分为以下几个方面:1)以上海新时达SR20六轴柔性生产机器人、中科先为激光科技单模连续光纤激光器为基础,搭建了机器人激光淬火工作站。形成矩形光斑尺寸为2mm×10mm、最大功率为1500W的光纤激光淬火机器人。为汽车模具的激光淬火提供了基础解决方案。2)研究了光斑移动速度与淬硬层质量的关系,建立了在保持激光输出功率不变,光斑移动速度变化的情况下淬火宽度和深度的数学模型,淬硬层深度模型预测值与实测值的差距在7.43%以内,淬硬层宽度模型预测值与实测值差距在3.66%以内。3)建立了激光输出功率和光斑移动速度双因素影响淬火质量的数学模型,淬硬层深度的数学模型预测值与实测值的差距在2.08%以内。淬硬层宽度的数学模型预测值与实测值的差距在0.94%以内。4)建立了入射偏移角度和光斑移动速度双因素与淬硬层深度的数学模型。该模型预测值与实测值误差在7.64%以内。分析了激光光束入射角度发生变化时,淬火质量的改变,结果表明当激光光束入射角度发生改变时淬硬层的表面硬度出现以光束中心为界两边不对称的现象,硬度差为100HV0.1左右。当入射角度偏移大于8°时,淬硬层深度会有25%～49%的减小。5)进行了多道淬硬层搭接的实验,采用理论分析与硬度插值法分析理论底部平整度、直观显微底部平整度、表面硬度的平整性与均匀度、截面硬度的平整度和均匀性,对比了两种搭接率的整体质量,结果表明,理论上50%的搭接率淬硬层的底部平整度要优于30%搭接率,直观形貌也证明了这一点,但截面硬度薄板样条插值图表明,30%搭接率的截面硬度要比50%搭接率的截面硬度均匀。