激光熱處理分為激光硬化、激光熔覆和激光合金化。

激光硬化（激光淬火）主要分為兩種工藝：激光相變硬化、激光熔覆硬化。激光相變硬化是以高能量的激光束快速掃描工作，使被照射的金屬或合金表面溫度一極快速度升到高于相變點(diǎn)而低于熔化溫度。當(dāng)激光束離開被照射部位是，由于熱傳導(dǎo)的作用，處于冷態(tài)的基體使其迅速冷卻而進(jìn)行自冷淬火，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工件的表面相變硬化。這一過程是在快速加熱和快速冷卻下完成的，所以得到的硬化層組織較細(xì)，硬度亦高于常規(guī)淬火的硬度。激光熔凝硬化是以很高的激光功率密度，在極短的時(shí)間內(nèi)與金屬交互作用，使金屬表面局部區(qū)域在瞬間被加熱到相當(dāng)高的溫度使之熔化，隨后借助于冷態(tài)的金屬基體吸熱和傳導(dǎo)作用，使已熔化的極薄表層金屬快速凝固。激光熔化凝固硬化得到的是鑄態(tài)組織，其硬度較高，耐磨性亦較好。激光淬火能使材料表面呈超細(xì)化組織結(jié)構(gòu)，無表面熱變形，硬度提高30%-50%。

激光熔覆是通過在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之與基材表面薄層一起熔凝，使基材表面形成于基體冶金結(jié)合的熔覆層。粉末容量由送粉系統(tǒng)進(jìn)行控制，熔覆層的厚度可調(diào)，并可多層重熔。工作熔覆后在經(jīng)過機(jī)械加工，從而達(dá)到修復(fù)局部損傷工件的目的。

激光合金化也是利用高能密度的激光束所產(chǎn)生的快速熔凝過程，在基材表面形成與基材相互熔合的、且具有完全不同成分與性能的合金覆層。它與激光熔覆的差異僅在于：激光熔覆中熔層材料完全為熔化，而基材熔化層極薄，因而對(duì)覆層的成分影響極?。憾す夂辖鸹瘎t是在基材的表面熔融層內(nèi)加入合金元素，從而形成以基材為基的新的合金層，因此對(duì)材料性能改善的程度更好，應(yīng)用范圍也明顯擴(kuò)展。