激光加热表面淬火的原理与普通热处理相同，但其加热时间很短、面积小、冷却时间短。极快，即利用激光作为热源，快速加热金属表面一小块区域，使其奥氏体化，然后急冷进行淬火强化。理论和实践都证实，表面温度和热穿透深度都与激光照射持续时间的平方根成正比。因此，通过适当调节光斑尺寸、扫描速度和激光功率，可以控制其表面温度和热穿透深度。当激光束离开受热表面时，那里的热量很快传导到表面剩余的冷部，相当于自淬火，不需要其他快速冷却措施。激光束扫描时，还可以通过改变光束摆动的幅度和频率来调节功率密度，从而控制硬化层深度和覆盖面积。
由于激光光斑或光束摆动的幅度很小，只能通过光束在零件表面一一扫描来进行加热。为了不因后一个扫描条带边缘处的热量而使前一个条带的硬化部分回火和软化，应努力使光束边缘或摆动面的能量分布尽可能陡峭。这可以使用光栅来实现。
与感应加热表面淬火类似，一般钢材激光表面淬火后的组织也分为表面完全淬火区、分层不完全淬火区和心部未淬火区。
与普通热处理相比，激光加热表面淬火具有以下特点。
1、加热速度极快，工件热变形极小。由于激光功率密度高，加热速度高达1010℃/s，热影响区小，工件热变形小。
2、冷却速度非常快。如果工件质量足够，冷却速度可达1023℃/s;自冷淬火不需要冷却介质，依靠从表面到内部的热传导。
3、激光淬火后工件表面获得细小的马氏体组织，表面硬度高和耐磨性。
4、由于激光束扫描(加热)面积很小，因此可以非常精确地加工形状复杂的工件(如小凹槽、盲孔、小孔、薄壁零件等)或部分加工。还可以根据需要对同一部位的不同部位进行不同的处理。
5、不需要加热介质，不会排放气体污染环境，有利于环境保护。
6、节省能源，工件表面洁净。处理后无需磨削，可作为工件精加工的最后一道工序。
7、激光加热表面淬火可以实现个性化定制和灵活加工。对于不同材质、形状和大小的金属零件，可以通过激光加热表面淬火技术实现个性化定制和灵活加工。同时，这种技术还可以实现自动化生产，提高生产效率和降低成本。
综上所述，激光加热表面淬火技术是一种具有高硬度、高精度、高效率和环保特点的金属表面处理技术。在金属制造和加工领域得到越来越广泛的应用，并成为当前金属热处理技术的重要发展方向之一。随着科学技术的不断进步和应用领域的不断拓展，激光加热表面淬火技术将会不断完善和发展，为金属制造和加工行业带来更多的创新和变革。