激光表面强化技术近几年在工业领域的失效零件修复方面应用很广泛。激光作为清洁能源以其能量密度大、加工效率高，修复质量好等优点越来越受到青睐。通过激光对失效零件表面进行修复或者强化，可以大大延长零件的使用寿命，为企业节省成本，节约资源。本研究采用光纤激光和CO2激光对轧辊表面进行合金化处理，对两种激光的合金化层性能进行对比分析。合金化层的合金材料为WC-6Co，其中Co元素主要起粘结WC硬质相的作用。因为所选用的WC为纳米级的细化陶瓷材料，在高能量密度的激光照射下，部分WC硬质相颗粒产生分解，与基体材料形成复杂碳化物。未分解的WC硬质相在熔池充分混合而弥散分布在合金化层，提高了合金化层的硬度和耐磨性。首先通过大量实验，确定了轧辊激光合金化的最佳工艺参数。在最佳工艺参数条件下，采用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪等分析方法，对最佳工艺参数条件下获得的激光合金化层和热影响区的组织及相组成进行了研究分析；通过耐磨性实验，分析了合金化层的耐磨性能；利用显微硬度计对合金化层及过渡区的显微硬度和硬度分布进行了检测；通过冷热疲劳实验分析了合金化层的冷热疲劳性能。实验结果表明，光纤激光合金化层常温及高温的耐磨性能均比母材提高了3倍，CO2激光合金化层提高了2倍左右。激光合金化层硬度可达HV900，与母材相比提高了2~3倍。光纤激光合金化层深0.4mm，热影响区深度为0.6mm，总强化深度约为1mm。与光纤激光同样条件下，CO2激光合金化的总强化深度约为0.7mm。冷热疲劳实验显示，两种激光合金化层的裂纹敏感性略高于母材。两种激光合金化层的组织基本相同，由亚共晶组织组成，其中共晶组织由马氏体+复杂碳化物组成。热影响区组织由针状贝氏体和残余奥氏体、板条状马氏体、原始存在石墨球及原始存在Fe3C构成。