激光合金化是一种金属材料表面局部改性处理的新方法，激光合金化工艺属于材料表面改性处理的范畴。
它是指在高能量激光束的照射下，使基体材料表面的薄层与根据需要加入的合金元素同时快速熔化、混合，形成厚度为10~1000μm的表面熔化层，熔化层在凝固时获得的冷却速度可达105~108℃/s,相当于急冷淬火技术所能达到的冷却速度，又由于熔化层液体内存在着扩散作用和表面张力效应等物理现象，使材料表面仅仅在很短时间内（10μs~2ms)形成具有要求探度和化学成分的表面合金化层，快速熔化非平衡过程可使合金元素在凝固后的组织达到很高的过饱和度，从而形成普通合金化方法不容易得到的化合物、介稳相和新相。还能在合化元素消耗量很低的情况下获得具有特殊性能的表面合金。
这种合金化层由于具有高于基材的某些性能，所以就达到了表面改性处理的目的。
激光表面合金化工艺的最大特点是只在熔化区和很小的影响区内发生了成分、组织和性能的变化，对基体的热效应可减少到最低限度，引起的变形也极小。它既可满足表面的使用需要，同时又不牺牲结构的整体特性，由于合金元素是完全溶解于表层内，因此所获得的薄层成分是很均匀的。对开裂和剥落等倾向也不敏感。其另一显著特点是所用的激光功率密度很高（10⁴~108W/c㎡).熔化深度由激光功率和照射时间来控制，在基体金属表面可形成深度为0.01~2mm的合金层。由于冷却速度高。所以偏析极小，并且细化晶粒效果显著。
利用激光合金化技术可使廉价的普通材料表面获得有益的耐磨、耐腐蚀、耐热等性能，从而可以取代昂贵的整体合金；并可改善不锈钢、铝合金和钛合金的耐磨性能；也可制备传统冶金方法无法得到的某些特殊材料，如超导合金，表面金属玻璃等。
与普通电弧表面硬化和等离子喷涂相比，激光合金化技术有以下4大特点：
（1)激光辐射能量高度集中，可以通过空气进行远距离传播。
（2)激光合金化是一种快速处理方法，能有效利用能量。
（3)激光合金化能准确地控制功率密度与加热速度，从而变形小，而电弧硬化与等离子喷涂采用的是不均匀加热和冷却，在急冷过程中有热冲击，造成变形和开裂，往往需要校直和打磨加工。
（4)激光合金化能使难以接近的和局部的区域合金化，而且利用激光的深聚焦，在不规则的零件上得到均匀的合金化深度。
基于上述特点，激光合金化在金属加工工业中逐渐开始获得各种应用。
迄今适合激光合金化的基材有普通碳钢、合金钢、不锈钢、铸铁、钛合金和铝合金，合金化元素包括Cr、Ni、W、Ti、Mn、B、V、Co、Mo等。
