如果材料被激光加热沿厚度产生大的温度梯度，表面将被压缩（图8.1）。这是由于表面受热有膨胀趋势，但基板处于冷态为保持原样抵制弯曲变形，在表面区域将产生塑性流体。如果温度足够高，导致较多的热应变。冷却后塑性流体不会复原，这是因为：
①冷却时其余的材料由于热传导被略微的加热，导致这些区域发生膨胀，减少了冷却产生的张力。
②未加热区材料在冷却过程中变得坚硬。
③最后，冷却过程中应力作用区域是整个基板而不只是加热区。
图8.1 三种激光弯曲成型机制
a）温度梯度 b）褶皱机制 c）镦压机制(www.xing528.com)
这样加热造成的塑性变形不会恢复，激光加热冷却后零件趋向于弯曲。为了建立这个温度梯度，激光必须横扫过工件表面，激光移动速度要求使加热深度小于工件厚度。加热深度z可以近似地从接近常量的傅立叶数（z2/αt）给出，此处α为导热率，t为作用时间，t=D/v，光斑尺寸除以横向速度。如果下式满足，温度梯度机制主要在起作用：
起初，光束扫过基板，由于受热膨胀，将有微小的变形。整个基板抵抗变形致使变形很小难以测量，反变形消除了表面的压应力，减小了最终的弯曲角度。随着光束持续扫过基板，初始区域冷却，收缩引起弯曲。可以发现整个基板发生小量的移动，这使得弯曲过程有些不对称。边缘处以及中心处不同的约束程度使得不对称的变形愈发严重。因此当对称件进行弯曲成型时，就需要考虑不同方向，不同位置的扫描次序[8-10]。每次扫描所造成的变形不大，约为1°～3°（见图8.2）。对于一种材料，固定激光功率以及光斑尺寸，前10～20次扫描中，每次扫描所造成的弯曲变形是恒定的，见8.3节理论分析。经过这几次扫描后，由于加工硬化以及弯曲边缘厚度增加，每次扫描造成的变形角度减小。弯曲边缘变厚主要是塑性变形造成的。激光弯曲优于机械弯曲的一个方面是：弯曲处材料厚度增加而不是变薄，对于弯曲承受压力管件，这一点非常重要。
图8.2 两种能量下弯曲角度随扫描次数的变化趋势[8]
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