JPH03188212A - レーザ熱処理方法 - Google Patents
レーザ熱処理方法Info
- Publication number
- JPH03188212A JPH03188212A JP1323978A JP32397889A JPH03188212A JP H03188212 A JPH03188212 A JP H03188212A JP 1323978 A JP1323978 A JP 1323978A JP 32397889 A JP32397889 A JP 32397889A JP H03188212 A JPH03188212 A JP H03188212A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- laser beam
- beams
- optical fiber
- heat treatment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明はレーザによる鋼材の熱処理加工の方法に関する
。
。
［従来の技術］
従来のレーザ熱処理加工に於いては、−本の光ファイバ
ーを用いて、ビームをスキャンさせる事により、被加工
物の処理を行っていた。
ーを用いて、ビームをスキャンさせる事により、被加工
物の処理を行っていた。
また、面処理する場合には、被加工物を、ビームのスキ
ャンと同時に、スキャンの方向と垂直に移動させる事に
より行っていた。
ャンと同時に、スキャンの方向と垂直に移動させる事に
より行っていた。
［発明が解決しようとする課題］
従来の、光ファイバーを用いたレーザ加工に於いては、
一つのビームのスキャンにより、熱処理を行っていた。
一つのビームのスキャンにより、熱処理を行っていた。
この場合、被加工物は、レーザによる熱処理の特徴であ
る、急加熱・急冷却加工されていた。このため、鋼材の
−様な加熱による、表面温度の設定と設定温度の保持が
困難である。
る、急加熱・急冷却加工されていた。このため、鋼材の
−様な加熱による、表面温度の設定と設定温度の保持が
困難である。
また、一つのビームのスキャンにより、被加工物を面処
理する場合、例えば焼入れ処理を例にとると、第２図で
示されるとおり、既に熱処理された部分の直近を、次の
スキャンビームが通過し熱処理する。このため、既に急
加熱・急冷却によって熱処理され高硬度となった周辺部
分が、再び熱影響を受は硬度値が低下し、熱影響を受け
ない部分と硬度差が生じ、処理にむらができる欠点があ
った。
理する場合、例えば焼入れ処理を例にとると、第２図で
示されるとおり、既に熱処理された部分の直近を、次の
スキャンビームが通過し熱処理する。このため、既に急
加熱・急冷却によって熱処理され高硬度となった周辺部
分が、再び熱影響を受は硬度値が低下し、熱影響を受け
ない部分と硬度差が生じ、処理にむらができる欠点があ
った。
複数個のレーザビームをスキャンさせて熱処理を行う方
法としては、特開昭６２−１３３８９号公報に記載され
たスクラッチ加工装置があるが、これは均一に高速加工
するために、同時に数カ所を分割照射するためのもので
あって、上記欠点は防止できない。
法としては、特開昭６２−１３３８９号公報に記載され
たスクラッチ加工装置があるが、これは均一に高速加工
するために、同時に数カ所を分割照射するためのもので
あって、上記欠点は防止できない。
本発明は以上の事情に鑑みてなされたものであり、−様
な加熱により加工温度の設定と設定温度の維持ができ、
また処理にむらのない熱処理の可能な方法を提供する事
を目的とする。
な加熱により加工温度の設定と設定温度の維持ができ、
また処理にむらのない熱処理の可能な方法を提供する事
を目的とする。
［課題を解決するための手段］
この目的を達成するための本発明の要旨は、光ファイバ
ーを用いてレーザビームを鋼材表面上にスキャンさせな
がら行う鋼材の表面処理方法に於いて、レーザビームを
複数本に分割し、各レーザビームを光ファイバーに導い
た後、集光を行う際に、複数のビームを鋼材表面の同一
スキャン上に並べ分けて照射することを特徴とするレー
ザ熱処理方法と；レーザビームを複数本に分割し、各ビ
ームを光ファイバーに導いた後、集光を行う際に、複数
のビームを先行ビームの斜め後に並べ分けて照射するこ
とを特徴とするレーザ熱処理方法と：複数のレーザ装置
を用いて、各ビームを光ファイバーに導いた後、集光を
行う際に、複数のビームを鋼材表面の同一スキャン上に
並べ分けて照射することを特徴とするレーザ熱処理方法
と；複数のレーザ装置を用いて、各ビームを光ファイバ
ーに導いた後、集光を行う際に、複数のビームを先行ビ
ームの斜め後に並べ分けて照射することを特徴とするレ
ーザ熱処理方法にある。
ーを用いてレーザビームを鋼材表面上にスキャンさせな
がら行う鋼材の表面処理方法に於いて、レーザビームを
複数本に分割し、各レーザビームを光ファイバーに導い
た後、集光を行う際に、複数のビームを鋼材表面の同一
スキャン上に並べ分けて照射することを特徴とするレー
ザ熱処理方法と；レーザビームを複数本に分割し、各ビ
ームを光ファイバーに導いた後、集光を行う際に、複数
のビームを先行ビームの斜め後に並べ分けて照射するこ
とを特徴とするレーザ熱処理方法と：複数のレーザ装置
を用いて、各ビームを光ファイバーに導いた後、集光を
行う際に、複数のビームを鋼材表面の同一スキャン上に
並べ分けて照射することを特徴とするレーザ熱処理方法
と；複数のレーザ装置を用いて、各ビームを光ファイバ
ーに導いた後、集光を行う際に、複数のビームを先行ビ
ームの斜め後に並べ分けて照射することを特徴とするレ
ーザ熱処理方法にある。
［作用コ
以下に本発明の詳細な説明する。
第１−１図は本発明を実施するための装置の構成の一例
を示した模式図である。
を示した模式図である。
本発明は第１図に示される通り、レーザ本体１から出射
されたレーザビーム３を複数のレーザビームに分割する
ための半透過ミラー１２を持つ分岐光学系２を通して光
ファイバー４に導く。これらのミラーの透過率を変える
ことにより各レーザビームのパワーを可変することがで
きる。その後、光フアイバー他端の集光光学系５を駆動
しビームのパワー密度を調整しながら処理を行う。
されたレーザビーム３を複数のレーザビームに分割する
ための半透過ミラー１２を持つ分岐光学系２を通して光
ファイバー４に導く。これらのミラーの透過率を変える
ことにより各レーザビームのパワーを可変することがで
きる。その後、光フアイバー他端の集光光学系５を駆動
しビームのパワー密度を調整しながら処理を行う。
この駆動装置の一例は各集光光学系ごとに独立しており
、２つのブーりとその外周にベルトを持つものであり、
ブーりを回転させることにより駆動するものである。駆
動方法としては、第６図に示すとおり先行ビームに対し
である一定の位置（第６図のＸ及びＹ）を保ちつつ、集
光光学系５を駆動させ、スキャンの行路を一定の間隔を
おいてたどるように複数のレーザビームを調整する。
、２つのブーりとその外周にベルトを持つものであり、
ブーりを回転させることにより駆動するものである。駆
動方法としては、第６図に示すとおり先行ビームに対し
である一定の位置（第６図のＸ及びＹ）を保ちつつ、集
光光学系５を駆動させ、スキャンの行路を一定の間隔を
おいてたどるように複数のレーザビームを調整する。
この結果、スキャンの進行につれて被加工物上でのビー
ムの位置は第７図の（ｅ）〜（ｈ）に順に示す様に変化
し、それに対応して被加工物上の温度は同図（ａ）〜（
ｄ）に示す様に、先行のビームがスキャンしている行路
と、先頭のビームか熱影響を与える領域に、後熱のため
斜め後ろに並べ分け、先頭ビームが熱影響を与える領域
を保温する。その後、先頭ビームの熱影響が無くなった
部分から、随時処理を終えて行く。この結果被加工物の
温度を、必要とされた温度条件に、必要な時間維持する
ことが可能となり、−本のレーザビームのみで処理され
る時のような急加熱急冷却はなく、かつ再加熱による処
理むらも無くす事ができ、表面均一加工が可能となる。
ムの位置は第７図の（ｅ）〜（ｈ）に順に示す様に変化
し、それに対応して被加工物上の温度は同図（ａ）〜（
ｄ）に示す様に、先行のビームがスキャンしている行路
と、先頭のビームか熱影響を与える領域に、後熱のため
斜め後ろに並べ分け、先頭ビームが熱影響を与える領域
を保温する。その後、先頭ビームの熱影響が無くなった
部分から、随時処理を終えて行く。この結果被加工物の
温度を、必要とされた温度条件に、必要な時間維持する
ことが可能となり、−本のレーザビームのみで処理され
る時のような急加熱急冷却はなく、かつ再加熱による処
理むらも無くす事ができ、表面均一加工が可能となる。
なお、被加工物は、ビームのスキャンと同時に、スキャ
ンの方向と垂直方向に動かす。
ンの方向と垂直方向に動かす。
また、上記レーザ処理装置において、ビーム分岐光学系
の代わりに、第１−２図のように分岐光学系を用いずに
、複数のレーザ装置を用いて同様の熱処理を行う事も可
能である。
の代わりに、第１−２図のように分岐光学系を用いずに
、複数のレーザ装置を用いて同様の熱処理を行う事も可
能である。
［実施例コ
（実りに例１）
成分を第１表に示す板厚１．４ｍｍの熱処理強化型鋼板
の熱処理を行った。使用レーザは、４００ＷのＹＡＧレ
ーザでレーザビームは３本に分割した。各々のパワーは
、先頭から２８０Ｗ、１１０Ｗ、１１０Ｗとした。集光
レンズとして、焦点距離が５０ｍ＋ｎのものを用いた。
の熱処理を行った。使用レーザは、４００ＷのＹＡＧレ
ーザでレーザビームは３本に分割した。各々のパワーは
、先頭から２８０Ｗ、１１０Ｗ、１１０Ｗとした。集光
レンズとして、焦点距離が５０ｍ＋ｎのものを用いた。
スキャンの長さは３００ｍｍ、幅は２ｍｍ、速さは１０
ｍｍ／ｓｅｃ、各々のビームの遅れは、第６図のＸ＝
１０ｍｍ、 Ｙ ＝ Ｏｍｍとした。この時被加工物の
、点に於ける温度は、第３図におけるΔ点を結んだ曲線
となり、ビッカース硬さは、第４図に示す結果となった
。この結果、従来の方法より、本発明による方法が、優
れている事が解る。
ｍｍ／ｓｅｃ、各々のビームの遅れは、第６図のＸ＝
１０ｍｍ、 Ｙ ＝ Ｏｍｍとした。この時被加工物の
、点に於ける温度は、第３図におけるΔ点を結んだ曲線
となり、ビッカース硬さは、第４図に示す結果となった
。この結果、従来の方法より、本発明による方法が、優
れている事が解る。
（実施例２）
板厚３．２ｍｍ炭素鋼Ｓ４５にの熱処理を行った。使用
レーザは３台の４００ＷのＹＡＧレーザで、各々のパワ
ーは、先頭から４（ＩＯＷ、 ４００Ｗ、 ４００Ｗと
した。集光レンズとして、焦点距離が５０＋ｎｍの物を
用いた。スキャンの長さは３００ｍｍ、幅は２ ｍｍ、
速さはＩＯｏ＋ｍ／ｓｅｃ。
レーザは３台の４００ＷのＹＡＧレーザで、各々のパワ
ーは、先頭から４（ＩＯＷ、 ４００Ｗ、 ４００Ｗと
した。集光レンズとして、焦点距離が５０＋ｎｍの物を
用いた。スキャンの長さは３００ｍｍ、幅は２ ｍｍ、
速さはＩＯｏ＋ｍ／ｓｅｃ。
各々のビームの遅れは、第６図でＸ ＝ ５０ｍｍ、
Ｙ ＝２ｍ＋ｎ（スキャンの行路−本分と１０ｍｍの遅
れ）。この時の、スキャンに垂直方向の、ビッカース硬
さの分布は、第５図におけるＸ点を結んだ曲線に示すよ
うになフた。この結果、第５図における０点を結んだ曲
線に示す従来の一つのスキャンビームによる処理の硬度
分布と比べて、処理むらが、改善された事か解る。
Ｙ ＝２ｍ＋ｎ（スキャンの行路−本分と１０ｍｍの遅
れ）。この時の、スキャンに垂直方向の、ビッカース硬
さの分布は、第５図におけるＸ点を結んだ曲線に示すよ
うになフた。この結果、第５図における０点を結んだ曲
線に示す従来の一つのスキャンビームによる処理の硬度
分布と比べて、処理むらが、改善された事か解る。
［発明の効果］
実施例でも示した通り、本発明によれば、レーザを用い
た入熱加工に於いて、必要な温度条件に、必要な時間、
被加工物を維持する事が可能となりだ。また、一つのス
キャンビームを用いた熱処理系の問題点でもあった、ス
キャン方向に垂直な方向での、処理むらも改善する事が
可能となった。
た入熱加工に於いて、必要な温度条件に、必要な時間、
被加工物を維持する事が可能となりだ。また、一つのス
キャンビームを用いた熱処理系の問題点でもあった、ス
キャン方向に垂直な方向での、処理むらも改善する事が
可能となった。
【図面の簡単な説明】
第１−１図、第１−２図は本発明を実施するための装置
構成の一例を示す模式図、第２図はスキャンの概念図、
第３図は被加工物の定点における温度のプロフィール、
第４図は各硬度を比較したグラフ、第５図は焼入れ後の
被加工物の硬度値のグラフ、第６図はスキャンビームの
配置の概念図、第７図は被加工物上のビームの位置と温
度分布の概念図である。 １・・・レーザ本体、２・・・分岐光学系、３・・・レ
ーザビーム、４・・・光ファイバー ５・・・集光光学
系、６・・・駆動装置、７・・・スキャンの行路、８・
・・被加工物（鋼材）、 ９−Ｘ−Ｙ−Ｚテーブル、１
０−・−テーブルコントローラ、１１・・・スキャンの
遅れ、１２・・・半透過ミラー、１３・・・全反射ミラ
ー
構成の一例を示す模式図、第２図はスキャンの概念図、
第３図は被加工物の定点における温度のプロフィール、
第４図は各硬度を比較したグラフ、第５図は焼入れ後の
被加工物の硬度値のグラフ、第６図はスキャンビームの
配置の概念図、第７図は被加工物上のビームの位置と温
度分布の概念図である。 １・・・レーザ本体、２・・・分岐光学系、３・・・レ
ーザビーム、４・・・光ファイバー ５・・・集光光学
系、６・・・駆動装置、７・・・スキャンの行路、８・
・・被加工物（鋼材）、 ９−Ｘ−Ｙ−Ｚテーブル、１
０−・−テーブルコントローラ、１１・・・スキャンの
遅れ、１２・・・半透過ミラー、１３・・・全反射ミラ
ー
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、光ファイバーを用いてレーザビームを鋼材表面上に
スキャンさせながら行う鋼材の表面処理方法に於いて、
レーザビームを複数本に分割し、各レーザビームを光フ
ァイバーに導いた後、集光を行い、複数のビームを鋼材
表面の同一スキャン上に並べ分けて照射することを特徴
とするレーザ熱処理方法。 ２、光ファイバーを用いてレーザビームを鋼材表面上に
スキャンさせながら行う鋼材の表面処理方法に於いて、
レーザビームを複数本に分割し、各レーザビームを光フ
ァイバーに導いた後、集光を行い、複数のビームをそれ
ぞれの先行のビームの斜め後に並べ分けて照射すること
を特徴とするレーザ熱処理方法。 ３、光ファイバーを用いてレーザビームを鋼材表面上に
スキャンさせながら行う鋼材の表面処理方法に於いて、
複数のレーザ装置を用いて、各レーザビームを光ファイ
バーに導いた後、集光を行い、複数のビームを鋼材表面
の同一スキャン上に並べ分けて照射することを特徴とす
るレーザ熱処理方法。 ４、光ファイバーを用いてレーザビームを鋼材表面上に
スキャンさせながら行う鋼材の表面処理方法に於いて、
複数のレーザ装置を用いて、各レーザビームを光ファイ
バーに導いた後、集光を行い、複数のビームをそれぞれ
の先行のビームの斜め後に並べ分けて照射することを特
徴とするレーザ熱処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1323978A JPH03188212A (ja) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | レーザ熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1323978A JPH03188212A (ja) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | レーザ熱処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03188212A true JPH03188212A (ja) | 1991-08-16 |
| JPH0571646B2 JPH0571646B2 (ja) | 1993-10-07 |
Family
ID=18160752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1323978A Granted JPH03188212A (ja) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | レーザ熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03188212A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008248270A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Toshiba Corp | レーザ衝撃硬化処理方法およびレーザ衝撃硬化処理装置 |
| JP2010507726A (ja) * | 2006-10-27 | 2010-03-11 | フラウンホーファー−ゲゼルシャフト ツル フェルデルング デル アンゲヴァンテン フォルシュング エー ファウ | 複雑な形状の構成部分を表層被膜焼入れするための方法及び装置 |
| JP2015024426A (ja) * | 2013-07-26 | 2015-02-05 | エンシュウ株式会社 | レーザ熱処理装置 |
| CN104911303A (zh) * | 2015-07-07 | 2015-09-16 | 中原内配集团股份有限公司 | 一种表面微熔处理气缸套及其制备方法 |
-
1989
- 1989-12-15 JP JP1323978A patent/JPH03188212A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010507726A (ja) * | 2006-10-27 | 2010-03-11 | フラウンホーファー−ゲゼルシャフト ツル フェルデルング デル アンゲヴァンテン フォルシュング エー ファウ | 複雑な形状の構成部分を表層被膜焼入れするための方法及び装置 |
| JP2008248270A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Toshiba Corp | レーザ衝撃硬化処理方法およびレーザ衝撃硬化処理装置 |
| JP2015024426A (ja) * | 2013-07-26 | 2015-02-05 | エンシュウ株式会社 | レーザ熱処理装置 |
| CN104911303A (zh) * | 2015-07-07 | 2015-09-16 | 中原内配集团股份有限公司 | 一种表面微熔处理气缸套及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0571646B2 (ja) | 1993-10-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4250372A (en) | Process and apparatus for the heat treatment by high energy beams of surfaces of steel products | |
| US10106864B2 (en) | Method and apparatus for laser quenching | |
| TWI395721B (zh) | 由雷射導引迴旋管光束之玻璃片切割 | |
| CN109593919B (zh) | 基于分布式三维光束扫描的轴承表面激光淬火装置及方法 | |
| JPH01316415A (ja) | ポリゴンミラーを用いたレーザ熱処理装置及び方法 | |
| JPS6163389A (ja) | 動力レーザによる金属被加工物の処理装置 | |
| JP2004035953A (ja) | レーザー光を利用した焼入れ方法及び装置 | |
| JPH05115993A (ja) | レーザ加工装置 | |
| JP2002100590A (ja) | 割断装置及びその方法 | |
| JPH03188212A (ja) | レーザ熱処理方法 | |
| GB2044948A (en) | Modifying power density of a laser beam shaper | |
| JPH05505213A (ja) | 光線により工作材料を表面処理するための装置 | |
| JP2901138B2 (ja) | ベンディング金型に焼入れを行う金型焼入れ方法並びにその装置 | |
| JP2006273695A (ja) | ガラス板の切断面の処理装置及び処理方法 | |
| JPH064892B2 (ja) | レーザ照射によるねじ軸表面硬化方法 | |
| JPH0790358A (ja) | レーザ焼入れ装置 | |
| CN117604202B (zh) | 一种基于温度场的激光热处理系统及其控制方法 | |
| JPH04143092A (ja) | レーザ加工装置 | |
| JP3200588B2 (ja) | レーザ歪加工方法及び装置 | |
| KR20040046421A (ko) | 레이저를 이용한 취성재료 절단장치 및 방법 | |
| JP2007277636A (ja) | レーザ焼入れ方法 | |
| JPH07179933A (ja) | レーザ焼入方法 | |
| JP2009293076A (ja) | 熱処理方法 | |
| CN111032590A (zh) | 改进的热处理设备 | |
| JPS6160290A (ja) | レ−ザを用いたワ−クの処理方法 |