BR112015009485B1 - aparelho de processamento a laser e método de irradiação de laser - Google Patents

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Abstract

resumo patente de invenção: "aparelho de processamento a laser e método de irradiação de laser". a presente invenção refere-se a um aparelho de processamento a laser que inclui uma unidade de irradiação de laser que tem uma estrutura que fornece uma distribuição de intensidade do feixe de laser focalizada na chapa de aço elétrico com grão orientado em uma seção transversal em uma direção perpendicular à direção de varredura na chapa de aço elétrico com grão orientado de modo a satisfazer ib/ia = 2, em que ra1 e ra2 são distâncias entre o centro de gravidade da distribuição de intensidade e posições nas quais o valor da integração da intensidade desde o centro de gravidade da distribuição de intensidade é 43% do valor total da integração de intensidade, intensidades de feixe ia1 e ia2 são intensidades do feixe de laser correspondentes a ra1 e ra2, respectivamente, ia é o valor médio de ia1 e ia2 e ib é a intensidade de feixe no centro de gravidade da distribuição de intensidade.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para APARELHO DE PROCESSAMENTO A LASER E MÉTODO DE IRRADIAÇÃO DE LASER.
CAMPO DA INVENÇÃO [001] A presente invenção refere-se a um aparelho de processamento a laser e a um método de irradiação de laser no qual subestruturas magnéticas são controladas aplicando-se um feixe de laser a uma chapa de aço elétrico com grão orientado usada para núcleos de transformadores, etc.
[002] É reivindicada prioridade sobre o Pedido de Patente Japonês n° 2012-246305, registrada em 8 de novembro de 2012, cujo teor está incorporado aqui como referência.
DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELATIVA [003] Uma chapa de aço elétrico com grão orientado tem a característica de permitir facilmente a penetração das linhas magnéticas da força em relação à direção de laminação durante a produção de uma chapa de aço (tendo uma direção de magnetização fácil ao longo da direção de laminação) (daqui em diante também referida como uma chapa de aço elétrico com uma orientação) e é usada como material que constitui um núcleo de ferro de aparelhos elétricos tais como um transformador e um rotor. Na chapa de aço elétrico com grão orientado usada para núcleos de ferro, houve uma demanda para reduzir a perda de energia (perda de núcleo) durante a magnetização. Em particular, recentemente, em resposta ao crescente aquecimento global, houve uma demanda global para economia de energia nos aparelhos elétricos. Como resultado, houve o desejo de produzir-se estavelmente chapas de aço elétrico com grão orientado nas quais a perda de núcleo fosse reduzida tanto quanto possível.
[004] A perda de núcleo é classificada em uma perda de corrente de Foucault e uma perda por histerese. Além disso, a perda com
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2/39 corrente de Foucault pode ser classificada em juma perda por corrente de Foucault clássica e uma perda de corrente de Foucault anômala. Para reduzir a perda de corrente de Foucault clássica, foi fornecida uma chapa de aço elétrico com grão orientado tendo uma película isolante na superfície da chapa. Como a chapa de aço elétrico com grão orientado tendo uma película isolante formada nela, por exemplo, como descrito no Documento de Patente 1, uma chapa de aço tendo uma estrutura de camada dupla na qual a superfície da chapa de aço base (seção metálica) é revestida com uma película espelhada e a película espelhada é revestida com uma película isolante foi proposta e colocada em uso prático.
[005] Em adição, para suprimir a perda de corrente de Foucault anômala, por exemplo, como descrito nos Documentos de Patente 2 e 3, foi proposto um método de controle subestrutura magnética com laser no qual um feixe de laser é focalizado e emitido acima da película isolante, e a chapa de aço elétrico é varrida substancialmente na direção da largura da chapa de aço elétrico com o feixe de laser (isto é, em uma direção substancialmente perpendicular à direção de laminação) de modo que seja fornecida uma região tendo periodicamente uma tensão residual na direção de laminação, reduzindo assim o tamanho da subestrutura magnética. De acordo com o método de controle da subestrutura magnética com laser, a varredura e a irradiação de um feixe de laser transmite a história de temperatura tendo um forte gradiente de temperatura em relação à direção da espessura da chapa para a região da camada mais externa da chapa de aço, a história da temperatura gera tensão na superfície, a tensão na superfície provoca o fechamento da subestrutura, o fechamento da subestrutura reduz o espaçamento de parede da subestrutura de 180°, e particularmente a perda de corrente de Foucault anômala é reduzida.
[006] O fechamento da subestrutura transmitido através do
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3/39 controle da subestrutura magnética com laser e reduz o espaçamento da parede da subestrutura 180°, e diminui a perda por corrente de Foucault anômala, mas também provoca um aumento na perda por histerese. Portanto, do ponto de vista de redução da perda total de núcleo, é eficaz estrita as larguras dos fechamentos das subestruturas. Como uma invenção que segue essa ideia, por exemplo, o Documento de Patente 3 descreve um método no qual uma forte tensão é formada em uma região estreita usando-se um feixe de laser do modo TEM00 tendo uma excelente capacidade de focalização, e são obtidos fechamentos de subestruturas estreites tendo uma intensidade suficiente.
[007] Enquanto isso, em uma etapa de irradiação de laser no método de controle da subestrutura magnética com laser, as subestruturas magnéticas são controlados pela formação de uma película de isolamento em uma película espelhada, e irradiando-se um feixe de laser em cima da película de isolamento. Entretanto, nesse método, houve casos em que a irradiação de um feixe de laser aumenta a temperatura, e o aumento na temperatura gera falhas na película de isolamento e na película espelhada. Aqui, as falhas se referem a danos na película tais como esfoliação, levantamento, mudança de propriedade, e mudança de cor da película de isolamento e da película espelhada. Em um caso em que são geradas falhas na película espelhada, a seção metálica abaixo da película se torna exposta ao exterior, e há a preocupação de que possa ser gerada ferrugem. Portanto, em um caso em que falhas são geradas na película espelhada, é necessário aplicar novamente a película de isolamento. Em tal caso, a adição de uma etapa aumenta os custos de produção.
[008] Na produção da chapa de aço elétrico com grão orientado, um número de tratamentos térmicos é executado, e assim há casos em que a estrutura da interface ou a espessura da película espelhada ou
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4/39 da película isolante se tornam irregulares na direção de laminação e na direção da largura da seção metálica da chapa de aço. Como resultado, há casos em que, mesmo quando as condições do laser são ajustadas, é difícil suprimir a geração de falhas na película espelhada por toda a chapa de aço.
CITAÇÕES DE PATENTE [009] [Documento de Patente 1] - Pedido de Patente Japonês Não
Examinado, Primeira Publicação n° 2007-119821 [0010] [Documento de Patente 2] - Pedido de Patente Japonês Não
Examinado, Primeira Publicação n° S59-33802 [0011] [Documento de Patente 3] - Panfleto de Publicação
Internacional n°. WO2004/083465 [0012] [Documento de Patente 4] - Pedido de Patente Japonês
Examinado, Segunda Publicação n° H1-51527
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
PROBLEMAS A SEREM RESOLVIDOS PELA INVENÇÃO [0013] Conforme descrito acima, para produzir eficientemente uma chapa de aço elétrico com grão orientado tendo baixa perda de núcleo, é necessário suprimir a geração de falhas em uma película espelhada, e formar fechamentos de subestruturas estreitas tendo uma intensidade suficiente em uma seção metálica da chapa de aço. Entretanto, a supressão da geração de falhas e a formação dos fechamentos de subestruturas são conceitos conflitantes. Isto é, para formar fechamentos de subestruturas estreitas e profundas, é eficaz aumentar o gradiente de uma distribuição de temperaturas em relação à direção da espessura da chapa que é formada próximo à camada mais externa da chapa de aço durante a varredura e a irradiação de um laser. Entretanto, quando o gradiente de temperatura é grande, a temperatura em uma seção irradiada com feixe de laser na superfície da chapa de aço se torna alta, e assim o risco de falhas serem geradas na película
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5/39 espelhada aumenta. Há uma demanda para otimização das condições de irradiação do laser em consideração da relação conflitante descrita acima, mas técnicas capazes de satisfazer suficientemente ambas as exigências ainda não foram descobertas.
[0014] Por exemplo, quando as subestruturas magnéticas são controladas usando-se o feixe de laser modo TEM00 descrito no Documento de Patente 3, é possível formar fechamentos de subestruturas estreitas tendo uma intensidade suficiente devido à alta capacidade de focalização, que é característica do modo TEM00, e a distribuição de temperaturas na qual a temperatura se torna alta na seção intermediária. Enquanto isso, nesse método, uma vez que a intensidade do feixe é alta próxima ao centro, comparado com o caso em que o modo TEM00 não é usado, houve o problema em que falhas são passíveis de serem geradas. Como método para suprimir a geração das falhas descritas acima, por exemplo, o Documento de Patente 4 descreve um método no qual o feixe de laser é fornecido com uma forma elíptica que é longa na direção da varredura do feixe de laser. Entretanto, de acordo com o método no qual é usado o feixe de laser tendo a forma elíptica descrita acima, enquanto a geração de falhas é suprimida, o tempo de aquecimento se torna longo. Portanto, houve uma tendência de que as larguras dos fechamentos de subestruturas se tornam grandes devido à influência da condução térmica na direção perpendicular à direção de varredura do feixe de laser, e houve o problema de que a redução da perda de núcleo é difícil.
[0015] A presente invenção foi feita e, consideração dos problemas descritos acima. Um objetivo da presente invenção é fornecer um aparelho de processamento a laser e um método de irradiação de laser no qual seja possível suprimir a geração de falhas em uma película espelhada enquanto se reduz a perda de núcleo de uma chapa de aço elétrico com grão orientado.
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MÉTODOS PARA RESOLVER O PROBLEMA (1) Isto é, de acordo com um aspecto da presente invenção, é fornecido um aparelho de processamento a laser para reduzir o tamanho da subestrutura magnética de uma chapa de aço elétrico com grão orientado focalizando-se um feixe de laser na chapa de aço elétrico com grão orientado e varrendo-se a chapa de aço elétrico com grão orientado em uma direção de varredura com o feixe de laser, incluindo um oscilador de laser emitindo o feixe de laser; e uma unidade de irradiação de laser que aplica o feixe de laser transmitido do oscilador de laser para a chapa de aço elétrico com grão orientado, na qual a unidade de irradiação de laser tem uma estrutura que fornece uma distribuição de intensidade do feixe de laser focado na chapa de aço elétrico com grão orientado m uma seção transversal em uma direção perpendicular à direção de varredura na chapa de aço elétrico com grão orientado de modo a satisfazer Ib/Ia < 2, onde, quando a integral da distribuição de intensidade é calculada a partir do centro de gravidade da distribuição de intensidade em cada uma das primeira direção e segunda direção que são ambas perpendiculares à direção de varredura, Ra1 é a distância entre o centro de gravidade da distribuição de intensidade e a posição na qual a intensidade o valor da integração da intensidade desde o centro de gravidade da distribuição de intensidade na primeira direção é 43% do valor total da intensidade de integração, Ra2 é a distância entre o centro de gravidade da distribuição de intensidade e uma posição na qual o valor de integração da intensidade a partir do centro de gravidade da distribuição de intensidade na segunda direção é 43% do valor total da integração da intensidade, a intensidade do feixe Ia, é a intensidade correspondente a Ra1, a intensidade do feixe é Ia2 é a intensidade correspondente a Ra2, Ia é o valor médio da intensidade de feixe Ia, e a intensidade de feixe Ia2 e Ib são a intensidade do feixe de laser no centro de gravidade da
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7/39 distribuição de intensidade.
(2) No aparelho de processamento a laser conforme o item (1), além disso, a estrutura da unidade de irradiação de laser fornece a distribuição de intensidade em uma direção C do feixe de laser focalizado na chapa de aço elétrico com grão orientado em uma seção transversal na direção de varredura na chapa de aço elétrico com grão orientado de modo a satisfazer 1,5 < Id/Ic < 10, onde, quando a integral da distribuição da intensidade na direção C é calculada a partir o centro de gravidade da distribuição de intensidade na direção C em cada uma das terceira e quarta direções que são ambas ao longo da direção de varredura , Rc1 é a distância entre o centro de gravidade da distribuição de intensidade na direção C e a posição na qual o valor da integração da intensidade a partir do centro de gravidade da distribuição de intensidade na direção C na terceira direção é 43% do valor total da integração da intensidade na direção C, Rc2 é a distância entre o centro de gravidade da distribuição de intensidade na direção C e a posição na qual o valor da integração da intensidade desde o centro de gravidade da distribuição de intensidade na direção C na quarta direção =é 43% do valor total da integração de intensidade na direção C, a intensidade de feixe Ici é a intensidade correspondente a Rci, a intensidade de feixe Ic2 é a intensidade correspondente a Rc2, Ic é o valor médio da intensidade de feixe Ici e da intensidade de feixe Ic2 e id é a intensidade de feixe de laser do feixe de laser no centro de gravidade da distribuição de intensidade na direção C.
(3) No aparelho de processamento a laser conforme o item (1) ou (2), lb/la pode estar dentro de uma faixa de 1,0 a 2,0.
(4) No aparelho de processamento a laser conforme qualquer um dos itens (1) a (3), quando o valor médio de Ra1 e Ra2 é representado por Ra, Ra pode estar dentro de uma faixa de 5 pm a 100 pm.
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8/39 (5) No aparelho de processamento a laser conforme o item (4), Ra pode estar dentro de uma faixa de 5 pm a 60 pm.
(6) No aparelho de processamento a laser conforme qualquer um dos itens (1) a (5), quando o comprimento de onda do feixe de laser é representado por λ em unidades de pm, um produto do parâmetro do feixe do feixe de laser focalizado na chapa de aço elétrico com grão orientado pode estar dentro de uma faixa de λ/π a 10 mm^mrad.
(7) No aparelho de processamento a laser conforme qualquer um dos itens (1) a (6), o oscilador a laser pode ser uma fibra de laser ou um disco de laser.
(8) No aparelho de processamento a laser conforme qualquer um dos itens (1) a (7), a forma de ponto do feixe de laser focalizado na chapa de aço elétrico com grão orientado ode ser uma elipse, e a direção do eixo menor da elipse pode ser perpendicular à direção de varredura.
(9) De acordo com outro aspecto da presente invenção, é fornecido um método de irradiação de laser incluindo uma etapa de irradiação de laser para diminuir o tamanho da subestrutura magnética de uma chapa de aço elétrico com grão orientado focalizando-se o feixe de laser na chapa de aço elétrico com grão orientado e varrendo-se a chapa de aço elétrico com grão orientado na direção da varredura com o feixe de laser, no qual lb/la é 2,0 ou menos na distribuição de intensidade do feixe de laser focalizado na chapa de aço elétrico com grão orientado em uma seção transversal em uma direção perpendicular à direção de varredura na chapa de aço elétrico com grão orientado, onde, quando a integral da distribuição de intensidade em cada uma das primeira direção e segunda direção que são ambas perpendiculares à direção de varredura, Ra1 é a distância entre o centro de gravidade da distribuição de intensidade e a posição na qual o valor da integração da
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9/39 intensidade desde o centro de gravidade da distribuição de intensidade na primeira direção é 43% do valor total da distribuição de intensidade, Ra2 é a distância entre o centro de gravidade da distribuição de intensidade e a posição na qual o valor da integração de intensidade desde o centro de gravidade da distribuição de intensidade na segunda direção é 43% do valor total de integração de intensidade, a intensidade de feixe la1 é a intensidade correspondente a Ra1, a intensidade de feixe la2 é a intensidade correspondente a Ra2, Ia é o valor médio da intensidade de feixe Ia1 e da intensidade de feixe Ia2 e Ib é as intensidade de feixe do feixe de laser no centro de gravidade da distribuição de intensidade.
(10) No modo de irradiação a laser conforme o item (9), além disso, Id/Ic cai dentro de uma faixa de 1,5 a 10 na distribuição de intensidade na direção C do feixe de laser focalizado na chapa de aço elétrico com grão orientado na seção transversal na direção da varredura na chapa de aço elétrico com grão orientado, onde, quando a integral da distribuição de intensidade na direção C é calculada a partir do centro de gravidade da distribuição de intensidade na direção C em cada uma das terceira direção e quarta direção que são ambas ao longo da direção de varredura, Rc1 é a distância entre o centro de gravidade da distribuição de intensidade na direção C e uma posição na qual o valor de integração da intensidade a partir do centro de gravidade da distribuição de intensidade na direção C na terceira direção é 43% do valor total da integração da intensidade na direção C, Rc2 é a distância entre o centro de gravidade da distribuição de intensidade na direção C e uma posição na qual o valor de integração da intensidade a partir do centro de gravidade da distribuição de intensidade na direção C na quarta direção é 43% do valor total da integração de intensidade na direção C, a intensidade do feixe Ic1 é a intensidade correspondente a Rc1, a intensidade de feixe Ic2 é a intensidade correspondente a Rc2, Ic
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10/39 é o valor médio da intensidade de feixe Ici e da intensidade de feixe IC2 e Id é a intensidade de feixe do feixe de laser no centro de gravidade da distribuição de intensidade na direção C.
EFEITOS DA INVENÇÃO [0016] De acordo com os aspectos da presente invenção descritos acima, torna-se possível suprimir a geração de falhas em uma película espelhada enquanto reduz a perda de núcleo de uma chapa de aço elétrico com grão orientado.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0017] A FIG. 1 é uma vista de seção transversal de uma chapa de aço elétrico com grão orientado 10 conforme a presente modalidade.
[0018] A FIG. 2 é um fluxograma mostrando um exemplo de uma etapa para produção de uma chapa de aço elétrico com grão orientado 10 conforme a presente modalidade.
[0019] A FIG. 3 é uma vista esquemática mostrando a constituição de um exemplo de um aparelho de processamento a laser 100 conforme a presente modalidade.
[0020] A FIG. 4 é uma vista esquemática mostrando a constituição de um exemplo de uma unidade de irradiação a laser 106 conforme a presente modalidade.
[0021] A FIG. 5 é uma vista esquemática mostrando um produto de parâmetro de feixe (BPP).
[0022] A FIG. 6 é uma vista mostrando a forma de ponto de um feixe de laser na chapa de aço elétrico com grão orientado 10.
[0023] A FIG. 7 é uma vista mostrando a distribuição de intensidade de um feixe de laser conforme a presente modalidade em uma seção transversal perpendicular à direção de varredura do feixe de laser.
[0024] A FIG. 8 é uma vista mostrando a distribuição de intensidade do feixe de laser conforme um exemplo comparativo na
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11/39 seção transversal perpendicular à direção de varredura do feixe de laser.
[0025] A FIG. 9 é uma vista esquemática mostrando a condução térmica que ocorre em uma direção ortogonal à direção de varredura a partir de cada região das asas A conforme o exemplo comparativo.
[0026] A FIG. 10 é uma vista mostrando um exemplo modificado da distribuição de intensidade do feixe de laser conforme a presente modalidade.
[0027] A FIG. 11 é uma vista mostrando a distribuição de intensidade do feixe de laser conforme a presente modalidade na seção transversal perpendicular à direção de varredura do feixe de laser.
[0028] A FIG. 12 é uma vista mostrando a distribuição de intensidade do feixe de laser conforme o exemplo comparativo na seção transversal perpendicular à direção de varredura do feixe de laser.
[0029] A FIG. 13 é uma vista esquemática mostrando a distribuição de intensidade do feixe de laser conforme a presente modalidade. DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [0030] Daqui em diante serão descritas em detalhes modalidades da presente invenção em relação aos desenhos anexos. Na presente especificação e nos desenhos, aos componentes que tenham substancialmente as mesmas constituições e funções serão dados os mesmos símbolos de referência, e sua descrição não será repetida. VISÃO GERAL DE UMA CHAPA DE AÇO ELÉTRICO COM GRÃO ORIENTADO [0031] Uma chapa de aço elétrico com grão orientado se refere a uma chapa de aço elétrico na qual os eixos de magnetização fácil (em uma direção <100> de um cristal cúbico de corpo centrado) de grãos de cristal na chapa de aço se alinham substancialmente ao longo da direção de laminação em uma etapa de produção. A chapa de aço elétrico com grão orientado tem uma estrutura na qual subestruturas
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12/39 magnéticas magnetizadas na direção de laminação são ordenadas em várias carreiras com uma parede magnética interposta entre elas. A chapa de aço elétrico com grão orientado é facilmente magnetizada na direção de laminação, e é assim adequada para material de núcleo de um transformador no qual as direções das linhas magnéticas de força são quase constantes.
[0032] A FIG. 1 é uma vista de seção transversal de uma chapa de aço elétrico com grão orientado 10 conforme a presente modalidade. Conforme mostrado na FIG. 1, a chapa de aço elétrico com grão orientado 10 inclui uma chapa de aço base (seção metálica) 12, películas espelhadas 14 formadas em ambas as superfícies da chapa de aço base 12, e películas isolantes 16 formadas nas películas espelhadas 14. Os transformadores são classificados, grosso modo, em transformadores de núcleo laminado e transformadores toroidais. Para os transformadores toroidais, uma chapa de aço é mudada toroidalmente na forma por uma deformação de dobramento de modo a ter uma forma de transformador, e então é recozida para remover a tensão introduzida devido à deformação mecânica (etapa de recozimento de alívio de tensões). Nessa etapa de recozimento, mesmo a tensão introduzida pela irradiação de laser conforme descrito acima é aliviada, e o efeito de refino da subestrutura magnética é perdido. Enquanto isso, na produção de transformadores de núcleo laminado, a etapa de recozimento de alívio de tensões não é necessária. Portanto, a chapa de aço elétrico com grão orientado 10 conforme a presente modalidade é particularmente adequada como material para transformadores de núcleo laminado.
[0033] A chapa de aço base 12 é constituída de uma liga de ferro contendo Si. Um exemplo da composição química da chapa de aço base 12 é Si: 2,5% em massa a 4,0% em massa, C: 0,02% em massa a 0,10% em massa, Mn: 0,05% em massa a 0,20% em massa, Al solúvel em
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13/39 ácido: 0,020% em massa a 0,040% em massa, N: 0,002% em massa a 0,012% em massa, S: 0,001% em massa a 0.010% em massa, e P: 0,01% em massa a 0,04% em massa, com o saldo sendo Fe e impurezas. A espessura da chapa de aço base 12 está, por exemplo, em uma faixa de 0,2 mm a 0,3 mm.
[0034] A película espelhada 14 é constituída de um óxido múltiplo, por exemplo, forsterita (Mg2SiO4), espinélio (MgAbO4), ou cordierita (Mg2Al4Si5O16). A espessura da película espelhada 14 é, por exemplo, 1 pm.
[0035] A película isolante 16 é formada, por exemplo, pelo cozimento de uma solução de revestimento incluindo principalmente sílica coloidal e um fosfato (fosfato de magnésio, fosfato de alumínio, etc.) ou de uma solução de revestimento que seja uma mistura de uma alumina sol e ácido bórico. A espessura da película isolante 16 está, por exemplo, na faixa de 2 pm a 3 pm.
[0036] Na chapa de aço elétrico com grão orientado 10 na constituição descrita acima, um feixe de laser é focalizado, é emitido acima da película isolante 16, e a chapa de aço elétrico com grão orientado é varrida substancialmente na direção da largura (uma direção substancialmente ortogonal à direção de laminação) da chapa de aço elétrico com grão orientado sendo transportada na direção de laminação (direção de transporte) com o feixe de laser. Os gradientes de temperatura na direção da espessura da chapa e na direção da largura da chapa, que são provocadas pela irradiação do feixe de laser, transmitem tensão residual nas regiões lineares quase ortogonais à direção de laminação. As regiões lineares com a tensão residual transmitida são geradas em períodos predeterminados na direção de laminação, e nas regiões que são interpostas entre duas regiões lineares e são magnetizadas na direção de laminação, as larguras das subestruturas magnéticas em uma direção substancialmente ortogonal
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14/39 na direção de laminação são reduzidas.
[0037] Daqui em diante, em alguns casos, a chapa de aço elétrico com grão orientado descrita acima será referida como a chapa de aço elétrico com grão orientado conforme a presente modalidade.
MÉTODO PARA PRODUÇÃO DA CHAPA DE AÇO ELÉTRICO COM GRÃO ORIENTADO [0038] Um método para produção da chapa de aço elétrico com grão orientado 10 conforme a presente modalidade será descrito em relação à FIG. 2. A FIG. 2 é um fluxograma mostrando um exemplo de uma etapa para produção da chapa de aço elétrico com grão orientado 10 conforme a presente modalidade.
[0039] A etapa para produção da chapa de aço elétrico com grão orientado 10, como mostrado na FIG. 2, inclui uma etapa de lingotamento S2, uma etapa de laminação a quente S4, uma etapa de recozimento S6, uma etapa de laminação a frio S8, uma etapa de recozimento de descarburação S10, uma etapa de revestimento separador de revestimento S12, uma etapa de recozimento final S14, uma etapa de formação da película isolante S16, e uma etapa de irradiação de laser S18.
[0040] Na etapa de lingotamento S2, um aço fundido ajustado para ter uma composição predeterminada é fornecido a uma máquina de lingotamento contínuo, e uma placa é formada continuamente. Na etapa de laminação a quente S4, a placa é aquecida até uma temperatura predeterminada (por exemplo, 1150°C a 1400°C), e é laminada a quente. Como resultado, é obtida uma chapa de aço laminada a quente tendo uma espessura predeterminada (por exemplo, 1,8 mm a 3,5 mm). [0041] Na etapa de recozimento S6, um tratamento térmico (recozimento) é executado na chapa de aço laminada a quente sob condições de, por exemplo, uma temperatura de aquecimento dentro de uma faixa de 750°C a 1200°C e um tempo de aquecimento dentro de
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15/39 uma faixa de 30 segundos a 10 minutos. Na etapa de laminação a frio S8, a superfície da chapa laminada a quente é decapada, e então a laminação a frio é executada. Como resultado, é obtida uma chapa laminada a frio tendo uma espessura predeterminada (por exemplo, 0,15 mm a 0,35 mm).
[0042] Na etapa de recozimento de descarburação S10, um tratamento térmico (recozimento de descarburação) é executado na chapa de aço laminada a frio sob condições de, por exemplo, uma temperatura de aquecimento dentro de uma faixa de 700°C a 900°C e um tempo de aquecimento dentro de uma faixa de 1 minuto a 3 minutos, obtendo assim a chapa de aço base 12. De acordo com a etapa de recozimento de descarburação, uma camada de óxido incluindo principalmente sílica (SiO2) se forma na superfície da chapa de aço base 12. Na etapa de revestimento separador de recozimento S12, um separador de recozimento incluindo principalmente magnésia (MgO) é aplicado à camada de óxido na superfície da chapa de aço base 12.
[0043] Na etapa de recozimento final S14, a chapa de aço base 1'2 na qual foi aplicado o separador de recozimento é enrolada em forma de bobina, é colocada em um forno de recozimento em caixa, e um tratamento térmico (recozimento final) é executado. As condições de tratamento térmico são, por exemplo, uma temperatura de aquecimento dentro da faixa de 1100°C a 1300°C e um tempo de aquecimento dentro de uma faixa de 20 horas a 24 horas. Nesse momento, os assim chamados grãos de Goss que têm eixos de magnetização fácil na direção de transporte (direção de laminação) da chapa de aço base 12 preferencialmente crescem. Como resultado, é obtida uma chapa de aço elétrico com grão orientado tendo uma alta orientação de cristal (alinhamento de cristal) após o recozimento final. Em adição, na etapa de recozimento final, S14, a camada de óxido e o separador de recozimento reagem entre si, e a película espelhada 14 feita de forsterita
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16/39 (Mg2SiÜ4) se forma na superfície da chapa de aço base 12.
[0044] Na etapa de formação da película isolante S16, a chapa de aço base 12 que foi bobinada em forma de uma bobina é desbobinada, é estirada em forma de chapa, e é transportada. Em adição, um material isolante é aplicado às películas espelhadas 14 formadas em ambas as superfícies da chapa de aço base 12, e é cozida formando assim as películas isolantes 16. A chapa de aço base 12 na qual as películas isolantes 16 são formadas é enrolada em forma de bobina.
[0045] Na etapa de irradiação a laser S18, a chapa de aço base 12 que foi enrolada em forma de bobina é desbobinada, é estirada em forma de chapa, e é transportada. Em adição, um feixe de laser é focalizado e uma superfície única da chapa de aço base 12 é irradiada com o feixe de laser usando uma unidade de irradiação de laser conforme a presente modalidade descrita abaixo, e a chapa de aço elétrico com grão orientado é varrida substancialmente na direção da largura (a direção substancialmente ortogonal à direção de laminação) da chapa de aço elétrico com grão orientado sendo transportada na direção de laminação (direção de transporte) com o feixe de laser. Portanto, uma tensão linear quase ortogonal à direção de laminação é formada na superfície da chapa de aço base 12 a intervalos predeterminados na direção de laminação. A focalização e a varredura do feixe de laser podem ser executadas apenas na superfície frontal ou traseira da chapa de aço base 12, ou podem ser executadas em ambas as superfícies frontal e traseira. Em adição, na descrição acima, é descrito que a chapa de aço base 12 na qual as películas isolantes 16 são formadas é bobinada na forma de uma bobina, e então é enviada para a etapa de irradiação laser S18, mas é possível também executar a irradiação laser imediatamente após a formação das películas isolantes, e então enrolar a chapa de aço base em forma de uma bobina. [0046] Conforme descrito acima, as películas espelhadas 14 e as
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17/39 películas isolantes 16 são formadas nas superfícies da chapa de aço base 12, e são irradiadas com o feixe de laser, produzindo assim a chapa de aço elétrico com grão orientado 10 na qual as subestruturas de magnésio são controladas.
CONSTITUIÇÃO DO APARELHO DE PROCESSAMENTO A LASER [0047] Em relação às FIGs. 3 e 4, será descrita a constituição de um exemplo do aparelho de processamento a laser 100 (daqui em diante, em alguns casos, referido como aparelho de processamento a laser conforme a presente modalidade) que irradia a chapa de aço elétrico com grão orientado 10 com um feixe de laser conforme a presente modalidade de modo a transmitir a tensão residual. O aparelho de processamento a laser 100 conforme a presente modalidade é usado para irradiar a chapa de aço elétrico com grão orientado 10 com um feixe de laser na etapa de irradiação a laser S18. A FIG. 3 é uma vista esquemática mostrando a constituição de um exemplo do aparelho de processamento a laser 100 conforme a presente modalidade.
[0048] O aparelho de processamento a laser 100 emite um feixe de laser acima da película isolante 16 na chapa de aço elétrico com grão orientado 10 sendo transportada na direção de laminação a uma certa velocidade, transmitindo assim tensa linear quase ortogonal à direção de laminação. O aparelho de processamento a laser 100, como mostrado na FIG. 3, inclui uma pluralidade de osciladores de laser 102, uma pluralidade de fibras de transmissão 104 e uma pluralidade de unidades de irradiação a laser 106. Na FIG. 3, três unidades de osciladores de laser 102, três fibras de transmissão 104, e três unidades de irradiação de laser 106 são mostradas, e as respectivas constituições são as mesmas. Na presente modalidade, será descrito um caso no qual são fornecidos três osciladores de laser, três fibras de transmissão, e três unidades de irradiação a laser, mas o número de unidades não é limitado desde que a chapa de aço possa ser varrida com o feixe de
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18/39 laser através de toda a largura da chapa.
[0049] A FIG. 4 é uma vista esquemática mostrando a constituição de um exemplo da unidade de irradiação a laser 106.
[0050] O oscilador de laser 102 emite, por exemplo, um feixe de laser de alta saída. A fibra de transmissão 104 é uma fibra ótica que transmite um feixe de laser emitido pelo oscilador de laser 102 para a unidade de irradiação de laser 106.
[0051] Em relação ao tipo de oscilador de laser 102, do ponto de vista de uma excelente capacidade de focalização e uma capacidade de formar fechamentos de subestruturas estreitos, é preferida uma fibra de laser ou um disco de laser. A fira de laser ou o disco de laser tem um comprimento de onda em uma faixa próxima do ultravioleta ou próxima do infravermelho (por exemplo, uma faixa de 1 pm), e é assim capaz de transmitir um feixe de laser usando uma fibra ótica. Quando um feixe de laser é transmitido usando uma fibra ótica, um aparelho de processamento a laser mais compacto 100 pode ser realizado. Em adição, quando o feixe de laser da fibra de laser ou do disco de laser é transmitido usando-se uma fibra ótica, comparado com um laser a CO2 ou um laser YAG incapaz de transmitir um feixe de laser usando-se uma fibra ótica, torna-se mais fácil controlar a distribuição de intensidade do feixe em uma posição do ponto descrito abaixo, o que é preferível. Em adição, o oscilador de laser 102 pode ser um laser de onda contínua ou um laser de pulsos.
[0052] Em uma porção que é irradiada com o feixe de laser na chapa de aço elétrico com grão orientado 10, é necessário garantir a profundidade de foco para formar adequadamente as subestruturas magnéticas em um caso em que é gerada a vibração ou similar da superfície de uma chapa de aço na direção perpendicular à superfície da chapa de aço. Para garantir a profundidade do foco, conforme descrito abaixo, o produto de parâmetro de qualidade do feixe de laser
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19/39 é preferivelmente 10 (mm-mrad) ou menos. Quando a fibra de laser ou o disco de laser é usado como o oscilador de laser 102, é possível ajustar a qualidade do produto de parâmetro de qualidade do feixe dentro da faixa descrita acima.
[0053] Será descrito um método para avaliar quantitativamente as qualidades dos feixes. O feixe do ponto do feixe de laser e a profundidade de foco do feixe de laser dependem das qualidades dos feixes. As qualidades dos feixes são geralmente quantificadas usandose um produto parâmetro de feixe (BPP).
[0054] A FIG. 5 é uma vista esquemática mostrando o produto de parâmetro do feixe (BPP). Na FIG. 5, o feixe de laser que passou através de uma lente é focalizado para um diâmetro de feixe com um feixe r, e então aumentado novamente. Em adição, o feixe de laser é focalizado a um ângulo θ. Nesse caso, o produto de parâmetro de feixe (BPP) é expresso pela Equação (1) descrita abaixo em unidades de mm-mrad.
ΒΡΡ=^Θ ··· (1) [0055] Em adição, nesse caso, a profundidade de foco (DOF) é expressa pela Equação (2) descrita abaixo usando-se BPP em unidades de mm.
DOF=2000xr2/BPP - -- (2) [0056] Aqui é descoberto que , quando BPP é ajustado para 10 (mm-mrad) ou menos, mesmo em um caso em que r é ajustado para 0,06 mm para obter um fechamento de subestrutura mais estreito, é possível garantir um DOF de 0,7 mm ou mais. Quando um DOF de 0,7 mm ou mais é garantido, mesmo em um caso em que a chapa de aço elétrico com grão orientado 10 vibra em uma direção perpendicular à superfície da chapa, é eficaz reduzir adequadamente o tamanho da subestrutura magnética. O valor limite inferior de BPP é λ/π (mm-mrad) quando o comprimento de onda do feixe de laser é λ (pm).
[0057] A descrição será continuada em relação novamente à FIG.
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3. A unidade de irradiação de laser 106 focaliza o feixe de laser transmitido pelo oscilador de laser 102 usando a fibra de transmissão 104 na chapa de aço elétrico com grão orientado 10 e faz a varredura da chapa de aço elétrico com grão orientado 10 com o feixe de laser focalizado. A largura a ser varrida com o feixe de laser pela unidade de irradiação de laser 106 pode ser mais estreita que a largura da chapa de aço elétrico com grão orientado 10. Quando as unidades de irradiação de laser 106 são ordenadas em múltiplas carreiras na direção da largura da chapa como mostrado na FIG. 3, é possível varrer toda a largura da chapa de aço elétrico com grão orientado 10 com o feixe de laser.
[0058] A unidade de irradiação de laser 106, como mostrado na FIG.
4, inclui uma cabeça de laser 122, uma lente colimadora 124, um espelho metálico 126, um espelho poligonal 128, e um espelho paraboloide 130.
[0059] A cabeça de laser 122 emite o feixe de laser transmitido usando-se a fibra de transmissão 104 a um ângulo de divergência predeterminado. A lente colimadora 124 altera o feixe de laser emitido pela cabeça de laser 122 para um feixe colimado.
[0060] O espelho metálico 128 é um espelho para reduzir e ajustar o diâmetro do feixe de laser incidente na direção da largura de chapa (referir-se à FIG. 3) da chapa de aço elétrico com grão orientado 10. Como espelho metálico 126, é possível usar-se, por exemplo, um espelho colunar ou um espelho paraboloide que tenha curvatura na direção de um único eixo. O feixe de laser refletido no espelho metálico 126 incide no espelho poligonal 128 que gira a uma velocidade de rotação predeterminada.
[0061] O espelho poligonal 128 é um poliedro giratório, e move o feixe de laser na direção da largura a chapa de aço elétrico com grão orientado 10 ao ser girado. Enquanto o feixe de laser é incidente em
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21/39 uma superfície do poliedro do espelho poligonal 128, uma região linear é varrida com o feixe de laser substancialmente na direção da largura da chapa de aço elétrico com grão orientado 10 de acordo com a rotação da superfície. Como resultado, a tensão residual é transmitida para a região linear. De acordo com a rotação do espelho poligonal 128, a varredura é repetida com o feixe de laser e, simultaneamente, a chapa de aço elétrico com grão orientado 10 é transportada na direção de laminação. Como resultado, regiões tendo tensão residual linear são formadas periodicamente na chapa de aço elétrico com grão orientado 10 na direção de laminação. Enquanto isso, o período das regiões lineares na direção de laminação é ajustado usando-se a velocidade de transporte da chapa de aço elétrico com grão orientado 10 e a velocidade de rotação do espelho poligonal 128.
[0062] O espelho paraboloide 130 é um espelho para reduzir e ajustar o diâmetro do feixe de laser refletido no espelho poligonal 128 na direção de laminação. O feixe de laser refletido pelo espelho paraboloide 130 é focalizado na superfície da chapa de aço elétrico com grão orientado 10.
[0063] A FIG. 6 é uma vista mostrando a forma de ponto do feixe de laser na chapa de aço elétrico com grão orientado 10. Na presente modalidade, a forma de ponto do feixe de laser é uma forma elíptica como mostrado na FIG. 6, e tem um eixo maior ao longo da direção de varredura do feixe de laser LB (o eixo maior e a direção de varredura do feixe de laser LB são quase paralelas entre si) e o eixo menor é substancialmente ortogonal à direção de varredura (isto é, quase 90°, e casos de não serem estritamente 90° também estão incluídos). Quando a forma de ponto é ajustada para uma forma elíptica como descrito acima, o tempo de aquecimento pela irradiação com o feixe de laser em, um ponto da chapa de aço se torna longo. Como resultado, as temperaturas nas posições profundas dentro da chapa de aço elétrico
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22/39 com grão orientado 10 podem ser aumentadas, e a perda de núcleo pode ser reduzida efetivamente. Em relação à forma de ponto do feixe de laser, um ponto elíptico pode ser obtido reduzindo-se o diâmetro do feixe na direção de varredura do feixe de laser LB usando-se o espelho metálico 126, e reduzindo-se o diâmetro do feixe na direção ortogonal à direção de varredura usando-se o espelho paraboloide 130. Em um caso em que a chapa de aço elétrico com grão orientado 10 é varrida com o feixe de laser LB na direção da largura enquanto a chapa de aço elétrico com grão orientado é transportada na direção de laminação, a direção de varredura vista da unidade de irradiação de laser 106 e a direção de varredura vista da chapa de aço elétrico com grão orientado 10 são diferentes entre si. A direção de varredura do feixe de laser LB na presente modalidade se refere à direção de laminação vista da chapa de aço elétrico com grão orientado 10.
[0064] Na descrição acima, a forma de ponto do feixe de laser na chapa de aço elétrico com grão orientado 10 é ajustada para uma forma elíptica. Mas não é limitada a isso, Por exemplo, a forma de ponto do feixe de laser pode ser uma forma de círculo exato.
[0065] Em adição, na descrição acima, o oscilador de laser 102 é a fibra de laser ou o disco de laser, mas não é limitado a isso. Por exemplo, o oscilador de laser 102 pode ser um laser de CO2. Nesse caso, o feixe de laser é transmitido do oscilador de laser 102 para a unidade de irradiação de laser 106 usando-se um espelho ou similar em lugar da fibra ótica.
[0066] Em relação ao refino da subestrutura magnética e às falhas das películas espelhadas>
[0067] Enquanto isso, a chapa de aço elétrico com grão orientado à qual é aplicado um campo magnético na direção de laminação, conforme descrito acima, tem uma estrutura na qual as subestruturas magnéticas magnetizadas na direção de laminação são ordenados em
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23/39 múltiplas carreiras. Aqui, para também reduzir a perda de núcleo da chapa de aço elétrico com grão orientado 10. é eficaz reduzir o tamanho da subestrutura magnética (estreitar as subestruturas magnéticas) pela irradiação com o feixe de laser. Pra reduzir o tamanho da subestrutura magnética, é particularmente eficaz formar fechamentos de subestruturas mais estreitos tendo uma intensidade suficiente pela transmissão de um grande gradiente de temperatura em relação à direção da espessura da chapa para regiões extremamente estreitas ao longo da direção de laminação próximo à camada mais externa da chapa de aço elétrico com grão orientado 10.
[0068] Para aumentar o gradiente de temperatura, é necessário aumentar a temperatura da superfície da chapa de aço elétrico com grão orientado 10. Entretanto, quando a temperatura da superfície é aumentada, há casos em que o aumento da temperatura provoca falhas, tais como esfoliação de películas, na película isolante 16 ou na película espelhada 14. Particularmente, em um caso em que falhas são geradas na película espelhada 14, a chapa de aço base 12 é exposta ao exterior, e há a preocupação de que a ferrugem possa ser gerada, o que não é desejável.
[0069] Portanto, na presente modalidade, para realizar tanto a redução da perda de núcleo da chapa de aço elétrico com grão orientado 10 e a prevenção da geração de falhas na película espelhada 14, como descrito abaixo, a distribuição de intensidade do feixe de laser na superfície da chapa de aço elétrico com grão orientado 10 é ajustada de modo que as condições predeterminadas sejam satisfeitas.
[0070] A distribuição de intensidade do feixe de laser na superfície da chapa de aço elétrico com grão orientado [0071] O ajuste da distribuição de intensidade do feixe de laser na superfície da chapa de aço elétrico com grão orientado 10 da presente modalidade será descrito em comparação com os exemplos
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24/39 comparativos.
[0072] A FIG. 7 é uma vista mostrando a distribuição de intensidade do feixe de laser conforme a presente modalidade. A FIG. 8 é uma vista mostrando a distribuição de intensidade do feixe de laser conforme um exemplo comparativo. Ambas as FIGs. 7 e 8 mostram as distribuições da intensidade de feixe I (a força de saída do feixe de laser por unidade de área) em uma seção transversal perpendicular à direção de varredura do feixe de laser passando através do centro de gravidade do feixe de laser em relação à direção de varredura. O eixo horizontal nas FIGs. 7 e 8 indica a distância x desde o centro de gravidade da distribuição de intensidade (a definição do eixo x está mostrada na FIOG. 6). Aqui, o centro de gravidade da distribuição de intensidade em relação à direção de varredura é definido como, quando a direção de varredura do feixe de laser é definida como eixo y, a posição do centro de gravidade y do valor de integração da intensidade (esse valor de integração serve como função de y) obtida pela integral da distribuição de intensidade do feixe de laser, que serve como função de x e y, ao longo do eixo x em relação aos valores individuais y. Enquanto isso, o exemplo comparativo mostrado na FIGH. 8 é uma distribuição de intensidade em um caso em que o assim chamado feixe de laser do modo TEM00 é focalizado na chapa de aço elétrico com grão orientado
10. O modo se refere a um modo mostrando a distribuição Gaussiana na qual a intensidade máxima está presente na seção central da distribuição de intensidades como mostrado na FIG. 8.
[0073] No caso do exemplo comparativo, como mostrado na FIG. 8, a intensidade do feixe é distribuída em uma ampla faixa na direção ortogonal à direção de varredura (a direção do eixo x), e as regiões de asa A estão presentes em ambos os lados da distribuição de intensidades (isto é, ambos os lados da distribuição de intensidades se estendem uniformemente). Em um caso em que as regiões de asa A
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25/39 estão presentes como descrito acima, a condução térmica ocorre facilmente desde a região das asas A em uma direção ortogonal à direção de varredura do feixe de laser.
[0074] A FIG. 9 é uma vista esquemática mostrando a condução térmica que ocorre em uma direção ortogonal à direção de varredura a partir da região de asa A na distribuição de intensidade do feixe de laser conforme o exemplo comparativo. Quando o feixe de laser LB é movido na direção de varredura como mostrado na FIG. 9, a condução térmica ocorre em uma direção ortogonal à direção de varredura a partir da região de asa A. Portanto, regiões nas quais a temperatura aumenta espalha em uma ampla faixa em uma direção ortogonal à direção de varredura e as larguras dos fechamentos de subestruturas são passíveis de se alargarem. Como resultado, a redução da perda de núcleo da chapa de ao elétrico com grão orientado 10 é impedida.
[0075] Ao contrário, no caso da distribuição de intensidades do feixe de laser conforme a presente modalidade como mostrado na FIG. 7, as larguras das regiões de asa na distribuição de intensidade são estreitas, e a intensidade de feixe é distribuída em uma faixa estreita em uma direção ortogonal à direção de varredura. Portanto, a ocorrência de condução térmica em uma direção ortogonal à direção de varredura a partir da região de asa é suprimida, e as larguras dos fechamentos das subestruturas se tornam estreitas. Como resultado, comparado com o exemplo comparativo, torna-se possível reduzir também a perda de núcleo da chapa de aço elétrico com grão orientado 10.
[0076] Nas distribuições de intensidade do feixe de laser mostradas nas FIGs. 7 e 8, as distâncias Ra1 e Ra2, a intensidade de feixe Ia1, a intensidade de feixe Ia2, e a intensidade de feixe Ib são definidas conforme descrito abaixo. A distância Ra1 representa a distância desde o centro de gravidade da distribuição de intensidade até uma posição no eixo x na qual o valor de integração de intensidade obtido pela
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26/39 integral da distribuição de intensidade desde o centro de gravidade da distribuição de intensidade na direção -x (a primeira direção, a direção à esquerda no papel na FIG. 7) é 43% do valor total da integração de intensidade. Em adição, a distância Ra2 representa a distância desde o centro de gravidade da distribuição de intensidades até uma posição no eixo x na qual o valor da integração de intensidade obtido pela integral da distribuição da intensidade desde o centro de gravidade do na direção +x (a segunda direção, a direção à direita no papel na FIG. 7) seja 43% do valor total da integração de intensidade. Isto é, na FIG. 7 a área da região hachurada indicada por Ra1 e Ra2 responde por 86% (43% + 43%) do valor obtido pela integral de toda a distribuição de intensidade na FIG. 7 (essa definição deve ser aplicada à FIG. 8). Em adição, a intensidade de feixe Ia1 representa a intensidade de feixe na posição da distância Ra1, e a intensidade de feixe Ia2 representa a intensidade de feixe na posição da distância Ra2. O valor médio de Ia1 e Ia2 é representado por Ia. Enquanto isso, em um caso em que o feixe de laser é simétrico bilateralmente, Ra1 e Ra2, e Ia1 e Ia2 se tornam iguais. A intensidade de feixe Ib representa a intensidade de feixe no centro de gravidade da distribuição de intensidade.
[0077] Na distribuição de intensidade do feixe de laser conforme o exemplo comparativo mostrada na FIG. 8, Ib/Ia é 2,8. Ao contrário, na distribuição de intensidade do feixe de laser conforme a presente modalidade mostrada na FIG. 7, para suprimir o pico de intensidade e suprimir a condução térmica em uma direção ortogonal à direção de varredura, Ib/Ia é ajustado para 2,0 ou menos, preferivelmente dentro de uma faixa de 1,0 a 2,0. Quando a distribuição de intensidade do feixe de laser na superfície da chapa de aço elétrico com grão orientado 10 é ajustada de modo que Ib/Ia caia dentro de uma faixa de 1,0 a 2,0, a ocorrência de condução térmica é suprimida, e torna-se possível reduzir significativamente a perda de núcleo.
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27/39 [0078] Ib/Ia pode ser ajustado adequadamente através de, no aparelho de processamento a laser, por exemplo, uma mudança no tipo de feixe de laser e/ou da seleção do espelho metálico 126 ou do espelho paraboloide 130 tendo a curvatura adequada (comprimento focal).
[0079] Em adição, na presente modalidade, quando o valor médio de Ra1 e Ra2 é representado por Ra, a distribuição de intensidade do feixe de laser é ajustada de modo que Ra seja 100 pm (0,1 mm) ou menos. Portanto, fechamentos de subestruturas mais estreitos são formados enquanto a distância da condução térmica em uma direção ortogonal à direção de varredura é também diminuída, e assim é possível reduzir mais significativamente a perda de núcleo. Para reduzir com segurança a perda de núcleo, é mais desejável ajustar-se Ra para 60 pm ou menos. Quando Ra alcança menos que 5 pm, a profundidade de foco se torna muito rasa, o que não é desejável.
[0080] De acordo com o feixe de laser tendo a distribuição de intensidade do feixe de laser conforme a presente modalidade, é possível suprimir a geração de falhas na película espelhada 14. Em um caso em que a distribuição de intensidade do feixe de laser é a distribuição Gaussiana como mostrado na FIG. 8, uma alta intensidade de feixe (a intensidade de feixe lb mostrada na FIG. 8) aparece na seção central da distribuição de intensidade. Em tal caso, a intensidade de feixe se tornando muito alta ma seção central da distribuição de intensidades aumenta localmente a temperatura na superfície da chapa de aço elétrico com grão orientado10, e há a preocupação de que falhas possam ser geradas na película espelhada 14.
[0081] Ao contrário, no caso em que a distribuição de intensidade do feixe de laser tem uma distribuição de intensidade como mostrada ma FIG. 7, a distribuição de intensidade do feixe aparece em uma forma substancialmente retangular, e assim, comparado com o exemplo comparativo, a intensidade do feixe (intensidade de feixe lb mostrada
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28/39 na FIG. 7) não se torna muito alta na seção central. Portanto, é possível reduzir o aumento da temperatura local na superfície da chapa de aço elétrico com grão orientado 10, e assim é possível suprimir a geração de falhas na película espelhada 14.
[0082] Na descrição acima, a distribuição de intensidade do feixe de laser conforme a presente modalidade é descrita para parecer uma distribuição como mostrada na FIG. 7, mas a distribuição de intensidade do feixe de laser não é limitada a isso. Por exemplo, a FIG. 10 é uma vista mostrando um exemplo modificado da distribuição de intensidade do feixe de laser conforme a presente modalidade. Em uma distribuição de intensidade como mostrada na FIG. 10, as intensidades de feixe em ambas as seções da distribuição são levemente maiores que a intensidade de feixe na seção central. Portanto. Ib/Ia se torna menor que 1, e portanto 2,0 ou menos. Essa distribuição de densidade mostrada na FIG. 10 é a mesma que a distribuição de intensidade mostrada na FIG. 7 pelo fato de que nenhuma região de asa está presente em qualquer lado da distribuição de intensidade. Portanto, similarmente à distribuição de intensidade mostrada na FIG. 7, a distância da condução térmica na direção ortogonal à direção de varredura é diminuída e é possível reduzir significativamente a perda de núcleo. Isto é, quando lb/la é 2,0 ou menos, a distância da condução térmica em uma direção ortogonal à direção de varredura é diminuída, e é possível reduzir significativamente a perda de núcleo. Em um caso em que o centro da distribuição de intensidade é menor que as seções de borda; e lb/la alcança menos que 1,0 , as temperaturas nas seções de borda aumentam facilmente, e assim há a tendência de que a distância da condução térmica em uma direção ortogonal à direção de varredura se torna grande. Desse ponto de vista, lb/la é desejavelmente 1,0 ou mais. [0083] Em adição, as FIGs 7 a 9 mostradas acima mostram casos nos quais a forma de ponto do feixe de laser é uma forma elíptica, mas
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29/39 a forma de ponto não é limitada a isso. Por exemplo, mesmo em uma forma de círculo exato, quando lb/la é ajustado para ser 2,0 ou menos é possível reduzir a perda de núcleo, e suprimir a geração de falhas na película espelhada 14.
[0084] Em um caso em que o feixe de laser focalizado e movido na presente modalidade é visto em uma seção transversal na direção de varredura do feixe de laser que passa através do centro de gravidade do feixe de laser em relação a uma direção ortogonal à direção de varredura, a distribuição de intensidade do feixe de laser (distribuição de intensidade na direção C) aparece em, uma forma como mostrado na FIG. 11. A FIG. 11 é uma vista em que, em um caso no qual a direção de varredura é indicada ao longo do eixo x, a intensidade de feixe l é indicada ao longo do eixo vertical, e a distância y do centro de gravidade da distribuição de intensidade é indicado ao longo do eixo horizontal. Aqui, o centro de gravidade do feixe de laser em relação à direção ortogonal à direção de varredura é definido como a posição de centro de gravidade x do valor de intensidade de integração (esse valor de integração serve como função de y) obtido pela integral da distribuição de intensidade do feixe de laser, que serve como função de x e y ao longo do eixo x em relação aos valores x individuais.
[0085] Na distribuição de intensidade do feixe de laser na FIG. 11, a distância desde o centro de gravidade da distribuição de intensidade até uma posição no eixo y na qual o valor da integração da intensidade obtido pela integral obtido pela integral da distribuição de intensidade desde o cent4ro de gravidade da distribuição de intensidade na direção -y (a terceira direção, a direção à esquerda do papel na FIG. 11) é 43% do valor total da integração de intensidade é representado por Rc1, a distância desde o centro de gravidade da distribuição de intensidade até uma posição no eixo y na qual o valor da integração da intensidade obtido pela integral da distribuição de intensidade desde o centro de
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30/39 gravidade da distribuição de intensidade na direção +y (a quarta direção, a direção à direita do papel na FIG. 11) é 43% do valor total da distribuição de intensidade é representado por Rc2 (isto é, na FIG. 11, a área da região hachurada responde por 86% do valor obtido pela integral de toda a distribuição de intensidade na FIG. 11), a intensidade de feixe na posição da distância Rci é representada por Ici, a intensidade de feixe na posição da distância Rc2 é representada por Ic2, o valor médio de Ici e Ic2 é representado por Ic, e a intensidade de feixe no centro de gravidade da distribuição de intensidade é representado por Id, Ic e Id satisfazem Id/Ic > 1,5.
[0086] O exemplo comparativo mostrado na FIG. 12 é uma distribuição de intensidade em um caso em que a distribuição de intensidade de feixe está próxima de uma assim chamada distribuição top flat. Em tal caso, Id/Ic é menor que 1,5. Na distribuição de intensidade do tipo top flat, ocorre um aumento abrupto da temperatura na superfície da chapa de aço elétrico com grão orientado em resposta a um aumento abrupto na distribuição de intensidade especial e falhas se tornam passíveis de serem geradas nas películas devido a um choque térmico.
[0087] Quando Id/Ic é 1,5 ou mais, a distribuição de intensidade aumenta uniformemente, e o aumento abrupto na temperatura na superfície da chapa de aço elétrico com grão orientado é suprimido, e assim falhas não são geradas facilmente nas películas, o que é preferível.
[0088] Quando Id/Ic se torna muito grande, a intensidade na seção do centro de gravidade se torna muito alta, e, portanto, é desejável ajustar Id/Ic para 10 ou menos.
[0089] A FIG. 13 é uma vista esquemática mostrando a intensidade do feixe de laser no qual a distribuição da intensidade de feixe I em uma seção transversal perpendicular à direção de varredura do feixe de laser
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31/39 é como na FIG. 7, e a distribuição da intensidade de feixe l em uma seção transversal na direção de varredura do feixe de laser é como na FIG. 11.
EXEMPLOS [0090] Os presentes exemplos e os exemplos comparativos serão descritos para confirmar a efetividade dos exemplos conforme a presente modalidade descrita acima.
Inicialmente foi preparada uma placa tendo uma composição química de Si: 3,0% em massa, C: 0,05% em massa, Mn: 0,1% em massa, Al solúvel em ácido: 0,02% em massa, N: 0,01% em massa, S: 0,01% em massa, e P: 0,02% em massa com o saldo sendo Fe e impurezas. A laminação a quente foi executada nessa placa a 1280°C, obtendo-se assim uma chapa laminada a quente com 2,3 mm de espessura. A seguir, foi executado um tratamento térmico na chapa laminada a quente obtida sob condições de 1000°Cx1 minuto (uma temperatura de aquecimento de 1000°C e um tempo de enxágue de 1 minuto). Após o tratamento térmico, foi executada uma decapagem na chapa laminada a quente, e foi executada a laminação a frio, obtendo-se assim uma chapa laminada a frio com espessura de 0,23 mm. O recozimento de descarburação foi executado nessa chapa laminada a frio a 800°C por 2 minutos. A seguir, um separador de recozimento incluindo principalmente magnésia foi aplicado a ambas as superfícies da chapa laminada a frio que foi submetida ao recozimento de descarburação. Em adição, a chapa laminada a frio na qual foi aplicado o separador foi enrolada em forma de bobina, foi colocada em um forno de recozimento em caixa, e o recozimento final foi executado a 1200°C por 20 horas. Portanto, foi produzida uma chapa de aço (a chapa de aço base 12) tendo películas espelhadas formadas em ambas as superfícies. A seguir, um material isolante feito de fosfato de alumínio foi aplicado às películas espelhadas 14, e então o cozimento (850°Cx 1 minuto) foi
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32/39 executado, formando assim as películas isolantes 16.
[00102] Em adição, a chapa de aço base 12 na qual as películas isolantes 16 e as películas espelhadas 14 foram formadas foi irradiada com um feixe de laser, e a tensão foi transmitida à superfície da chapa de aço base 12.
[00103] A unidade de irradiação de laser 106 mostrada na FIG. 3 foi usada como unidade de irradiação de laser, a forma de ponto do feixe de laser na superfície da chapa de aço foi ajustada para uma forma elíptica, e o eixo maior da elipse foi alinhado na direção da varredura do feixe de laser na superfície da chapa de aço. Em adição, para comparar o presente exemplo e o exemplo comparativo, foram executados testes sob uma variedade de condições nas quais lb/la, Ra, e Id/Ic, que são definidos conforme descrito acima, foram diferenciados em relação às distribuições de intensidade do feixe em uma seção transversal na direção da varredura do feixe de laser e em uma seção transversal em uma direção perpendicular à direção de varredura pela mudança da variedade de condições tais como tipo de um laser de fibra que foi usado no oscilador de laser 102, o diâmetro de núcleo da fibra ótica, ao comprimento focal da lente colimadora, os comprimentos focais do espelho metálico 126 e do espelho paraboloide 130, e as distâncias desses elementos óticos para a superfície da chapa de aço. Em relação às condições de irradiação, a velocidade de varredura Vc foi ajustada para 160 m/s, a inclinação da irradiação PL foi ajustada para 5 mm, e o comprimento de onda λ do feixe de laser foi ajustado para 1,08 pm.
[00104] Ib/Ia foi obtido experimentalmente conforme descrito abaixo. Inicialmente, a distribuição de intensidade de feixe na posição da superfície da chapa de aço foi medida usando-se um instrumento de avaliação de feixe de laser comercialmente. A seguir, foi obtida a distribuição de intensidade de feixe nos eixos menores das elipses dos pontos de feixe de laser elípticos medidos, isto é, uma seção transversal
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33/39 perpendicular à direção de varredura do feixe de laser que passa através do centro de gravidade do feixe de laser em relação à direção de varredura do feixe de laser. Finalmente, Ra1, Ra2, Ra, que é o valor médio de Ra1 e Ra2, e Ia foram obtidos, e lb/la foi computado.
[00105] Simultaneamente, a distribuição de intensidade de feixe no eixo maior das elipses dos pontos de feixe de laser elípticos medidos, isto é, foi obtida uma seção transversal na direção de varredura do feixe de laser que passa através do centro de gravidade do feixe de laser em relação à direção ortogonal à direção de varredura, Rci, Rc2, Rc, que é o valor médio de Rci e Rc2, e Ic foram obtidos, e Id/Ic foi computado. Enquanto isso, no feixe de laser usado no presente exemplo, Ra1 foi igual a Ra2, e Rc1 foi igual a Rc2.
[00106] Uma parte da chapa de aço tratada com laser e uma seção não tratada com laser da chapa de aço amostrada da mesma bobina foram colocadas em um testador de chapa única (SST), e a perda de núcleo W17/50 (W/kg) foi avaliada. W17/50 representa a perda de núcleo a uma frequência de 50 Hz e uma densidade máxima de fluxo magnético de 1,7T. Como corpos de prova para a medição de SST, foram usados espécimes retangulares cortados da direção da largura de uma chapa de aço em comprimentos de 100 mm e na direção do comprimento da chapa de aço de 500 mm. A razão de melhora da perda de núcleo (%) da chapa de aço tratada com laser é definida com base da perda de núcleo da seção não tratada com laser da chapa de aço amostrada da mesma bobina.
[00107] Em adição, se a ferrugem foi gerada ou não pela geração de falhas na película espelhada 14 foi determinada através do teste de umidade de cabinet. O teste de umidade de cabinet foi executado de acordo com a JIS K2246-5.34, e as condições de teste foram ajustadas até uma temperatura de 50°C, uma umidade de 98%, e um tempo de teste de 72 horas. Após isto, foi checado visualmente se a ferrugem foi
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34/39 gerada ou não na seção irradiada com laser. Para condições individuais, 10 espécimes retangulares tendo comprimento na direção da largura da chapa de 100 mm e comprimento na direção de laminação da chapa de 500 mm foram cortados, e a avaliação foi executada na base do número de espécimes nos quais a ferrugem é gerada.
[00108] Os resultados dos testes estão descritos na Tabela 1. Nos Exemplos 1 a 5 nos quais Ib/Ia foi 2,0 ou menos, a razão de melhoria de perda de núcleo suficiente de 12% ou mais foi obtida. Em adição, não houve espécime no qual a ferrugem foi gerada, e a geração de falhas na película espelhada 14 pela irradiação a laser foi suprimida.
[00109] O Exemplo 6 é um exemplo no qual a superfície da chapa de aço foi ajustada para a posição focal do espelho metálico 126. Nesse caso, a distribuição de intensidade na direção C se tornou próxima da distribuição top flat, e ld/lc foi 1,3. Quando o Exemplo 6 é comparado com os Exemplos 3 e 4 tendo a mesma lb/la, a perda de núcleo foi melhorada na mesma extensão, mas houve duas amostras nas quais a ferrugem foi gerada. A partir dos resultados descritos acima, é descoberto que ld/lc é desejavelmente ajustado para 1,5 ou mais uma vez que falhas não são facilmente geradas nessas películas.
[00110] Em adição, quando o Exemplo 1 e os Exemplos 2 e 6 são comparados entre si, é descoberto que ld/lc é desejavelmente ajustado para ser maior que lb/la uma vez que a perda de núcleo é também melhorada.
[00111] O Exemplo Comparativo 1 é um exemplo no qual foi usado o modo de laser TEM00 (feixe de laser). No Exemplo Comparativo 1, lb/la foi 2,8, e a razão de melhoria da perda de núcleo foi 10,2%. Enquanto uma melhoria de perda de núcleo de 12% ou mais é necessária para satisfazer o grau de produto almejado, o Exemplo Comparativo 1 falhou em alcançar o alvo em termos de razão de melhoria de perda de núcleo. Além disso, no Exemplo Comparativo 1, a ferrugem foi gerada na
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35/39 película espelhada 14 em dois a cada 10 espécimes.
[00112] O Exemplo Comparativo 2 também é um exemplo no qual foi usado o modo laser TEM00 (feixe de laser). Quando Ra (Ra1 e Ra2) foi diminuída usando-se a boa capacidade de focalização do modo TEM00 como no Exemplo Comparativo 2, a melhoria da perda de núcleo de 12% ou mais foi obtida. Entretanto, em um caso no qual o modo de laser TEM00 foi usado com um Ra reduzido, é descoberto que a ferrugem foi gerada em todas as 10 amostras, e falhas são geradas significativamente nas películas espelhadas 14 pela irradiação a laser. Em um caso em que um laser é usado sob as condições do Exemplo Comparativo 2, torna-se necessário revestir as películas isolantes 16 novamente, e assim os custos de produção aumentam significativamente.
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TABELA 1
Ib/Ia Ra (mm) Id/Ic Rc (mm) BPP (mm-mrad) Energia de saída de laser P (kW) razão de melhoria da perda de núcleo η (%) Número de espécimes com geração de ferrugem (espécimes)
Exemplo 1 2,0 0,06 1,9 1,5 1,6 2 12,0 0
Exemplo 2 1,6 0,06 1,9 1,5 3,8 2 13,9 0
Exemplo 3 1,2 0,06 1,8 1,5 6,0 2 14,0 0
Exemplo 4 1,2 0,06 1,5 1,5 6,0 2 13,9 0
Exemplo 5 1,0 0,06 1,7 1,5 10 2 14,2 0
Exemplo 6 1,2 0,06 1,3 1,5 6,0 2 14,1 2
Exemplo Comparativo 1 2,8 0,06 2,8 1,5 0,37 2 10,2 2
Exemplo Comparativo 2 2,8 0,04 2,8 1,5 0,37 2 12,4 10
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37/39 [00113] Dos resultados de teste descritos acima, foi descoberto que, quando lb/la é ajustado para 2,0 ou menos como no exemplo presente, é obtido não apenas um efeito de melhoria da perda de núcleo suficiente mas também um efeito que suprime a geração de falhas na película espelhada 14. Em adição, é descoberto que quando ld/lc é ajustado para 1,5 ou mais, a geração de falhas pode também ser suprimida.
[00114] Conforme descrito acima, na distribuição de intensidade na seção transversal em uma direção perpendicular à direção de varredura do feixe de laser, quando as distâncias desde o centro de gravidade da distribuição de intensidade para as posições nas quais o valor de integração de intensidade desde o centro de gravidade da distribuição de intensidade é 43% do valor total da integração de intensidade são representados por Ra1 e Ra2, as intensidades dos feixes laser correspondentes a Ra1 e Ra2 são representados respectivamente por Ia1 e Ia2, o valor médio de Ia1 e Ia2 é representado por Ia, e além disso a intensidade do feixe de laser no centro de gravidade da distribuição de intensidade é representado por lb, o aparelho de processamento de laser 100 conforme a presente modalidade é constituída de modo que lb/la seja 2,0 ou menos. Portanto. é possível ajustar a distribuição de intensidade do feixe de laser na superfície da chapa de aço elétrico com grão orientado 10 para uma forma ótima. Como resultado, é possível reduzir a condução térmica em uma direção ortogonal à direção de varredura quando o feixe de laser é movido na direção de varredura. Portanto, mesmo em um caso em que a forma de ponto é feita ser elíptica para formar fechamentos de subestrutura tendo uma intensidade suficiente, e consequentemente o tempo de irradiação com o feixe de laser em um ponto na chapa de aço elétrico com grão orientado 10 se torna longo, torna-se possível limitar o aumento o aumento na largura do fechamento se subestrutura provocado pela condução térmica. Como resultado, torna-se possível também reduzir a
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38/39 perda de núcleo da chapa de aço elétrico com grão orientado 10. [00115] Em adição, na distribuição de intensidade do feixe de laser conforme a presente modalidade, é possível restringir a intensidade de feixe lb para que não se torne muito alta no centro de gravidade da distribuição de intensidade, e assim é possível limitar o aumento da temperatura local na superfície da chapa de aço elétrico com grão orientado 10, e consequentemente é possível inibir a geração de falhas nas películas espelhadas 14.
[00116] De acordo com o aparelho de processamento a laser 100 conforme a presente modalidade, uma vez que a perda de núcleo é reduzida, e falhas nas películas espelhadas são diminuídas, é possível produzir estavelmente a chapa de aço elétrico com grão orientado 10 tendo baixa perda de núcleo com um rendimento favorável. Como resultado, não apenas torna-se possível fornecer a chapa de aço elétrico com grão orientado 10 tendo baixa perda de núcleo a um preço menor, mas é também possível reduzir o consumo de energia pela ampla distribuição da chapa de aço elétrico com grão orientado 10 com baixa perda de núcleo por todo o globo. Portanto, efeitos econômicos significativos são apresentados.
[00117] Até aqui, a modalidade preferida e os exemplos da presente invenção foram descritos em detalhes em relação aos desenhos anexos, mas a presente invenção não é limitada a isso. É desnecessário dizer que uma pessoa perita na técnica pode conceber uma variedade de exemplos modificados e exemplos corrigidos dentro do escopo e das ideias técnicas descritas nas reivindicações, e esses exemplos são também, com certeza, interpretados para serem incluídos no escopo técnico da presente invenção.
APLICABILIDADE INDUSTRIAL [00118] De acordo com a presente invenção, torna-se possível suprimir a geração de falhas nas películas espelhadas enquanto se
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39/39 reduz a perda de núcleo da chapa de aço elétrico com grão orientado. LISTA DE SÍMBOLOS DE REFERÊNCIA
10: Chapa de aço elétrico com grão orientado
12: Chapa de aço base
14: Película espelhada
16: Película isolante
100: Aparelho de processamento a laser
102: Oscilador de laser
104: Fibra de transmissão
106: Unidade de irradiação a laser
122: Cabeça de laser
124: Lente colimadora
126: Espelho metálico
128: Espelho poligonal
130: Espelho paraboloide

Claims (13)

1. Aparelho de processamento a laser para reduzir o tamanho da subestrutura magnética de uma chapa de aço elétrico com grão orientado pela focalização de um feixe de laser na chapa de aço elétrico com grão orientado feixe de lasere pela varredura da chapa de aço elétrico com grão orientado na direção de varredura com o feixe de laser, o aparelho de processamento a laser caracterizado pelo fato de que compreende:
um oscilador de laser emitindo o feixe de laser, e uma unidade de irradiação de laser aplicando o feixe de laser transmitido pelo oscilador de laser para a chapa de aço elétrico com grão orientado.
em que a unidade de irradiação a laser tem uma estrutura que fornece uma distribuição de intensidade do feixe de laser focalizado na chapa de aço elétrico com grão orientado em uma seção transversal em uma direção perpendicular à direção de varredura na chapa de aço elétrico com grão orientado de modo a satisfazer Ib/Ia < 2, onde, quando a integral da distribuição de intensidade é calculada a partir do centro de gravidade da distribuição de intensidade em cada uma entre a primeira direção e a segunda direção que são ambas perpendiculares à direção de varredura, Ra1 é a distância entre o centro de gravidade da distribuição de intensidade e uma posição na qual o valor da integração de intensidade desde o centro de gravidade da distribuição de intensidade na primeira direção é 43% do valor total da integraçãode intensidade, Ra2 é a distância entre o centro de gravidadeda distribuição de intensidade e a posição na qual o valor da intensidade de integração desde o centro de gravidade da distribuiçãode intensidade na segunda direção é 43% do valor total da integração de intensidade, a intensidade de feixe Ia1 é a intensidade correspondente a Ra1, a intensidade do feixe Ia2 é a intensidade correspondente a Ra2,
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Ia é um valor médio da intensidade de feixe lai e da intensidade de feixe Ia2 e Ib é a intensidade de feixe do feixe de laser no centro de gravidade da distribuição de intensidade, e em que a estrutura da unidade de irradiação de laser fornece uma distribuição de intensidade na direção C do feixe de laser focalizado na chapa de aço elétrico com grão orientado em uma seção transversal na direção de varredura na chapa de aço elétrico com grão orientado de modo a satisfazer 1,5 < Id/Ic < 10, onde, quando a integral da distribuição de intensidade na direção C é calculada a partir do centro de gravidade da distribuição de intensidade na direção C em cada uma entre a terceira direção e a quarta direção que estão ambas ao longo da direção de varredura, Rci é a distância entre o centro de gravidade da distribuição de intensidade na direção C e uma posição na qual o valor da integração da intensidade desde o centro de gravidade da distribuição de intensidade na direção C na terceira direção é 43% do valor total da integração de intensidade na direção C, Rc2 é a distância entre o centro de gravidade da distribuição de intensidade na direção C e uma posição na qual o valor de integração de intensidade desde o centro de gravidade da distribuição de intensidade na direção C na quarta direção é 43% do valor total da integração de intensidade na direção C, a intensidade de feixe Ici é uma intensidade correspondente a Rci, a intensidade de feixe Ic2 é a intensidade correspondente a Rc2, Ic é o valor médio da intensidade de feixe Ici e da intensidade de feixe Ic2 e Id é a intensidade de feixe do feixe de laser no centro de gravidade da distribuição de intensidade na direção C.
2. Aparelho de processamento a laser de acordo com a reivindicação i, caracterizado pelo fato de que lb/la está dentro da faixa de i,0 a 2,0.
3. Aparelho de processamento a laser de acordo com a
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3/6 reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que Ra está dentro de uma faixa de 5 pm a 100 pm, em que Ra é o valor médio de Ra1 e Ra2.
4. Aparelho de processamento a laser de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que Ra está dentro de uma faixa de 5 pm a 60 pm.
5. Aparelho de processamento a laser de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o produto parâmetro de feixe do feixe de laser focalizado na chapa de aço elétrico com grão orientado está dentro de uma faixa de λ/π a 10 mm-mrad, onde λ é o comprimento de onda do feixe de laser em unidades de pm.
6. Aparelho de processamento a laser de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o oscilador de laser é uma fibra de laser ou um disco de laser.
7. Aparelho de processamento a laser de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a forma de ponto do feixe de laser focalizado na chapa de aço elétrico com grão orientado é uma elipse, e a direção do eixo menor da elipse é perpendicular à direção de varredura.
8. Método de irradiação de laser caracterizado pelo fato de que compreende uma etapa de irradiação de laser para reduzir o tamanho da subestrutura magnética de uma chapa de aço elétrico com grão orientado pela focalização de um feixe de laser na chapa de aço elétrico com grão orientado e a varredura da chapa de aço elétrico com grão orientado na direção de varredura com o feixe de laser,
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4/6 em que Ib/Ia é 2,0 ou menos em uma distribuição de intensidade do feixe de laser focalizado na chapa de aço elétrico com grão orientado em uma seção transversal em uma direção perpendicular à direção de varredura na chapa de aço elétrico com grão orientado, onde, quando a integral da distribuição de intensidade é calculada a partir de um centro de gravidade da distribuição de intensidade em cada uma entre a primeira direção e a segunda direção que são ambas perpendiculares à direção de varredura, Ra1 é a distância entre o centro de gravidade da distribuição de intensidade e uma posição na qual o valor da integração da intensidade do centro de gravidade da distribuição de intensidade na primeira direção é 43% do valor total da integração da intensidade, Ra2 é a distância entre o centro de gravidade da distribuição de intensidade e uma posição na qual o valor da integração da intensidade do centro de gravidade da distribuição de intensidade na segunda posição é 43% do valor total da integração da intensidade, uma intensidade de feixe Ia1 é a intensidade correspondente a Ra1, a intensidade de feixe Ia2 é a intensidade correspondente a Ra2, Ia é o valor médio da intensidade de feixe Ia1 e a intensidade de feixe Ia2 e Ib é a intensidade de feixe do feixe de laser no centro de gravidade da distribuição de intensidade, e em que Id/Ic está dentro de uma faixa de 1,5 a 10 em uma distribuição de intensidade na direção C do feixe de laser focalizado na chapa de aço elétrico com grão orientado em uma seção transversal na direção de varredura na chapa de aço elétrico com grão orientado, onde, quando a integral da distribuição de intensidade na direção C é calculada a partir do centro de gravidade da distribuição de intensidade na direção C em cada uma entre a terceira direção e a quarta direção que estão ambas ao longo da direção de varredura, Rc1 é a distância entre o centro de gravidade da distribuição de intensidade na direção C e uma posição na qual o valor de integração de intensidade a partir do
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5/6 centro de gravidade da distribuição de intensidade na direção C na terceira direção é 43% do valor total da integração de intensidade na direção C, RC2 é a distância entre o centro de gravidade da distribuição da intensidade na direção C e a posição na qual o valor de integração de intensidade desde o centro de gravidade da distribuição de intensidade na direção C na quarta direção é 43% do valor total de integração de intensidade na direção C, a intensidade de feixe Ic é a intensidade correspondente a Rci, a intensidade de feixe Ic2 é a intensidade correspondente a Rc2, Ic é um valor médio da intensidade de feixe Ic e a intensidade de feixe Ic2 e Id é a intensidade de feixe do feixe de laser no centro de gravidade da distribuição de intensidade na direção C.
9. Aparelho de processamento a laser de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a unidade de irradiação de laser inclui um espelho ajustando lb/la de modo a satisfazer Ib/Ia < 2.
10. Método de irradiação de laser de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que lb/la está dentro de uma faixa de 1,0 a 2,0.
11. Método de irradiação de laser de acordo com a reivindicação 8 ou 10, caracterizado pelo fato de que Ra está dentro de uma faixa de 5 pm a 100 pm, onde Ra é o valor médio de Ra1 e Ra2.
12. Método de irradiação de laser de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que Ra está dentro de uma faixa de 5 pm a 60 pm.
13. Método de irradiação de laser de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 e 10 a 12,
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6/6 caracterizado pelo fato de que a forma de ponto do feixe de laser focalizado na chapa de aço elétrico com grão orientado é uma elipse, e a direção do eixo menor da elipse é perpendicular à direção de varredura.
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