JP2008196007A - Laser heat treatment apparatus and laser heat treatment method - Google Patents

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貴也 長濱
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat treatment apparatus which can stably irradiate a work-piece to be worked with a laser light to rapidly heat a part to be worked of the work-piece, and can apply heat treatment such as quenching to the work-piece through rapid cooling, and to provide a heat treatment method therefor. <P>SOLUTION: The laser heat treatment apparatus comprises: a cooling nozzle unit having a main body part which is filled with a cooling fluid, a nozzle part for supplying the cooling fluid to a predetermined portion of the work-piece to be heat-treated, an inflow part through which the cooling fluid flows into the main body part, and an entrance window part which is arranged in such a position as to face the nozzle part and through which the laser light is incident on the inner side; a cooling-fluid supply unit which makes a predetermined inflow amount of the cooling fluid flow into the main body part; and a laser irradiation unit which makes the laser light transmit from the entrance window part to the inside of the main body part and makes the laser light irradiate the predetermined position of the work-piece through the nozzle part. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、レーザ熱処理装置およびレーザ熱処理方法に関し、特に、加工されるワークに冷却液を透過させてレーザ照射することにより熱処理を行なうレーザ熱処理装置およびレーザ熱処理方法に関する。   The present invention relates to a laser heat treatment apparatus and a laser heat treatment method, and more particularly to a laser heat treatment apparatus and a laser heat treatment method for performing a heat treatment by irradiating a workpiece to be processed with a laser through a coolant.

金属ワークの熱処理は、そのワークの材質、形状等を基に固有の温度に加熱し、加熱後に冷却することにより処理される。ワーク全体を加熱する装置としては、電気加熱方式、燃焼加熱方式等により、大型の加熱炉を用いて複数のワークを一度に加熱するバッチ式と、加熱炉内をコンベアで流しながら処理する連続式の加熱炉が一般的に使用される。   The heat treatment of the metal workpiece is performed by heating to a specific temperature based on the material, shape, etc. of the workpiece, and cooling after the heating. As a device that heats the entire workpiece, a batch type that heats multiple workpieces at once using a large heating furnace by an electric heating method, a combustion heating method, etc., and a continuous type that processes while flowing in the heating furnace with a conveyor The heating furnace is generally used.

一方、ワークの一部あるいは表面層を熱処理する装置として、ワークの外周面にレーザ光を照射して熱処理を行なうものがある。   On the other hand, as an apparatus for heat-treating a part of a workpiece or a surface layer, there is an apparatus that performs heat treatment by irradiating the outer peripheral surface of the workpiece with laser light.

例えば、ワークを透過可能な冷却液体(例えば水)の中に配置した状態で、その冷却液体を透過させながらワークにレーザ光を照射し、レーザ照射された部分を周囲の冷却液体により急冷することによってレーザ照射部分に硬化層を形成する熱処理方法および熱処理装置がある(例えば、特許文献1)。   For example, in a state where the workpiece is placed in a cooling liquid (for example, water) that can pass through the workpiece, the workpiece is irradiated with laser light while passing through the cooling liquid, and the laser irradiated portion is rapidly cooled by the surrounding cooling liquid. There is a heat treatment method and a heat treatment apparatus for forming a hardened layer in a laser irradiation portion (for example, Patent Document 1).

これによれば、冷却液体中に配置されたワークにレーザを照射するため、レーザ照射直後からレーザ照射部位を照射部位に接する冷却液体によって急速に冷却することができる。この方法では熱の内部拡散と同時にワークの表面側からも強制的に熱を奪うことができるので、比較的深い焼入れ部分であってもその全体を急激に冷却することが可能となり、深焼入れが可能となる。   According to this, since the workpiece placed in the cooling liquid is irradiated with the laser, the laser irradiation portion can be rapidly cooled by the cooling liquid in contact with the irradiation portion immediately after the laser irradiation. In this method, heat can be forcibly taken away from the surface side of the workpiece simultaneously with the internal diffusion of heat, so even the relatively deep quenching part can be rapidly cooled, and deep quenching can be achieved. It becomes possible.

しかし、特許文献1に示された熱処理装置は、ワーク全体を冷却液体中に浸し、冷却液体を透過させながらワークにレーザ光を照射する構成であるので、レーザ照射により加熱されたワークの急冷には適しているが、ワークを急加熱するには限度があり、また、ワークの徐冷には適さないという問題がある。
特開2004−315863号公報
However, since the heat treatment apparatus disclosed in Patent Document 1 is configured to irradiate the workpiece with laser light while immersing the entire workpiece in the cooling liquid and transmitting the cooling liquid, the workpiece heated by the laser irradiation is rapidly cooled. Is suitable, but there is a limit to rapidly heating the workpiece, and there is a problem that it is not suitable for slow cooling of the workpiece.
JP 2004-315863 A

従って、本発明の目的は、レーザ光を加工されるワークに安定に照射してワークの加工部分を急加熱することが可能で、また急冷することで焼入れ等の熱処理が可能な熱処理装置および熱処理方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a heat treatment apparatus and a heat treatment capable of rapidly irradiating a workpiece to be processed with laser light to rapidly heat a processed portion of the workpiece, and capable of performing a heat treatment such as quenching by rapid cooling. It is to provide a method.

[1]本発明は、上記目的を達成するために、冷却液体が内部に充満される本体部、熱処理加工されるワークの所定箇所に前記冷却液体を供給するノズル部、前記冷却液体が前記本体部に流入される流入部、および、前記ノズル部に対向する位置に配置されレーザ光が入射するための入射窓部を有する冷却ノズルユニットと、前記冷却液体を前記本体部へ所定の流入量で流入させる冷却液体供給ユニットと、前記入射窓部から前記本体部の前記内部を透過し、前記ノズル部から前記ワークの前記所定箇所に前記レーザ光を照射するレーザ照射ユニットと、を有することを特徴とするレーザ熱処理装置を提供する。
[2]前記冷却液体供給ユニットは、前記冷却ノズルユニットの前記流入部から前記本体部に流入される前記冷却液体の流入量を、前記ノズル部から前記ワークに供給される前記冷却液体の流出量よりも大きく設定して構成されることを特徴とする上記[1]に記載のレーザ熱処理装置であってもよい。
[3]本発明は、上記目的を達成するために、熱処理加工されるワークの所定箇所に冷却液体を供給すると共に、前記冷却液体を透過して前記ワークの所定箇所にレーザ光を照射することを特徴とするレーザ熱処理方法を提供する。
[4]前記ワークは、前記ワークの所定箇所を、前記レーザ光により所定温度まで加熱され、所定時間だけ略前記所定温度に保持された後、前記冷却液体により冷却されることにより焼入れされることを特徴とする上記[3]に記載のレーザ熱処理方法であってもよい。
[5]また、前記ワークは、前記ワークの所定箇所を、前記レーザ光により所定温度まで加熱され、所定時間だけ略前記所定温度に保持された後、前記冷却液体および冷却気体により冷却されることにより焼入れされることを特徴とする請求項3記載のレーザ熱処理方法上記[3]に記載のレーザ熱処理方法であってもよい。
[1] In order to achieve the above object, according to the present invention, a main body that is filled with a cooling liquid, a nozzle that supplies the cooling liquid to a predetermined portion of a workpiece to be heat-treated, and the cooling liquid is the main body A cooling nozzle unit having an inflow portion that flows into the portion, an incident window portion that is disposed at a position opposite to the nozzle portion and through which laser light is incident, and a predetermined amount of inflow of the cooling liquid into the main body portion A cooling liquid supply unit that flows in, and a laser irradiation unit that transmits the laser beam from the nozzle portion to the predetermined portion of the workpiece through the inside of the main body portion from the incident window portion. A laser heat treatment apparatus is provided.
[2] The cooling liquid supply unit uses an inflow amount of the cooling liquid flowing into the main body portion from the inflow portion of the cooling nozzle unit, and an outflow amount of the cooling liquid supplied from the nozzle portion to the workpiece. The laser heat treatment apparatus according to the above [1] may be configured to be set larger than the above.
[3] In order to achieve the above object, the present invention supplies a cooling liquid to a predetermined portion of a workpiece to be heat-treated and irradiates the predetermined portion of the workpiece with laser light through the cooling liquid. A laser heat treatment method is provided.
[4] The workpiece is hardened by heating a predetermined portion of the workpiece to a predetermined temperature with the laser beam and holding the workpiece at the predetermined temperature for a predetermined time, and then cooling with the cooling liquid. The laser heat treatment method described in [3] above may be used.
[5] Further, the workpiece is heated to a predetermined temperature by the laser beam to a predetermined temperature and is maintained at the predetermined temperature for a predetermined time, and then cooled by the cooling liquid and the cooling gas. The laser heat treatment method according to [3] above, wherein the laser heat treatment method according to claim 3 is performed.

本発明によれば、レーザ光を加工されるワークに安定に照射してワークの加工部分を急加熱することが可能で、また急冷することで焼入れ等の熱処理が可能な熱処理装置および熱処理方法を提供することができる。   According to the present invention, there is provided a heat treatment apparatus and a heat treatment method capable of rapidly irradiating a workpiece to be processed with laser light to rapidly heat a processed portion of the workpiece and capable of performing heat treatment such as quenching by rapid cooling. Can be provided.

(本発明の第1の実施の形態)
[熱処理装置1の構成]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るレーザ熱処理装置の概略構成を示す斜視図である。図2は、本発明の第1の実施の形態に係るレーザ熱処理装置の冷却ノズルユニットの詳細を示す断面図である。レーザ熱処理装置1は、ベース10、ワーク支持ユニット20、送り機構30、冷却ノズルユニット40、冷却液体供給ユニット50、レーザ照射ユニット60と、を有して構成される。
(First embodiment of the present invention)
[Configuration of Heat Treatment Apparatus 1]
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a laser heat treatment apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view showing details of the cooling nozzle unit of the laser heat treatment apparatus according to the first embodiment of the present invention. The laser heat treatment apparatus 1 includes a base 10, a work support unit 20, a feed mechanism 30, a cooling nozzle unit 40, a cooling liquid supply unit 50, and a laser irradiation unit 60.

ベース10は、その上にワーク支持ユニット20、および、送り機構30が載置されると共に、ワーク支持ユニット20に対応した領域に冷却液体200が溜まるための凹部として回収溝10aが形成されている。尚、冷却液体供給ユニット50、および、レーザ照射ユニット60は、ベース10上に載置されてもよく、また、ベース10以外の場所に載置されていてもよい。   On the base 10, the work support unit 20 and the feed mechanism 30 are placed, and a recovery groove 10 a is formed as a recess for storing the cooling liquid 200 in an area corresponding to the work support unit 20. . The cooling liquid supply unit 50 and the laser irradiation unit 60 may be placed on the base 10 or may be placed at a place other than the base 10.

ワーク支持ユニット20は、ワークWを、主軸21および心押軸22で両センターにより回転可能に支持し、主軸モータ23により図示しない回し金等により所定の回転速度で回転させる構成とされている。   The work support unit 20 is configured to support the work W by a main shaft 21 and a tailstock shaft 22 so as to be rotatable by both centers, and to rotate the work W at a predetermined rotational speed by a main shaft motor 23 using a non-illustrated screw or the like.

送り機構30は、冷却ノズルユニット40が搭載されたキャリッジ31がガイド軸32と送りネジ33に支持されて、ワークWに平行(図1に示すZ方向)に移動される構成とされている。キャリッジ31には、送りネジ33に対応する図示しないボールネジ取り付けられ、または、雌ネジが形成され、送りモータ34の回転を制御することで所定の送り速度で移動される。尚、送り機構30は、上記示した送りネジ33によらず、例えば、リニアモータ駆動あるいはリンク機構等によるものであってもよい。   The feed mechanism 30 is configured such that a carriage 31 on which the cooling nozzle unit 40 is mounted is supported by a guide shaft 32 and a feed screw 33 and moved in parallel with the workpiece W (Z direction shown in FIG. 1). A ball screw (not shown) corresponding to the feed screw 33 is attached to the carriage 31 or a female screw is formed, and the carriage 31 is moved at a predetermined feed speed by controlling the rotation of the feed motor 34. The feed mechanism 30 may be a linear motor drive or a link mechanism, for example, instead of the feed screw 33 shown above.

また、Yステージ35により、冷却ノズルユニット40とレーザヘッド61をキャリッジ31に対して上下方向(図1に示すY方向)に移動できる構成としているので、ノズル部42とワークWの距離、あるいは、ワークW上のレーザ光LBのレーザスポット径を一定に調節あるいは制御できる。   In addition, since the cooling nozzle unit 40 and the laser head 61 can be moved in the vertical direction (Y direction shown in FIG. 1) with respect to the carriage 31 by the Y stage 35, the distance between the nozzle portion 42 and the workpiece W, or The laser spot diameter of the laser beam LB on the workpiece W can be adjusted or controlled to be constant.

冷却ノズルユニット40は、本体部41、ノズル部42、流入部43、および、入射窓部44からなる。   The cooling nozzle unit 40 includes a main body portion 41, a nozzle portion 42, an inflow portion 43, and an incident window portion 44.

本体部41は、冷却液体200が充満されるように内部に空間が形成された円筒、矩形等の中空形状とされている。本体部41には、熱処理加工されるワークWの所定箇所に冷却液体200を供給するノズル部42、冷却液体200が本体部41に流入される流入部43、および、ノズル部42に対向する位置に配置されレーザ光LBが入射するための入射窓部44が形成されている。尚、本体部41は、ノズル部42または流入部43を除いて、水密および気密になっている。   The main body 41 has a hollow shape such as a cylinder or a rectangle in which a space is formed so that the cooling liquid 200 is filled therein. In the main body 41, a nozzle portion 42 that supplies the cooling liquid 200 to a predetermined portion of the workpiece W to be heat-treated, an inflow portion 43 through which the cooling liquid 200 flows into the main body 41, and a position facing the nozzle portion 42. An incident window 44 for receiving the laser beam LB is formed. The main body 41 is watertight and airtight except for the nozzle part 42 or the inflow part 43.

冷却液体200は、ワークWを冷却するための液体であって、透過率の高い液体が好ましい。特に、水が好ましく使用でき、本実施の形態では冷却液体200として冷却水を使用する。水の場合は、約800nm〜1000nmの波長範囲で、透過率約0.9/cmである。尚、透過率を考慮して、本体部41のレーザ光LBが透過する光路長は、短いものが好ましい。   The cooling liquid 200 is a liquid for cooling the workpiece W, and a liquid having a high transmittance is preferable. In particular, water can be preferably used, and cooling water is used as the cooling liquid 200 in the present embodiment. In the case of water, the transmittance is about 0.9 / cm in the wavelength range of about 800 nm to 1000 nm. In consideration of the transmittance, the optical path length through which the laser beam LB of the main body 41 is transmitted is preferably short.

ノズル部42には、ワークWの加工箇所に冷却液体200を供給するための供給孔42aが形成されている。供給孔42aは、レーザ光LBが通過でき、かつ、ワークWの加工箇所に冷却に必要な量の冷却液体200を供給できるだけの孔径であればよく、例えば、3mm〜10mmに形成される。また、ノズル部42、特に、供給孔42aの内壁部分は、流出する冷却液体200が乱流となってレーザ光LBの波面に光学的に影響しないように平滑であることが好ましい。尚、上記の条件の下、本体部41に一定圧をもたせ気泡の発生を抑制するため、ノズル部42の供給孔42aは小さい方が好ましい。   The nozzle portion 42 is provided with a supply hole 42 a for supplying the cooling liquid 200 to a processing location of the workpiece W. The supply hole 42a may have a hole diameter that allows the laser beam LB to pass therethrough and can supply the cooling liquid 200 in an amount necessary for cooling to the processing portion of the workpiece W. For example, the supply hole 42a is formed to 3 mm to 10 mm. Further, it is preferable that the nozzle portion 42, particularly the inner wall portion of the supply hole 42a, is smooth so that the cooling liquid 200 flowing out becomes turbulent and does not optically affect the wavefront of the laser beam LB. In addition, in order to give the main-body part 41 a fixed pressure on said conditions and to suppress generation | occurrence | production of a bubble, the one where the supply hole 42a of the nozzle part 42 is smaller is preferable.

流入部43は、本体部41の内部に所定の流量の冷却液体200を流入する部分であり、後述する供給管51がパッキング230を介して水密および気密な状態で取り付けられている。   The inflow portion 43 is a portion into which the cooling liquid 200 having a predetermined flow rate flows into the main body portion 41, and a supply pipe 51 described later is attached in a watertight and airtight state via the packing 230.

入射窓部44は、ノズル部42に対向する位置、図2では本体部41の上部に配置されて形成されている。入射窓部44は、レーザ光LBが透過できるように透過率の高い材質で形成されており、本体部41に孔を形成して透過率の高い材質であるウインドウガラス440を水密な状態で埋設して形成されている。尚、本体部41が透過率の高い材質で形成されている場合は、入射窓部44を本体部41と一体に形成することができる。また、ウインドウガラス440は、収束するレーザ光LBの光学系の一部の要素となっているので、入射面440aおよび出射面440bの面精度を高精度に形成するのが好ましい。   The incident window portion 44 is disposed and formed at a position facing the nozzle portion 42, that is, on the upper portion of the main body portion 41 in FIG. 2. The entrance window portion 44 is formed of a material having a high transmittance so that the laser beam LB can be transmitted, and a hole is formed in the main body portion 41 to bury a window glass 440 that is a material having a high transmittance in a watertight state. Is formed. When the main body 41 is made of a material having a high transmittance, the incident window 44 can be formed integrally with the main body 41. Further, since the window glass 440 is a part of the optical system of the converging laser beam LB, it is preferable to form the surface accuracy of the entrance surface 440a and the exit surface 440b with high accuracy.

冷却液体供給ユニット50は、ユニット本体内のポンプ53により供給管51に冷却液体200を送出して、冷却ノズルユニット40の流入部43から本体部41の内部へ供給する。ワークWへ供給された後、ベース10の回収溝10aに溜まった冷却液体200は、ユニット本体内のポンプ53により回収管52を介して冷却液体供給ユニット50側へ回収される。回収された冷却液体200は、図示しないフィルタ装置、温度制御槽等を経由して再び供給管51から冷却ノズルユニット40側へ送出される。   The cooling liquid supply unit 50 sends the cooling liquid 200 to the supply pipe 51 by the pump 53 in the unit main body and supplies the cooling liquid 200 from the inflow portion 43 of the cooling nozzle unit 40 to the inside of the main body portion 41. After being supplied to the workpiece W, the cooling liquid 200 accumulated in the recovery groove 10a of the base 10 is recovered to the cooling liquid supply unit 50 side via the recovery pipe 52 by the pump 53 in the unit body. The recovered cooling liquid 200 is sent again from the supply pipe 51 to the cooling nozzle unit 40 via a filter device, a temperature control tank, and the like (not shown).

ポンプ53は、冷却液体200の送出量、すなわち、冷却ノズルユニット40の本体部41への流入量を設定できるように、ポンプ送出圧力を制御できるように構成されている。また、供給管51の一部あるいは冷却ノズルユニット40の流入部43に流量計を設置して本体部41への冷却液体200の流入量を計測してこれに基づいてポンプ53のポンプ送出圧力を制御する構成としてもよい。   The pump 53 is configured to control the pump delivery pressure so that the delivery amount of the cooling liquid 200, that is, the inflow amount to the main body 41 of the cooling nozzle unit 40 can be set. Further, a flow meter is installed in a part of the supply pipe 51 or the inflow part 43 of the cooling nozzle unit 40 to measure the inflow amount of the cooling liquid 200 into the main body part 41, and based on this, the pump delivery pressure of the pump 53 is determined. It is good also as a structure to control.

レーザ照射ユニット60は、レーザヘッド61とレーザ光源ユニット62を光ファイバカップラ63を介して光ファイバ64で光学的に接続した構成とされ、レーザヘッド61はキャリッジ31に搭載されている。レーザヘッド61は、ワークWに対して所定の距離(ワーキングディスタンス)で調整あるいは制御され、ワークWを所定のスポット径のレーザ光LBで局所的に加熱する。   The laser irradiation unit 60 is configured by optically connecting a laser head 61 and a laser light source unit 62 through an optical fiber coupler 63 with an optical fiber 64, and the laser head 61 is mounted on the carriage 31. The laser head 61 is adjusted or controlled at a predetermined distance (working distance) with respect to the workpiece W, and locally heats the workpiece W with a laser beam LB having a predetermined spot diameter.

レーザとして、高出力の半導体レーザをレーザヘッド61に内蔵した構成も可能であるが、本実施の形態では、ワークWの表面から深く、かつ、急加熱を行なうために、レーザヘッド61とは別途レーザ光源ユニット62を備える構成としている。尚、その他に、炭酸ガスレーザ、YAGレーザ等を使用することができる。   Although a structure in which a high-power semiconductor laser is incorporated in the laser head 61 is possible as the laser, in this embodiment, in order to perform rapid heating deep from the surface of the workpiece W, the laser head 61 is separately provided. The laser light source unit 62 is provided. In addition, a carbon dioxide laser, a YAG laser, or the like can be used.

レーザヘッド61は、ワークWに対する距離を制御して所定のレーザスポット径でレーザ光源ユニット62から導光したレーザ光LBを照射するため、集光レンズ65を有する。レーザヘッド61の入射側は、光ファイバカップラ63により集光レンズ65と光ファイバ64の距離および中心が調整されて集光レンズ65にレーザ光源ユニット62からのレーザ光LBが効率よく導光され、一方、出射側は、開口部61aが形成され、レーザ光LBが所定のレーザスポット径で出射できる構成とされている。   The laser head 61 includes a condenser lens 65 for controlling the distance to the workpiece W and irradiating the laser beam LB guided from the laser light source unit 62 with a predetermined laser spot diameter. On the incident side of the laser head 61, the distance and center between the condenser lens 65 and the optical fiber 64 are adjusted by the optical fiber coupler 63, and the laser light LB from the laser light source unit 62 is efficiently guided to the condenser lens 65, On the other hand, an opening 61a is formed on the emission side, and the laser beam LB can be emitted with a predetermined laser spot diameter.

レーザ光源ユニット62は、レーザスタックモジュール66a、66b、66c及び66d、偏光カップリング板67、波長カップリング板68を有して構成されている。レーザスタックモジュール66は、レーザ発光素子を多数積層(スタック)して高出力化したものである。各レーザスタックモジュール66は、ビーム整形し、所定の直線偏光状態のコリメート光にした後、偏光カップリング板67によりビーム合成を行う。   The laser light source unit 62 includes laser stack modules 66a, 66b, 66c and 66d, a polarization coupling plate 67, and a wavelength coupling plate 68. The laser stack module 66 has a high output by laminating a large number of laser light emitting elements. Each laser stack module 66 shapes the beam to collimated light in a predetermined linear polarization state, and then performs beam synthesis using the polarization coupling plate 67.

合成されるレーザスタックモジュール66aと66bの偏光方向は互いに直交しており、例えばポラロイドフィルムで構成された偏光カップリング板67では、レーザスタックモジュール66aから出射するレーザ光は透過し、66bから出射するレーザ光は反射することで、1つのレーザ光に合成される。66c及び66dのレーザ光も同様に合成される。   The polarization directions of the laser stack modules 66a and 66b to be combined are orthogonal to each other. For example, in the polarization coupling plate 67 made of a polaroid film, the laser light emitted from the laser stack module 66a is transmitted and emitted from 66b. The laser beam is reflected to be combined into one laser beam. The laser beams 66c and 66d are synthesized in the same manner.

レーザスタックモジュール66a、66bの発振波長と、レーザスタックモジュール66c、66dの発振波長とを異なる発振波長に設定しておき、波長カップリング板68を上記異なる発振波長の一方を透過し他の一方を反射する波長フィルタで構成することにより、波長カップリング板68の出射側で1つのレーザ光に合成される。   The oscillation wavelengths of the laser stack modules 66a and 66b and the oscillation wavelengths of the laser stack modules 66c and 66d are set to different oscillation wavelengths, and the wavelength coupling plate 68 transmits one of the different oscillation wavelengths and transmits the other. By constituting the wavelength filter to reflect, it is combined into one laser beam on the emission side of the wavelength coupling plate 68.

このように構成されたレーザ光源ユニット62は、例えば、発光点間隔2mmで25段スタックとすることにより、合成されたレーザ光の光出力は1kWとなる。また、発振波長は、800nm〜1000nmの近赤外光であり、本構成では、800nmと830nmの2波長を有する構成となっている。   For example, the laser light source unit 62 configured as described above has a stack of 25 stages with a light emitting point interval of 2 mm, so that the light output of the combined laser light is 1 kW. Further, the oscillation wavelength is near-infrared light of 800 nm to 1000 nm, and this configuration has two wavelengths of 800 nm and 830 nm.

レーザ照射ユニット60は、光ファイバカップラ63を介して光ファイバ64から導光されたレーザ光LBをワークWの加工表面に所定のレーザスポット径で集光させる。集光されるレーザスポット径は、レーザ照射ユニット60のワークWの加工表面に対する位置(Y方向)により制御することができ、例えば、1mm〜10mmまで変化するよう設定できる。   The laser irradiation unit 60 focuses the laser beam LB guided from the optical fiber 64 via the optical fiber coupler 63 on the processing surface of the workpiece W with a predetermined laser spot diameter. The diameter of the focused laser spot can be controlled by the position (Y direction) of the laser irradiation unit 60 with respect to the processing surface of the workpiece W, and can be set to vary from 1 mm to 10 mm, for example.

(第1の実施の形態の作用)
[第1の実施の形態に係るレーザ熱処理装置を使用した鋼材の焼入処理]
熱処理される鋼材(例えば、S45C)であるワークWを、ワーク支持ユニット20により両センターで回転可能に支持し、主軸モータ23により所定の回転速度で回転させる。
(Operation of the first embodiment)
[Hardening treatment of steel using the laser heat treatment apparatus according to the first embodiment]
A workpiece W, which is a steel material to be heat-treated (for example, S45C), is rotatably supported at both centers by the workpiece support unit 20, and is rotated at a predetermined rotational speed by the spindle motor 23.

レーザヘッド61を、Yステージ35により、ワークWに対して所定の距離に設定すると共に、ワークWの加工開始位置(Z方向)に移動させる。   The laser head 61 is set to a predetermined distance with respect to the workpiece W by the Y stage 35 and moved to the machining start position (Z direction) of the workpiece W.

冷却液体200(水)を冷却ノズルユニット40の流入部43から本体部41の内部に流入させ、流入した冷却液体200の一部が本体部41の内部に滞留すると共に、一部はノズル部42からワークWの加工部分に供給される。ここで、冷却液体供給ユニット50のポンプ53は、冷却液体200が所定の流出量でノズル部42からワークWの加工部分に供給され、かつ、本体部41の内部に冷却液体200が充満されるように、冷却液体200の送出量を調節して運転する。すなわち、冷却液体供給ユニット50のポンプ53は、冷却ノズルユニット40の流入部43から本体部41に流入される冷却液体200の流入量を、ノズル部42からワークWに供給される冷却液体200の流出量よりも大きくなるよう制御する。上記の準備の後(時刻tの後)、ワークWを急速加熱、急速冷却することによりワークWに焼入処理を行なう。 The cooling liquid 200 (water) is caused to flow into the main body 41 from the inflow portion 43 of the cooling nozzle unit 40, and a part of the flowing cooling liquid 200 stays in the main body 41 and a part of the nozzle portion 42. To the processed portion of the workpiece W. Here, in the pump 53 of the cooling liquid supply unit 50, the cooling liquid 200 is supplied from the nozzle portion 42 to the processing portion of the workpiece W with a predetermined outflow amount, and the inside of the main body portion 41 is filled with the cooling liquid 200. As described above, the operation is performed by adjusting the delivery amount of the cooling liquid 200. That is, the pump 53 of the cooling liquid supply unit 50 uses the inflow amount of the cooling liquid 200 flowing from the inflow portion 43 of the cooling nozzle unit 40 to the main body portion 41 and the cooling liquid 200 supplied from the nozzle portion 42 to the work W. Control to be larger than outflow. After the above preparation (after time t 1 ), the workpiece W is hardened by rapid heating and rapid cooling.

尚、ワークWの温度測定は、例えば、赤外線放射温度計により行なう。赤外線放射温度計は、局所的に加熱される位置の温度を測定するためのスポット温度計であり、ワークWの局所的加熱位置の温度を非接触で測定できる。   Note that the temperature of the workpiece W is measured by, for example, an infrared radiation thermometer. The infrared radiation thermometer is a spot thermometer for measuring the temperature of the locally heated position, and can measure the temperature of the locally heated position of the workpiece W in a non-contact manner.

図3は、第1の実施の形態に係るレーザ熱処理装置1を使用して鋼材の焼入処理をする場合の時間と加工部分の温度の関係を示す図である。   FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the time and the temperature of the machined portion when the steel material is quenched using the laser heat treatment apparatus 1 according to the first embodiment.

[急速加熱工程]t≦t≦t
レーザ光源ユニット62を所定の光出力となるように動作させて、レーザヘッド61からワークWの所定箇所を加熱する。
[Rapid heating step] t 1 ≦ t ≦ t 2
The laser light source unit 62 is operated so as to have a predetermined light output, and a predetermined portion of the workpiece W is heated from the laser head 61.

レーザヘッド61から出射するレーザ光LBは、冷却ノズルユニット40の入射窓部44から本体部41へ略垂直に入射し、本体部41に充満された冷却液体200を透過して、ノズル部42から所定のレーザスポット径でワークWの外周面に照射され、ワークWの所定箇所を急速加熱する。時間tには、加熱部分の温度がオーステナイト変態温度(約730℃)以上となる約800℃まで上昇する。 The laser beam LB emitted from the laser head 61 enters the main body 41 substantially perpendicularly from the incident window 44 of the cooling nozzle unit 40, passes through the cooling liquid 200 filled in the main body 41, and is emitted from the nozzle 42. The outer peripheral surface of the workpiece W is irradiated with a predetermined laser spot diameter, and a predetermined portion of the workpiece W is rapidly heated. At time t 2 , the temperature of the heated portion rises to about 800 ° C. at which the temperature becomes higher than the austenite transformation temperature (about 730 ° C.).

[レーザヘッド61の送り工程]t≦t≦t
上記のように、ワークWの所定箇所をレーザ光LBの照射により約800℃まで上昇させた状態で、レーザヘッド61を送り動作させる。送り機構30によりキャリッジ31が所定の速度でZ方向に移動するので、レーザヘッド61は、冷却ノズルユニット40と共に上記のキャリッジ31と一緒にZ方向に所定の送りピッチで移動する。移動量は、ワークWの所定の加工範囲(焼入れ範囲)だけレーザヘッド61を移動させる。
[Feeding Step of Laser Head 61] t 2 ≦ t ≦ t 3
As described above, the laser head 61 is fed and operated in a state where a predetermined portion of the workpiece W is raised to about 800 ° C. by irradiation with the laser beam LB. Since the carriage 31 is moved in the Z direction at a predetermined speed by the feed mechanism 30, the laser head 61 moves together with the cooling nozzle unit 40 in the Z direction at a predetermined feed pitch. As for the movement amount, the laser head 61 is moved by a predetermined processing range (quenching range) of the workpiece W.

[急速冷却工程]t≦t≦t
レーザヘッド61の移動に伴いレーザ光LBによる加熱が行なわれなくなるので、レーザヘッド61により加熱されたワークWの加熱部分は、ノズル部42から供給される冷却液体200により、レーザヘッド61の移動と共に順次急速冷却される。時間tには、ワークWは約常温まで冷却される。
[Rapid cooling step] t 3 ≦ t ≦ t 4
Since the heating with the laser beam LB is not performed as the laser head 61 moves, the heated portion of the workpiece W heated by the laser head 61 is moved along with the movement of the laser head 61 by the cooling liquid 200 supplied from the nozzle portion 42. It is rapidly cooled sequentially. The time t 4, the workpiece W is cooled to about room temperature.

以上の急速加熱、急速冷却工程により、ワークWの所定範囲に所定の深さだけ焼入れ処理が施される。   By the above rapid heating and rapid cooling processes, the workpiece W is quenched to a predetermined depth within a predetermined range.

(第1の実施の形態の効果)
本発明の第1の実施の形態に係る熱処理装置によれば、次のような効果を有する。
(1)レーザ光LBによりワークWを急速加熱し、冷却液体200の供給により急速冷却することができるので、ワークWの表面から深い位置までの焼入れ、いわゆる、深焼入れが可能となる。
(2)レーザ光LBによるワークWの急速加熱と同時に冷却液体(水)による急速冷却を行ないながら、送り機構によってレーザ光LBの重複加熱なく熱処理可能となるので、2度加熱による焼戻し現象を抑制でき、ワーク全体の焼入れが可能となる。
(3)ワークWが多段形状であった場合、ノズル部からワークWに対して一定の冷却液体を供給できるので、冷却液体層の厚さを一定に保ちながら、かつ、レーザ光の距離も一定に保つことができ、安定した熱処理加工が可能となる。
(4)冷却ノズルユニット40の本体部41は、内部に冷却液体200が充満されるように冷却液体供給ユニット50側で制御するので、レーザ光の光路での気泡の発生等を抑制でき、レーザ光が冷却液体200を光学的に安定に透過できる。これにより、ワークWに対して高精度な熱処理加工、特に、高精度な焼入れが可能となる。
(Effects of the first embodiment)
The heat treatment apparatus according to the first embodiment of the present invention has the following effects.
(1) Since the workpiece W can be rapidly heated by the laser beam LB and rapidly cooled by supplying the cooling liquid 200, quenching from the surface of the workpiece W to a deep position, so-called deep quenching, can be performed.
(2) While the workpiece W is rapidly heated by the laser beam LB and simultaneously cooled by the cooling liquid (water), the feed mechanism can be heat-treated without overlapping heating of the laser beam LB, thereby suppressing the tempering phenomenon caused by twice heating. It is possible to quench the entire workpiece.
(3) When the workpiece W has a multi-stage shape, a constant cooling liquid can be supplied from the nozzle portion to the workpiece W, so that the thickness of the cooling liquid layer is kept constant and the distance of the laser beam is also constant. Therefore, stable heat treatment can be performed.
(4) Since the main body 41 of the cooling nozzle unit 40 is controlled on the cooling liquid supply unit 50 side so that the cooling liquid 200 is filled therein, the generation of bubbles in the optical path of the laser light can be suppressed, and the laser Light can optically pass through the cooling liquid 200 stably. As a result, the workpiece W can be subjected to highly accurate heat treatment, in particular, highly accurate quenching.

(本発明の第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態は、本発明の第1の実施の形態における冷却液体供給ユニット50の内部に、冷却液体200(水)とは別に、冷却気体201を供給できるようにしたものである。尚、本実施の形態では、冷却気体201としてエアー(空気)を使用するが、その他の気体でも冷却気体として使用することができる。
(Second embodiment of the present invention)
In the second embodiment of the present invention, the cooling gas 201 can be supplied to the inside of the cooling liquid supply unit 50 in the first embodiment of the present invention separately from the cooling liquid 200 (water). It is. In this embodiment, air (air) is used as the cooling gas 201, but other gases can also be used as the cooling gas.

図4は、本発明の第2の実施の形態に係るレーザ熱処理装置の冷却ノズルユニットの詳細を示す断面図である。図4において、冷却ノズルユニット40は、本体部41、ノズル部42、流入部43、入射窓部44、および、エアー流入部45からなる。   FIG. 4 is a sectional view showing details of the cooling nozzle unit of the laser heat treatment apparatus according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 4, the cooling nozzle unit 40 includes a main body portion 41, a nozzle portion 42, an inflow portion 43, an entrance window portion 44, and an air inflow portion 45.

エアー流入部45は、本体部41の内部に所定の流量の冷却気体201(エアー)を流入する部分であり、エアー供給管501がパッキング230を介して気密および水密な状態で取り付けられている。エアー供給管501からは図示しないエアー供給装置(エアーコンプレッサ)から所定空気圧のエアーが本体部41の内部に供給される。   The air inflow portion 45 is a portion into which the cooling gas 201 (air) having a predetermined flow rate flows into the main body portion 41, and the air supply pipe 501 is attached in an airtight and watertight state via the packing 230. From the air supply pipe 501, air of a predetermined air pressure is supplied into the main body 41 from an air supply device (air compressor) (not shown).

その他の構成は、第1の実施の形態と同様であるので説明を省略する。   Since other configurations are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.

(第2の実施の形態の作用)
[第2の実施の形態に係るレーザ熱処理装置を使用した鋼材の焼入処理]
図5は、第2の実施の形態に係るレーザ熱処理装置を使用して鋼材の焼入処理をする場合の時間と加工部分の温度の関係を示す図である。時間tまでは第1の実施の形態と同様であるので、時間t以降について説明する。
(Operation of the second embodiment)
[Hardening treatment of steel using the laser heat treatment apparatus according to the second embodiment]
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the time and the temperature of the machined portion when a steel material is quenched using the laser heat treatment apparatus according to the second embodiment. Because until time t 3 is the same as in the first embodiment, explanation will be given on the time t 3 or later.

[急速冷却工程]t≦t≦t
レーザヘッド61の移動に伴いレーザ光LBによる加熱が行なわれなくなるので、レーザヘッド61により加熱されたワークWの加熱部分は、ノズル部42から供給される冷却液体200により、レーザヘッド61の移動と共に順次急速冷却される。この急速冷却は、焼割れの発生しやすい危険区域(約250℃)まで行なう。
[Rapid cooling step] t 3 ≦ t ≦ t 4
Since the heating with the laser beam LB is not performed as the laser head 61 moves, the heated portion of the workpiece W heated by the laser head 61 is moved along with the movement of the laser head 61 by the cooling liquid 200 supplied from the nozzle portion 42. It is rapidly cooled sequentially. This rapid cooling is performed up to a dangerous area (about 250 ° C.) where the cracking is likely to occur.

[エアーによる徐冷工程]t≦t≦t
ワークWの温度が危険区域(約250℃)に達したら、冷却液体供給ユニット50のポンプ53からの本体部41への冷却液体200の供給を停止する。この後、エアー供給管501からエアーを供給し、ノズル部42からワークWへエアーを吹き付けることでワークWを徐冷する。時間tには、ほぼ常温に達して、冷却工程を終了する。
[Slow cooling step with air] t 4 ≦ t ≦ t 5
When the temperature of the workpiece W reaches a dangerous area (about 250 ° C.), the supply of the cooling liquid 200 from the pump 53 of the cooling liquid supply unit 50 to the main body 41 is stopped. Thereafter, the work W is gradually cooled by supplying air from the air supply pipe 501 and blowing air from the nozzle portion 42 to the work W. The time t 5, near the end of its normal temperature, exit the cooling step.

以上の急速加熱、急速冷却、エアーによる徐冷工程により、ワークWの所定範囲に所定の深さだけ焼入れ処理が施される。   By the above rapid heating, rapid cooling, and slow cooling steps using air, the workpiece W is quenched into a predetermined range by a predetermined depth.

(第2の実施の形態の効果)
本発明の第2の実施の形態に係る熱処理装置によれば、第1の実施の形態の効果に加えて、次のような効果を有する。
(1)ワークWの加熱後の冷却工程を急速冷却と徐冷工程の2段階とし、危険区域(約250℃)まで冷却された後は、エアーによる徐冷工程によるので、焼割れの発生が抑制でき、作業性、生産性の向上を図ることができる。
(2)冷却ノズルユニット40の内部にエアーを供給できる構成としているので、エアーパージにより不要な冷却液体(水)を除去して、短時間に湿式と乾式の切り替えが可能となる。
(3)エアーの供給量を調整することで、ノズル部42からワークWへエアーを吹き付けるエアー量を調整でき、徐冷工程における冷却速度を制御できる。
(4)エアーパージにより不要な冷却液体(水)を除去できるので、レーザヘッド61によるレーザ光を使用する場合に、水滴や水蒸気等による光学系への影響を抑制できるという効果を有する。
(Effect of the second embodiment)
The heat treatment apparatus according to the second embodiment of the present invention has the following effects in addition to the effects of the first embodiment.
(1) The cooling process after heating the workpiece W is made into two stages of rapid cooling and slow cooling process, and after cooling to the dangerous area (about 250 ° C), since it is based on the slow cooling process with air, the occurrence of burning cracks Therefore, workability and productivity can be improved.
(2) Since air can be supplied into the cooling nozzle unit 40, unnecessary cooling liquid (water) can be removed by air purge, and switching between wet and dry can be performed in a short time.
(3) By adjusting the supply amount of air, the amount of air blown from the nozzle part 42 to the workpiece W can be adjusted, and the cooling rate in the slow cooling process can be controlled.
(4) Since unnecessary cooling liquid (water) can be removed by air purge, when laser light from the laser head 61 is used, it is possible to suppress the influence on the optical system due to water droplets or water vapor.

(本発明の第3の実施の形態)
本発明の第3の実施の形態は、本発明の第1の実施の形態において、レーザ光LBによりワークWをレーザ切断する実施の形態である。
(Third embodiment of the present invention)
The third embodiment of the present invention is an embodiment in which the workpiece W is laser-cut by the laser beam LB in the first embodiment of the present invention.

図6は、本発明の第3の実施の形態に係るレーザ熱処理装置の冷却ノズルユニット部分の詳細を示す断面図である。   FIG. 6 is a cross-sectional view showing details of the cooling nozzle unit portion of the laser heat treatment apparatus according to the third embodiment of the present invention.

図6において、レーザ光LBは、ワークWの外周表面に微小なピームスポットに絞られ、高いエネルギー密度を加工箇所に与える。その他においては、第1の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。尚、レーザ光LBを微小なビームスポットに絞り高いエネルギー密度とすることにより、上記のレーザ切断以外にも、例えば、レーザ溶接等にも適用可能である。   In FIG. 6, the laser beam LB is focused on a minute beam spot on the outer peripheral surface of the workpiece W, and gives a high energy density to the processing location. Since others are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted. In addition to the laser cutting described above, the laser beam LB can be applied to, for example, laser welding by narrowing the laser beam LB into a minute beam spot.

(第3の実施の形態の効果)
本発明の第3の実施の形態に係る熱処理装置によれば、第1の実施の形態の効果に加えて、次のような効果を有する。
(1)レーザ切断時に、切断による加工屑(スパッタ、煙等)を冷却液体200により除去できるという効果を有する。
(2)ワークWに冷却液体200を供給することでレーザ切断時に発生する熱を抑制でき、ワークWへの熱的影響を最小限に抑えることが可能となる。
(Effect of the third embodiment)
The heat treatment apparatus according to the third embodiment of the present invention has the following effects in addition to the effects of the first embodiment.
(1) At the time of laser cutting, there is an effect that processing waste (sputtering, smoke, etc.) due to cutting can be removed by the cooling liquid 200.
(2) By supplying the cooling liquid 200 to the workpiece W, heat generated during laser cutting can be suppressed, and the thermal influence on the workpiece W can be minimized.

図1は、本発明の第1の実施の形態に係るレーザ熱処理装置の概略構成を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a laser heat treatment apparatus according to the first embodiment of the present invention. 図2は、本発明の第1の実施の形態に係るレーザ熱処理装置の冷却ノズルユニットの詳細を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing details of the cooling nozzle unit of the laser heat treatment apparatus according to the first embodiment of the present invention. 図3は、本発明の第1の実施の形態に係るレーザ熱処理装置を使用して、ワークに焼入れを行なう場合の時間と温度の関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between time and temperature when quenching a workpiece using the laser heat treatment apparatus according to the first embodiment of the present invention. 図4は、本発明の第2の実施の形態に係るレーザ熱処理装置の冷却ノズルユニットの詳細を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing details of the cooling nozzle unit of the laser heat treatment apparatus according to the second embodiment of the present invention. 図5は、本発明の第2の実施の形態に係るレーザ熱処理装置を使用して、ワークに焼入れを行なう場合の時間と温度の関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between time and temperature when a workpiece is quenched using the laser heat treatment apparatus according to the second embodiment of the present invention. 図6は、本発明の第3の実施の形態に係るレーザ熱処理装置の冷却ノズルユニット部分の詳細を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing details of the cooling nozzle unit portion of the laser heat treatment apparatus according to the third embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 レーザ熱処理装置
10 ベース
10a 回収溝
20 ワーク支持ユニット
21 主軸
22 心押軸
23 主軸モータ
30 送り機構
31 キャリッジ
32 ガイド軸
33 送りネジ
34 送りモータ
35 Yステージ
40 冷却ノズルユニット
41 本体部
42 ノズル部
42a 供給孔
43 流入部
44 入射窓部
45 エアー流入部
50 冷却液体供給ユニット
51 供給管
52 回収管
53 ポンプ
60 レーザ照射ユニット
61 レーザヘッド
61a 開口部
62 レーザ光源ユニット
63 光ファイバカップラ
64 光ファイバ
65 集光レンズ
66 レーザスタックモジュール
67 偏光カップリング板
68 波長カップリング板
200 冷却液体
201 冷却気体
230 パッキング
440 ウインドウガラス
440a 入射面
440b 出射面
501 エアー供給管
W ワーク
LB レーザ光
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser heat processing apparatus 10 Base 10a Recovery groove 20 Work support unit 21 Main shaft 22 Tail shaft 23 Main shaft motor 30 Feed mechanism 31 Carriage 32 Guide shaft 33 Feed screw 34 Feed motor 35 Y stage 40 Cooling nozzle unit 41 Main body portion 42 Nozzle portion 42a Supply hole 43 Inflow part 44 Incident window part 45 Air inflow part 50 Cooling liquid supply unit 51 Supply pipe 52 Recovery pipe 53 Pump 60 Laser irradiation unit 61 Laser head 61a Opening part 62 Laser light source unit 63 Optical fiber coupler 64 Optical fiber 65 Condensing Lens 66 Laser stack module 67 Polarization coupling plate 68 Wavelength coupling plate 200 Cooling liquid 201 Cooling gas 230 Packing 440 Window glass 440a Entrance surface 440b Exit surface 501 Air supply pipe W Work LB Laser light

Claims (5)

冷却液体が内部に充満される本体部、熱処理加工されるワークの所定箇所に前記冷却液体を供給するノズル部、前記冷却液体が前記本体部に流入される流入部、および、前記ノズル部に対向する位置に配置されレーザ光が入射するための入射窓部を有する冷却ノズルユニットと、
前記冷却液体を前記本体部へ所定の流入量で流入させる冷却液体供給ユニットと、
前記入射窓部から前記本体部の前記内部を透過し、前記ノズル部から前記ワークの前記所定箇所に前記レーザ光を照射するレーザ照射ユニットと、
を有することを特徴とするレーザ熱処理装置。
A main body that is filled with cooling liquid, a nozzle that supplies the cooling liquid to a predetermined portion of a workpiece to be heat-treated, an inflow portion through which the cooling liquid flows into the main body, and the nozzle A cooling nozzle unit that is arranged at a position where the laser beam is incident and has an incident window for incident light;
A cooling liquid supply unit that causes the cooling liquid to flow into the main body portion at a predetermined inflow amount;
A laser irradiation unit that transmits the laser beam to the predetermined portion of the workpiece from the nozzle portion through the inside of the main body portion from the incident window portion;
A laser heat treatment apparatus comprising:
前記冷却液体供給ユニットは、前記冷却ノズルユニットの前記流入部から前記本体部に流入される前記冷却液体の流入量を、前記ノズル部から前記ワークに供給される前記冷却液体の流出量よりも大きく設定して構成されることを特徴とする請求項1記載のレーザ熱処理装置。   The cooling liquid supply unit has an inflow amount of the cooling liquid flowing into the main body portion from the inflow portion of the cooling nozzle unit larger than an outflow amount of the cooling liquid supplied from the nozzle portion to the workpiece. The laser heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the laser heat treatment apparatus is configured to be set. 熱処理加工されるワークの所定箇所に冷却液体を供給すると共に、前記冷却液体を透過して前記ワークの所定箇所にレーザ光を照射することを特徴とするレーザ熱処理方法。   A laser heat treatment method characterized by supplying a cooling liquid to a predetermined portion of a workpiece to be heat-treated, and irradiating the predetermined portion of the workpiece with laser light through the cooling liquid. 前記ワークは、前記ワークの所定箇所を、前記レーザ光により所定温度まで加熱され、所定時間だけ略前記所定温度に保持された後、前記冷却液体により冷却されることにより焼入れされることを特徴とする請求項3記載のレーザ熱処理方法。   The workpiece is hardened by heating a predetermined portion of the workpiece to a predetermined temperature with the laser beam and holding the workpiece at the predetermined temperature for a predetermined time and then cooling with the cooling liquid. The laser heat treatment method according to claim 3. 前記ワークは、前記ワークの所定箇所を、前記レーザ光により所定温度まで加熱され、所定時間だけ略前記所定温度に保持された後、前記冷却液体および冷却気体により冷却されることにより焼入れされることを特徴とする請求項3記載のレーザ熱処理方法。   The workpiece is hardened by heating a predetermined portion of the workpiece to a predetermined temperature with the laser beam and holding the workpiece at the predetermined temperature for a predetermined time, and then cooling with the cooling liquid and the cooling gas. The laser heat treatment method according to claim 3.
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