JP2019076915A - Surface treatment method - Google Patents

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一晃 豊澤
Kazuaki Toyosawa
一晃 豊澤
雄二 古牧
Yuji Komaki
雄二 古牧
徹明 秋吉
Tetsuaki Akiyoshi
徹明 秋吉
藤田 和久
Kazuhisa Fujita
藤田  和久
伸一朗 沖原
Shinichiro Okihara
伸一朗 沖原
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Abstract

To provide a surface treatment method which suppresses thermal effect with a laser beam while effectively removing a deposit on the surface of an irradiation object.SOLUTION: A surface treatment method includes: a first laser irradiation step of irradiating a surface of an irradiation object W with a laser beam L, and removing at least a part of a deposit deposited on the surface of the irradiation object; and a second laser irradiation step of irradiating the surface of the irradiation object with the laser beam so that a heat receiving amount per unit area on the surface of the irradiation object is smaller than that in the first laser irradiation step, after the first laser irradiation step, and removing at least a part of a thermal influence layer formed on the surface of the irradiation object by heat receiving in the first laser irradiation step.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、レーザ光の照射による表面処理方法に関し、特に照射対象物の表面の付着物を効果的に除去しつつレーザ光による熱影響を抑制したものに関する。   The present invention relates to a surface treatment method by irradiation of a laser beam, and more particularly, to a method of effectively removing the deposit on the surface of an object to be irradiated while suppressing the thermal influence of the laser beam.

例えば鋼製構造物の塗装前における前処理として、表面に形成された黒皮や旧塗装の塗膜を、レーザ光を照射して走査することによって除去することが提案されている。
例えば、特許文献1には、金属製品等の表面において、レーザ光による照射位置を高速で円弧状に旋回させながら走査し、塗り替え前の旧塗膜や、錆等の異物を除去(クリーニング)することが記載されている。
For example, as a pretreatment before coating a steel structure, it has been proposed to remove a black coat formed on the surface or a coating film of old paint by irradiating it with a laser beam and scanning.
For example, in Patent Document 1, the surface of a metal product or the like is scanned while being swung in a circular arc at a high speed at the irradiation position with laser light to remove (clean) the old coating film before repainting and foreign substances such as rust. It is described.

国際公開WO2013/133415International Publication WO2013 / 133415

しかし、レーザ光で照射することにより照射対象物表面の付着物を除去する場合、レーザ光による受熱によって、照射対象物の表面に熱影響により形成された熱影響層が形成される場合があった。
例えば、照射対象物が鋼である場合には、レーザ光の照射による熱影響層として、FeO等の酸化被膜が形成される場合があった。
このような酸化被膜は、塗料との組み合わせ等によっては、耐候性、防錆性などに悪影響を及ぼすことが懸念される。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、照射対象物の表面の付着物を効果的に除去しつつレーザ光による熱影響を抑制した表面処理方法を提供することである。
However, when removing the deposit on the surface of the irradiation object by irradiating with the laser light, the heat affected layer formed by the thermal influence may be formed on the surface of the irradiation object by heat reception by the laser light. .
For example, when the object to be irradiated is steel, an oxide film such as FeO may be formed as a heat affected layer by laser light irradiation.
There is a concern that such an oxide film may adversely affect weatherability, rust resistance, etc. depending on the combination with the paint.
In view of the problems described above, it is an object of the present invention to provide a surface treatment method in which the thermal influence of laser light is suppressed while effectively removing the deposit on the surface of the irradiation object.

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項1に係る発明は、照射対象物の表面にレーザ光を照射して走査し、前記照射対象物の表面に付着した付着物の少なくとも一部を除去する第1のレーザ照射工程と、前記第1のレーザ照射工程の後に行われ、前記第1のレーザ照射工程に対して前記照射対象物の表面における単位面積あたりの受熱量が小さくなるように前記照射対象物の表面にレーザ光を照射して走査し、前記第1のレーザ照射工程における受熱により前記照射対象物の表面に形成された熱影響層の少なくとも一部を除去する第2のレーザ照射工程とを有することを特徴とする表面処理方法である。
これによれば、照射対象物の表面の付着物を除去する第1のレーザ照射工程において照射対象物に与えられた熱により生成される酸化被膜等の熱影響層を、第1の照射工程よりも単位面積あたりの受熱量が小さくなる第2のレーザ照射工程によって除去することができ、付着物を効果的に除去するとともに、レーザ照射による熱影響を抑制することができる。
請求項2に係る発明は、前記照射対象物は鋼により形成され、前記付着物は黒皮、塗膜、錆、塩分の少なくとも一つを有し、前記熱影響層は酸化鉄被膜であることを特徴とする請求項1に記載の表面処理方法である。
請求項3に係る発明は、前記照射対象物の表面における鉄原子と酸素との結合度と酸素量との少なくとも一方が、前記第1のレーザ照射工程の直後に対して前記第2のレーザ照射工程の直後に低減されることを特徴とする請求項2に記載の表面処理方法である。
これによれば、照射対象物の表面の元素分析結果を反映させて第1、第2のレーザ照射工程の照射条件等を設定することによって、酸化鉄被膜の低減効果を確実に得ることができる。
The present invention solves the above-mentioned problems by the following solutions.
The invention according to claim 1 is a first laser irradiation step of irradiating the surface of the irradiation object with a laser beam and scanning it, and removing at least a part of the deposit attached to the surface of the irradiation object; It is performed after a 1st laser irradiation process, and a laser beam is irradiated to the surface of the said irradiation target so that the amount of heat received per unit area in the surface of the said irradiation target becomes small with respect to the said 1st laser irradiation process And a second laser irradiation step of scanning and removing at least a part of the heat-affected layer formed on the surface of the irradiation object by heat reception in the first laser irradiation step. It is a processing method.
According to this, in the first laser irradiation step of removing the deposit on the surface of the irradiation object, the heat affected layer such as the oxide film generated by the heat given to the irradiation object is compared to the first irradiation step. Also in the second laser irradiation step in which the amount of heat received per unit area decreases, the adhered matter can be removed effectively, and the thermal influence by the laser irradiation can be suppressed.
In the invention according to claim 2, the object to be irradiated is formed of steel, the deposit has at least one of a black coat, a coating, rust, and a salt content, and the heat affected layer is an iron oxide coating. It is a surface treatment method of Claim 1 characterized by these.
In the invention according to claim 3, at least one of the bonding degree of iron atoms and oxygen on the surface of the object to be irradiated and the oxygen amount is the second laser irradiation immediately after the first laser irradiation step. The surface treatment method according to claim 2, wherein the surface treatment method is reduced immediately after the step.
According to this, the reduction effect of the iron oxide film can be reliably obtained by reflecting the elemental analysis result of the surface of the irradiation object and setting the irradiation conditions and the like of the first and second laser irradiation steps. .

請求項4に係る発明は、前記第2のレーザ照射工程は、前記照射対象物の表面温度が560℃以下の状態を維持して行われることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の表面処理方法である。
これによれば、照射対象物の表面温度がFeOの形成下限温度以下に維持されることによって、FeOからなる酸化鉄被膜の生成を防止することができる。
なお、照射対象物の表面温度は、例えば、サーモグラフィ等の公知の手法により測定することができる。
請求項5に係る発明は、前記第2のレーザ照射工程におけるフルエンスが0.1乃至50J/cmであることを特徴とする請求項2から請求項4までのいずれか1項に記載の表面処理方法である。
これによれば、第2のレーザ照射工程における受熱を適切に抑制して酸化被膜等の新たな熱影響層が生成されることを防止し、より確実に上述した効果を得ることができる。
The invention according to claim 4 is characterized in that the second laser irradiation step is performed with the surface temperature of the object to be irradiated maintained at 560 ° C. or less. Surface treatment method.
According to this, by maintaining the surface temperature of the irradiation object at or below the formation lower limit temperature of FeO, it is possible to prevent the formation of an iron oxide film composed of FeO.
The surface temperature of the irradiation object can be measured, for example, by a known method such as thermography.
The invention according to claim 5 is the surface according to any one of claims 2 to 4, wherein the fluence in the second laser irradiation step is 0.1 to 50 J / cm 2. It is a processing method.
According to this, it is possible to appropriately suppress heat reception in the second laser irradiation step to prevent the formation of a new heat-affected layer such as an oxide film, and to obtain the above-mentioned effect more reliably.

請求項6に係る発明は、前記レーザ光はCWレーザであり、前記第1のレーザ照射工程及び前記第2のレーザ照射工程は、レーザ光を偏向させる偏向手段及び前記偏向手段を駆動して偏向方向を変化させる駆動手段を有するレーザ照射ヘッドを用いて、前記照射対象物の表面をビームスポットが旋回する状態で照射しながら前記ビームスポットの旋回中心を前記照射対象物に対して相対移動させて前記走査を行うことを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の表面処理方法である。
これによれば、CWレーザのビームスポットが照射対象物の表面を旋回しながら走査することによって、第1のレーザ照射工程における付着物の除去、及び、第2のレーザ照射工程における熱影響層の除去を効果的に行うことができる。
ここで、旋回走査のパターンは、円形に限らず、楕円、長円、多角形やその他の形状に沿って旋回走査を行うものであってもよい。
In the invention according to claim 6, the laser beam is a CW laser, and in the first laser irradiation step and the second laser irradiation step, deflection means for deflecting the laser beam and the deflection means are driven to deflect. The irradiation center of the beam spot is moved relative to the irradiation object while irradiating the surface of the irradiation object while the beam spot is rotating, using a laser irradiation head having drive means for changing the direction. The surface treatment method according to any one of claims 1 to 5, wherein the scanning is performed.
According to this, the beam spot of the CW laser scans while sweeping the surface of the irradiation object, thereby removing the deposit in the first laser irradiation step and the heat affected layer in the second laser irradiation step. The removal can be done effectively.
Here, the pattern of the turning scan is not limited to a circle, and the turning scan may be performed along an ellipse, an oval, a polygon or any other shape.

請求項7に係る発明は、前記第2のレーザ照射工程における前記旋回により形成される走査パターンのサイズを、前記第1のレーザ照射工程における前記旋回のサイズに対して大きくすることを特徴とする請求項6に記載の表面処理方法である。
これによれば、第1、第2のレーザ照射工程において共通のレーザ発振器を用いる場合であっても、第2のレーザ照射工程における単位面積あたりの受熱量を容易に抑制することができる。
ここで、走査パターンのサイズとは、例えばビームスポットが円環状に旋回しながら走査を行う場合には、その旋回半径(照射輪径)である。
また、ビームスポットが円形以外の形状に沿って旋回しながら走査する場合には、その形状の大きさや、一周あたりのビームスポットの移動距離を第2のレーザ照射工程において大きくすればよい。
また、このように第2のレーザ照射工程における走査パターンのサイズを大きくすることによって、照射ヘッドの1スルーあたりの処理面積を拡大し、処理を迅速化することができる。
請求項8に係る発明は、前記第2のレーザ照射工程を、1回の照射時間が10マイクロ秒以下のパルスレーザによって行うことを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の表面処理方法である。
これによれば、レーザの照射時間を短縮することによって、照射対象物表面に形成された熱影響層を瞬時に破砕して除去するとともに、照射対象物への入熱によって新たな熱影響層が形成されることを大幅に低減できる。例えば、照射対象物の表面温度が一時的にFeOの形成下限温度を上回る場合であっても、FeOの生成を抑制することができる。
また、1回の照射時間が100ピコ秒以下となる超短パルスレーザを用いれば、照射除去領域周辺へ熱が伝わる時間スケールよりも短い照射時間であることから、照射対象物表面に形成される熱影響層をさらに極小化することもできる。
請求項9に係る発明は、前記第2のレーザ照射工程の後に、照射対象物の表面に酸洗い処理を施すことを特徴とする請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載の表面処理方法である。
これによれば、第2のレーザ照射工程を行った後に酸化鉄被膜等の熱影響層が残存した場合であっても、これを確実に低減することができる。
ここで、酸洗い処理には、例えば、リン酸溶液やクエン酸溶液を用いることができる。
The invention according to claim 7 is characterized in that the size of the scanning pattern formed by the turning in the second laser irradiation step is made larger than the size of the turning in the first laser irradiation step. It is a surface treatment method according to claim 6.
According to this, even when a common laser oscillator is used in the first and second laser irradiation steps, the amount of heat received per unit area in the second laser irradiation step can be easily suppressed.
Here, the size of the scanning pattern is, for example, the turning radius (irradiated ring diameter) when scanning is performed while the beam spot turns in an annular shape.
When the beam spot scans while turning along a shape other than a circle, the size of the shape and the moving distance of the beam spot per round may be increased in the second laser irradiation step.
Further, by thus increasing the size of the scanning pattern in the second laser irradiation step, the processing area per through of the irradiation head can be expanded, and the processing can be speeded up.
The invention according to claim 8 is characterized in that the second laser irradiation step is performed by a pulse laser having one irradiation time of 10 microseconds or less. It is a surface treatment method described in 4.
According to this, by shortening the irradiation time of the laser, the heat affected layer formed on the surface of the irradiation object is instantaneously crushed and removed, and a new heat affected layer is formed by the heat input to the irradiation object. It can be greatly reduced to be formed. For example, even when the surface temperature of the irradiation target temporarily exceeds the formation lower limit temperature of FeO, the generation of FeO can be suppressed.
In addition, if an ultra-short pulse laser with an irradiation time of 100 picoseconds or less is used, the irradiation time is shorter than the time scale in which heat is transmitted to the periphery of the irradiation-removed area, so The heat affected layer can be further minimized.
The invention according to claim 9 is characterized in that after the second laser irradiation step, the surface of the object to be irradiated is subjected to an acid pickling treatment, according to any one of claims 1 to 8, It is a surface treatment method.
According to this, even if a heat affected layer such as an iron oxide film remains after the second laser irradiation step, this can be reliably reduced.
Here, for example, a phosphoric acid solution or a citric acid solution can be used for the acid washing treatment.

以上説明したように、本発明によれば、照射対象物の表面の付着物を効果的に除去しつつレーザ光による熱影響を抑制した表面処理方法を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a surface treatment method in which the thermal influence of laser light is suppressed while effectively removing the deposit on the surface of the irradiation object.

本発明を適用した表面処理方法の実施形態に用いられるレーザ加工装置の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the laser processing apparatus used for embodiment of the surface treatment method to which this invention is applied. 実施形態(実施例1)の表面処理方法を行った際のワークの表面を示す図である。It is a figure which shows the surface of the workpiece | work at the time of performing the surface treatment method of embodiment (Example 1).

以下、本発明を適用した表面処理方法の実施形態について説明する。
図1は、実施形態の表面処理方法に用いられるレーザ加工装置の構成を模式的に示す図である。
レーザ加工装置1は、照射ヘッド100、ロボット200、ロボット制御装置300、レーザ発振器400、プリズム駆動制御装置500、パージガス供給装置600等を有して構成されている。
Hereinafter, an embodiment of a surface treatment method to which the present invention is applied will be described.
FIG. 1: is a figure which shows typically the structure of the laser processing apparatus used for the surface treatment method of embodiment.
The laser processing apparatus 1 includes an irradiation head 100, a robot 200, a robot control device 300, a laser oscillator 400, a prism drive control device 500, a purge gas supply device 600, and the like.

照射ヘッド100は、レーザ発振器400からファイバ410を介して導入されるCWレーザ光を、所定の焦点に集光するよう出射するものである。
照射対象物であるワークWにレーザ光が照射される箇所であるビームスポットBSは、焦点と実質的に一致するように配置してもよく、また、焦点から所定の距離だけ離間して(デフォーカスして)配置されるようにしてもよい。
また、照射ヘッド100は、ワーク表面を円弧状に走査するため、レーザ光Lを旋回させて出射する機能を有する。
照射ヘッド100は、コリメートレンズ110、集光レンズ120、ウェッジプリズム130、保護ガラス140、プリズム駆動装置150、ノズル160等を有して構成されている。
The irradiation head 100 emits CW laser light introduced from the laser oscillator 400 via the fiber 410 so as to be collected at a predetermined focal point.
The beam spot BS where the laser beam is irradiated to the workpiece W which is the irradiation object may be disposed so as to substantially coincide with the focal point, and may be spaced apart from the focal point by a predetermined distance. ) May be arranged.
Further, the irradiation head 100 has a function of turning and emitting the laser beam L in order to scan the surface of the workpiece in an arc shape.
The irradiation head 100 is configured to include a collimator lens 110, a condenser lens 120, a wedge prism 130, a protective glass 140, a prism drive device 150, a nozzle 160, and the like.

コリメートレンズ110、集光レンズ120、ウェッジプリズム130、保護ガラス140は、ファイバ410側から順次配列されている。
コリメートレンズ110は、ファイバ410から出射されるレーザ光Lをコリメートし、平行光とする光学素子である。
The collimator lens 110, the condenser lens 120, the wedge prism 130, and the protective glass 140 are sequentially arranged from the fiber 410 side.
The collimating lens 110 is an optical element that collimates the laser light L emitted from the fiber 410 into collimated light.

集光レンズ120は、コリメートレンズ110から平行光として入射するレーザ光Lを、所定の焦点に集まるよう集光する光学素子(集光光学系)である。
コリメートレンズ110、集光レンズ120は、照射ヘッド100の筐体(ハウジング)に固定されている。
The condensing lens 120 is an optical element (condensing optical system) that condenses the laser light L incident as parallel light from the collimator lens 110 so as to be collected at a predetermined focal point.
The collimator lens 110 and the condenser lens 120 are fixed to a housing (housing) of the irradiation head 100.

ウェッジプリズム130は、集光レンズ120側から入射されるレーザ光Lを、所定の偏角θだけ偏向させる偏向手段(偏向光学系)である。
ウェッジプリズム130は、照射ヘッド100の筐体に対して、集光レンズ120の光軸回りに回転可能に支持されている。
ウェッジプリズム130を回転することによって、ビームスポットBSは、照射ヘッド100をワークWに対して相対的に静止させた場合、ワークWの表面上を、所定の照射輪径φの円に沿って旋回する。
The wedge prism 130 is a deflection means (deflection optical system) for deflecting the laser light L incident from the condensing lens 120 side by a predetermined deflection angle θ.
The wedge prism 130 is rotatably supported around the optical axis of the condensing lens 120 with respect to the housing of the irradiation head 100.
By rotating the wedge prism 130, the beam spot BS pivots along the circle of a predetermined irradiation wheel diameter φ on the surface of the workpiece W when the irradiation head 100 is made to stand still relative to the workpiece W. Do.

保護ガラス140は、ワークW側から飛散するダスト等の異物がウェッジプリズム130等に付着することを防止する部材である。
保護ガラス140は、例えば、実質的に平板状に形成されている。
保護ガラス140は、ウェッジプリズム130等が収容される空間部を、ノズル170の内径側の領域とは実質的に気密された状態で区画する機能を有する。
保護ガラス140は、汚染時や焼損時等に容易に交換可能なよう、照射ヘッド100の本体部から着脱可能に構成されている。
The protective glass 140 is a member that prevents foreign matter such as dust scattered from the work W side from adhering to the wedge prism 130 and the like.
The protective glass 140 is, for example, formed substantially flat.
The protective glass 140 has a function of partitioning the space portion in which the wedge prism 130 and the like are accommodated in a substantially airtight state with the region on the inner diameter side of the nozzle 170.
The protective glass 140 is configured to be removable from the main body of the irradiation head 100 so that it can be easily replaced when it is contaminated or burned.

プリズム駆動装置150は、ウェッジプリズム130を集光レンズ120の光軸と実質的に同心となる回転中心軸回りに回転駆動するアクチュエータである。
プリズム駆動装置150は、例えば、円環状の電動モータを有し、ウェッジプリズム130はその内径側に保持される。
プリズム駆動装置150は、後述するプリズム駆動制御装置500によって制御され作動する。
The prism drive device 150 is an actuator that rotationally drives the wedge prism 130 about a rotation center axis that is substantially concentric with the optical axis of the condensing lens 120.
The prism drive device 150 has, for example, an annular electric motor, and the wedge prism 130 is held on the inner diameter side thereof.
The prism drive device 150 is controlled and operated by a prism drive control device 500 described later.

ノズル160は、照射ヘッド100のワークW側の端部に設けられた筒状の部材である。
ノズル160は、保護ガラス140からワークW側に突出し、レーザ光Lはノズル170の内径側を通って出射される。
ノズル160は、先端部側が縮径されたテーパ筒状に形成されている。
The nozzle 160 is a cylindrical member provided at an end of the irradiation head 100 on the work W side.
The nozzle 160 projects from the protective glass 140 toward the work W, and the laser light L is emitted through the inner diameter side of the nozzle 170.
The nozzle 160 is formed in a tapered cylindrical shape whose diameter on the tip end side is reduced.

ロボット200は、照射ヘッド100を保持し、所定の加工パスに応じて照射ヘッド100をワークWに対して相対移動させる例えば6軸ロボットである。   The robot 200 is, for example, a six-axis robot that holds the irradiation head 100 and moves the irradiation head 100 relative to the workpiece W according to a predetermined processing pass.

ロボット制御装置300は、ロボット200の各軸にそれぞれ設けられたアクチュエータ(モータ)等を統括的に制御するものである。
ロボット制御装置300は、CPU等の情報処理手段、RAMやROM等の記憶手段、入出力インターフェイス及びこれらを接続するバス等を有して構成されている。
ロボット制御装置300は、予めティーチングされた加工パスに関する情報を保持するとともに、照射ヘッド100が加工パスに沿って所定の送り速度で移動するよう、ロボット200の各アクチュエータに指令を与える。
The robot control device 300 comprehensively controls actuators (motors) and the like provided on the respective axes of the robot 200.
The robot control device 300 is configured to include an information processing unit such as a CPU, a storage unit such as a RAM or a ROM, an input / output interface, a bus connecting these, and the like.
The robot control device 300 holds information on the processing path that has been taught in advance, and gives commands to the actuators of the robot 200 so that the irradiation head 100 moves at a predetermined feed speed along the processing path.

また、ロボット制御装置300は、レーザ発振器400、プリズム駆動制御装置500、パージガス供給装置600と通信を行い、これらに対して指令を与え、協調制御を行うよう構成されている。   The robot control apparatus 300 is configured to communicate with the laser oscillator 400, the prism drive control apparatus 500, and the purge gas supply apparatus 600, give instructions to these, and perform cooperative control.

ロボット制御装置300には、入出力装置310が接続されている。
入出力装置310は、ユーザ(オペレータ)が加工順序、加工パスのティーチングを行ったり、作業の開始操作、緊急時における作業中止操作等を入力するものである。
An input / output device 310 is connected to the robot control device 300.
The input / output device 310 is used by the user (operator) to teach the processing order, the processing path, input the operation start operation, the operation stop operation in an emergency, and the like.

レーザ発振器400は、照射ヘッド100からワークWへ照射されるレーザ光を発生するものである。
レーザ発振器400として、例えば出力が500W〜3kW程度のCWレーザ発振器を用いることができる。
The laser oscillator 400 generates a laser beam irradiated from the irradiation head 100 to the work W.
As the laser oscillator 400, for example, a CW laser oscillator having an output of about 500 W to 3 kW can be used.

プリズム駆動制御装置500は、プリズム駆動装置150を制御してウェッジプリズム130を設定された速度で回転駆動させるものである。
プリズム駆動制御装置500は、ウェッジプリズム130を例えば1,000〜20,000rpmで回転させる。
The prism drive control device 500 controls the prism drive device 150 to rotationally drive the wedge prism 130 at a set speed.
The prism drive controller 500 rotates the wedge prism 130 at, for example, 1,000 to 20,000 rpm.

パージガス供給装置600は、照射時にダスト等の異物がノズル160の内部に侵入することを防止するパージガスを、配管610を介してノズル160内に導入するものである。
パージガスとして、例えば、異物をフィルタ等によって除去した清浄な空気や不活性ガス等の各種気体を用いることができる。
The purge gas supply device 600 introduces a purge gas for preventing foreign matter such as dust from invading the inside of the nozzle 160 during irradiation into the nozzle 160 through the pipe 610.
As purge gas, various gases, such as clean air and inactive gas which removed the foreign material with a filter etc., can be used, for example.

以下、上述したレーザ加工装置を用いた表面処理方法の実施形態について説明する。
実施形態の表面処理方法は、主に照射対象物の表面に付着した異物除去を目的とした第1のレーザ照射工程、及び、主に第1のレーザ照射工程における熱影響により生成された酸化被膜等の熱影響層の除去を目的とした第2のレーザ照射工程を有する。
以下、実施例について説明する。
Hereinafter, an embodiment of a surface treatment method using the above-described laser processing apparatus will be described.
In the surface treatment method of the embodiment, the first laser irradiation process mainly for removing foreign matter attached to the surface of the irradiation object, and the oxide film formed mainly by the thermal effect in the first laser irradiation process And the like for the purpose of removing the heat-affected layer.
Examples will be described below.

<実施例1>
実施例1においては、ワークWとして、190×32×6mmの熱間圧延材(SS400)を用いた。
レーザ照射前のワークWの表面は、黒皮によって被覆されている。
実施例1においては、以下の照射条件により第1のレーザ照射工程、第2のレーザ照射工程を順次行った。
Example 1
In Example 1, a hot rolled material (SS 400) of 190 × 32 × 6 mm was used as the work W.
The surface of the workpiece W before the laser irradiation is covered with black skin.
In Example 1, the first laser irradiation step and the second laser irradiation step were sequentially performed under the following irradiation conditions.

(1)第1のレーザ照射工程
レーザ発振器:古河電工社製TL−2LA ファイバ出口でのビーム径50μm
レーザ出力:2kW
焦点距離:f=300mm
照射輪径:φ=20mm
ウェッジプリズム回転速度:5000rpm
送り速度(照射ヘッド移動速度):30mm/sec
スルー数:4スルー
ラップ率:50%

ここで、ラップ率とは、照射ヘッドを往復移動しながら照射する際の照射輪径の重なり具合を示す値である。
(1) First laser irradiation step Laser oscillator: 50 μm beam diameter at the exit of TL-2 LA fiber manufactured by Furukawa Electric Co., Ltd.
Laser power: 2 kW
Focal length: f = 300 mm
Irradiated ring diameter: φ = 20 mm
Wedge prism rotational speed: 5000 rpm
Feeding speed (irradiation head moving speed): 30 mm / sec
Through number: 4 through Lap rate: 50%

Here, the wrap ratio is a value indicating the degree of overlapping of the diameters of the irradiation wheels when performing irradiation while reciprocating the irradiation head.

(2)第2のレーザ照射工程
レーザ発振器:古河電工社製TL−2LA ファイバ出口でのビーム径50μm
レーザ出力:2kW
焦点距離:f=300mm
照射輪径:φ=75mm
ウェッジプリズム回転速度:5000rpm
送り速度:30mm/sec
スルー数:1スルー
(2) Second laser irradiation step Laser oscillator: 50 μm beam diameter at the exit of TL-2 LA fiber manufactured by Furukawa Electric Co., Ltd.
Laser power: 2 kW
Focal length: f = 300 mm
Irradiated ring diameter: φ = 75 mm
Wedge prism rotational speed: 5000 rpm
Feeding speed: 30 mm / sec
Through number: 1 through

上記条件において、第1のレーザ照射工程、第2のレーザ照射工程においてワークWに照射されるレーザ光のフルエンスは、それぞれ89J/cm、1J/cmとなる。
このとき、第2のレーザ照射工程におけるレーザ光の照射によって新たな酸化被膜が形成されないようにするためには、第2のレーザ照射工程におけるフルエンスが0.1乃至50J/cmの範囲内でありかつワークWの表面温度が560℃(Fe−O系の状態図から求められるFeOの形成下限温度)を超えないようにするとよい。
ただし、一時的にワークWの表面温度が560℃を超過する場合であっても、例えばスキャン速度(ビームスポットのワーク表面上の移動速度)を高速化し、ワークW上の一点に対する照射時間を短縮することができれば、ビームスポットにおける中央部分の高エネルギ密度の領域だけが溶融、蒸散、熱破砕し、レーザ入射により受けたエネルギをそのまま(高温のまま)持ち去って飛散してしまうため、ワークW表面の酸化被膜の生成が抑制される場合もある。
この場合、ビームスポットの周辺部では、エネルギ密度が低いため溶融まで至らず、ビームスポットの中央部からの伝熱も少ないため、結果的に溶融、再凝固する領域が少なくなり、酸化被膜の生成は抑制される。
In the above condition, the first laser irradiation step, the fluence of the laser beam irradiated to the workpiece W in the second laser irradiation step, respectively the 89J / cm 2, 1J / cm 2.
At this time, in order to prevent formation of a new oxide film by laser light irradiation in the second laser irradiation step, the fluence in the second laser irradiation step is in the range of 0.1 to 50 J / cm 2. It is preferable that the surface temperature of the workpiece W does not exceed 560 ° C. (the lower limit temperature of formation of FeO obtained from the phase diagram of the Fe—O system).
However, even if the surface temperature of the work W temporarily exceeds 560 ° C., for example, the scanning speed (moving speed of the beam spot on the work surface) is increased to shorten the irradiation time to one point on the work W If it can be done, only the region of high energy density in the central part of the beam spot is melted, transpirated, thermally fractured, and the energy received by laser incidence is carried away as it is (high temperature) and scattered, so the work W surface In some cases, the formation of an oxide film is suppressed.
In this case, in the periphery of the beam spot, the energy density is low and melting does not occur, and the heat transfer from the central portion of the beam spot is also small, resulting in less melting and resolidification, and formation of an oxide film. Is suppressed.

図2は、実施形態(実施例1)の表面処理方法を行った際のワークの表面を示す図である。
図2において、領域R0は第1のレーザ照射工程前の状態を示し、領域R1は、第1のレーザ照射工程後かつ第2のレーザ照射工程前の状態を示し、領域R2は、第2のレーザ照射工程後の状態を示している。
領域R0に示されるように、黒皮が密に形成された表面に対し、第1のレーザ照射工程を行うことによって、領域R1に示すように、黒皮の大部分を除去することが可能である。
しかし、第1のレーザ照射工程の際のワークWへの受熱による熱影響層として、領域R1においては、ワークWの表面に主にFeOやFeからなる略黒色状の酸化被膜が新たに形成される。
FIG. 2 is a view showing the surface of the workpiece when the surface treatment method of the embodiment (Example 1) is performed.
In FIG. 2, the region R0 shows the state before the first laser irradiation step, the region R1 shows the state after the first laser irradiation step and the second laser irradiation step, and the region R2 shows the second state The state after the laser irradiation process is shown.
As shown in the region R0, it is possible to remove most of the black skin as shown in the region R1 by performing the first laser irradiation step on the surface on which the black skin is densely formed. is there.
However, as a heat-affected layer due to heat reception to the workpiece W in the first laser irradiation step, a substantially black oxide film mainly composed of FeO or Fe 3 O 4 is newly added to the surface of the workpiece W in the region R1. Is formed.

本実施例においては、第1のレーザ照射工程に引き続いて第2のレーザ照射工程を行うことによって、第1のレーザ照射工程により形成された酸化被膜を除去している。
図2に示すように、領域R2においては、金属の地色が多く露出しており、酸化被膜が効果的に除去されていることが明らかである。
また、第2のレーザ照射工程においては、単位面積あたりの受熱量が第1のレーザ照射工程に対して小さく、ワークWの表面温度が例えば560℃を超えないようになっていることから、新たな酸化被膜が形成されることがない。
なお、第2のレーザ照射工程の照射条件設定にあたっては、ワークWの表面の元素分析を行った際に、鉄原子と酸素との結合度(Fe−Lβ/Fe−Lα)と、ワーク表面の酸素量(O−Ka/Fe−Ka)との少なくとも一方が、第1のレーザ照射工程の直後に対して第2のレーザ照射工程の直後に低減されるように設定する。
In the present embodiment, the oxide film formed in the first laser irradiation step is removed by performing the second laser irradiation step following the first laser irradiation step.
As shown in FIG. 2, in the region R <b> 2, it is apparent that the ground color of the metal is largely exposed, and the oxide film is effectively removed.
Further, in the second laser irradiation step, the amount of heat received per unit area is smaller than that in the first laser irradiation step, and the surface temperature of the work W does not exceed, for example, 560 ° C. Oxide film is not formed.
When setting the irradiation conditions in the second laser irradiation step, when elemental analysis of the surface of the work W is performed, the degree of bonding between iron atoms and oxygen (Fe-Lβ / Fe-Lα) and the work surface At least one of the oxygen content (O-Ka / Fe-Ka) is set to be reduced immediately after the first laser irradiation step and immediately after the second laser irradiation step.

以下、ワークWの表面における鉄原子と酸素との結合度、及び、酸素量の評価手法について説明する。
ワークWの表面における酸素量の評価には、例えば、電子線マイクロアナライザ(EPMA)による元素分析が有用である。
EPMAは電子線照射により発生する蛍光X線を用いて元素を特定する手法であり、酸素原子のKα線の強度計測により、電子線が届く表面付近における酸素原子の存在量を推定することができる。
さらに、鉄原子からの複数の蛍光X線の強度比が酸素原子との結合の度合と相関するため、鉄原子の酸化度も評価することが可能である。
Hereinafter, the method of evaluating the degree of bonding between iron atoms and oxygen on the surface of the work W and the amount of oxygen will be described.
For the evaluation of the amount of oxygen on the surface of the work W, for example, elemental analysis by an electron probe microanalyzer (EPMA) is useful.
EPMA is a method to identify an element using fluorescent X-rays generated by electron beam irradiation, and by measuring the intensity of Kα rays of oxygen atoms, it is possible to estimate the abundance of oxygen atoms in the vicinity of the surface to which the electron beam can reach .
Furthermore, since the intensity ratio of a plurality of fluorescent X-rays from iron atoms correlates with the degree of bonding with oxygen atoms, it is possible to evaluate the degree of oxidation of iron atoms.

また、鉄原子Lα線は、M殻の3d軌道にある上準位の電子が、下準位のL殻に遷移した際に発生する線スペクトルであるが、Feの酸化数が高い場合はその上準位にある電子が酸素側に供給されるため、結果としてLα線の強度が減少することになる。
一方、鉄原子Lβ線は、より内側の軌道にある電子の遷移により発生する線スペクトルであり、酸化数との相関が低い。
したがって、Lα線とLβ線との強度比に基づいて、酸化数を評価することが可能である。
また、上述したLα線とLβ線との強度比を用いる手法に代えて、X線回析による結晶構造解析により、酸化鉄を特定することも可能である。
これによれば、FeO,Fe,Feなど、鉄の酸化数に応じた複数の酸化鉄種に対して、同定が可能である。
The iron atom Lα line is a line spectrum generated when the upper level electron in the 3d orbital of the M shell transitions to the L level shell of the lower level, but in the case where the oxidation number of Fe is high, Since the electrons at the upper level are supplied to the oxygen side, as a result, the intensity of the Lα line decreases.
On the other hand, the iron atomic Lβ ray is a line spectrum generated by the transition of electrons in the inner orbit, and has a low correlation with the oxidation number.
Therefore, it is possible to evaluate the oxidation number based on the intensity ratio between the Lα ray and the Lβ ray.
Moreover, it is also possible to specify iron oxide by crystal structure analysis by X-ray diffraction, in place of the above-described method using the intensity ratio of Lα rays to Lβ rays.
According to this, identification is possible for a plurality of iron oxide species such as FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 and the like according to the oxidation number of iron.

以上説明したように、実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)ワークWの表面の黒皮等の付着物を除去する第1のレーザ照射工程において照射対象物に与えられた熱により生成される酸化被膜等の熱影響層を、第1の照射工程よりも単位面積あたりの受熱量が小さくなる第2のレーザ照射工程によって除去することができ、付着物を効果的に除去するとともにレーザ照射による熱影響を抑制することができる。
(2)第2のレーザ照射工程におけるワークWの表面温度を560℃以下となるようにしたこと、及び、第2のレーザ照射工程におけるフルエンスを0.1乃至50J/cmとしたことによって、第2のレーザ照射工程において新たな酸化被膜が形成されることを防止できる。
なお、ワークWの表面温度が一時的に560℃を超過する場合であっても、照射時間やビームスポット径、走査速度等の照射条件によっては、FeOの生成を抑制可能な場合もあるが、少なくとも560℃以下となるようにすれば、FeOの生成抑制効果を得ることが可能である。
(3)レーザ光Lを偏向させるウェッジプリズム130を回転させる照射ヘッド100を用い、ワークWの表面上においてビームスポットBSを旋回させながら走査させることによって、第1のレーザ照射工程における付着物の除去、及び、第2のレーザ照射工程における熱影響層の除去を効果的に行うことができる。
(4)第2のレーザ照射工程におけるビームスポットの照射輪径φを、第1のレーザ照射工程に対して大きくすることにより、第1、第2のレーザ照射工程において共通のレーザ発振器を同一出力で用いる場合であっても、第2のレーザ照射工程における単位面積あたりの受熱量を容易に抑制することができる。
また、第2のレーザ照射工程における1スルーあたりの処理面積を大きくすることが可能であり、第2のレーザ照射工程における処理を迅速化することができる。
As described above, according to the embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Heat-affected layer such as oxide film generated by heat given to the object to be irradiated in the first laser irradiation step of removing attached matter such as black skin on the surface of the work W It can be removed by the second laser irradiation step in which the amount of heat received per unit area is smaller than in the second embodiment, and the adhered matter can be effectively removed and the thermal influence by the laser irradiation can be suppressed.
(2) By setting the surface temperature of the workpiece W in the second laser irradiation step to 560 ° C. or less and by setting the fluence in the second laser irradiation step to 0.1 to 50 J / cm 2 A new oxide film can be prevented from being formed in the second laser irradiation step.
Even if the surface temperature of the workpiece W temporarily exceeds 560 ° C., generation of FeO may be suppressed depending on irradiation conditions such as irradiation time, beam spot diameter, and scanning speed. By setting the temperature to at least 560 ° C. or less, it is possible to obtain the effect of suppressing the formation of FeO.
(3) Removal of deposits in the first laser irradiation step by scanning the beam spot BS on the surface of the work W while rotating the beam spot BS using the irradiation head 100 for rotating the wedge prism 130 for deflecting the laser light L And, removal of the heat affected layer in the second laser irradiation step can be effectively performed.
(4) By making the irradiation ring diameter φ of the beam spot in the second laser irradiation step larger than in the first laser irradiation step, the same output of the common laser oscillator in the first and second laser irradiation steps is obtained. Even in the case of using it, the amount of heat received per unit area in the second laser irradiation step can be easily suppressed.
Further, the processing area per through in the second laser irradiation step can be increased, and the processing in the second laser irradiation step can be speeded up.

(変形例)
本発明は、以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
(1)上述した実施形態、実施例におけるレーザ照射条件やワークの材質等は一例であって、適宜変更することが可能である。
実施例1においては、ワークとして、表面に黒皮が形成されたSS400鋼材の熱間圧延材を用いているが、処理対象となるワークの種類はこれに限定されず、適宜変更することができる。
例えば、ワークの素材は、SS400に限らず、SPHCなど他の鋼材や、鋼以外の金属材料であってもよい。
また、熱間圧延材に限らず、例えば冷間引抜材などの他の製法によるものであってもよい。
また、ワークの表面に黒皮が付着したものに限らず、表面が研磨されたもの、フライス加工が施されたもの、酸洗処理が施されたもの等であってもよい。
(2)実施例1においては、第2のレーザ照射工程において、第1のレーザ照射工程に対して照射輪径を大きくし、スルー数を少なくすることによって単位面積あたりの受熱量を小さくしているが、これに限らず、他の手法により第1のレーザ照射工程の受熱量と、第2のレーザ照射工程の受熱量とを異ならせてもよい。例えば、レーザ発振器の出力、ビーム径、ウェッジプリズムの回転速度、送り速度などを変化させてもよい。
(3)実施形態のレーザ加工装置の構成は一例であって、適宜変更することが可能である。
例えば、レーザ発振器の種類、偏向手段を含む光学系の構成、偏向手段を駆動する駆動手段の構成などは適宜変更することが可能である。
例えば、実施形態のような回転するウェッジプリズムに代えて、複数のガルバノミラーを組み合わせた偏向手段としてもよい。
また、実施形態の照射ヘッドでは、ウェッジプリズムを回転駆動する駆動手段(アクチュエータ)として円環状の電動モータを用いているが、これに代えて、円環状以外の形態の電動モータを光学系の外部に設けたり、流体圧力を回転運動に変換するエアモータ等のアクチュエータを用いてもよい。
また、実施形態では照射ヘッドの支持及び送り動作を、ロボットを用いて行っているが、本発明の表面処理方法は、レーザ加工装置の照射ヘッドを作業員が手持ちして行うことも可能である。
(4)実施例1においては、第1のレーザ照射工程において黒皮を除去しているが、第1のレーザ照射工程において除去する対象物は黒皮に限らず、適宜変更することが可能である。
例えば、再塗装前の旧塗膜などの塗膜や、錆、塩分その他の異物を除去することが可能である。
(5)実施形態においては、第2のレーザ照射工程において、CWレーザを用いてワーク表面を旋回走査しているが、これに代えて、1回の照射時間が10マイクロ秒以下のパルスレーザによって第2のレーザ照射工程を行ってもよい。
さらに、100ピコ秒以下程度の照射時間とすると、熱が周囲に伝わる前に照射が終了するため、溶融、再凝固層を極小化することが可能である。
(6)本発明において、第2のレーザ照射工程を行った後に、ワークの表面に酸洗い処理を施してもよい。
これによって、第2のレーザ照射工程を行った後に残存する酸化鉄被膜等の熱影響層(熱影響生成物)をさらに低減することができる。
ここで、酸洗いには、例えばリン酸溶液、クエン酸溶液等を用いることができる。
(7)実施形態においては、ビームスポットを円形に旋回させながら旋回走査を行っているが、これに限らず、他の形状に沿った旋回走査としてもよい。このような円形以外の旋回走査は、例えば2軸ガルバノミラーを有するレーザ照射装置を用いることによって実現することが可能である。
(Modification)
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and changes are possible, which are also within the technical scope of the present invention.
(1) The laser irradiation conditions, the material of the work, and the like in the above-described embodiment and examples are merely examples, and can be changed as appropriate.
In Example 1, a hot-rolled SS400 steel material having a black coat formed on the surface is used as the work, but the type of the work to be treated is not limited to this, and can be changed as appropriate. .
For example, the material of the work is not limited to SS400, but may be another steel material such as SPHC, or a metal material other than steel.
Moreover, not only a hot rolling material but another manufacturing method such as a cold drawn material may be used.
In addition, it is not limited to the one in which the black coat adheres to the surface of the work, but may be one in which the surface is polished, one in which milling is performed, or one in which acid pickling treatment is performed.
(2) In the first embodiment, in the second laser irradiation step, the diameter of the irradiated ring is increased relative to the first laser irradiation step to reduce the number of through holes, thereby reducing the amount of heat received per unit area. However, the present invention is not limited to this, and the heat receiving amount of the first laser irradiation step may be different from the heat receiving amount of the second laser irradiation step by another method. For example, the output of the laser oscillator, the beam diameter, the rotational speed of the wedge prism, the feed rate, etc. may be changed.
(3) The configuration of the laser processing apparatus of the embodiment is an example, and can be changed as appropriate.
For example, the type of laser oscillator, the configuration of the optical system including the deflection unit, the configuration of the drive unit for driving the deflection unit, and the like can be changed as appropriate.
For example, instead of the rotating wedge prism as in the embodiment, a plurality of galvano mirrors may be combined as deflection means.
Further, in the irradiation head of the embodiment, an annular electric motor is used as a drive means (actuator) for rotationally driving the wedge prism, but instead, an electric motor having a form other than annular is used outside the optical system Or an actuator such as an air motor that converts fluid pressure into rotational motion.
In the embodiment, the support and the feed operation of the irradiation head are performed using a robot, but in the surface treatment method of the present invention, the operator can also carry out the irradiation head of the laser processing apparatus. .
(4) In the first embodiment, the black skin is removed in the first laser irradiation step, but the object to be removed in the first laser irradiation step is not limited to the black skin but can be appropriately changed. is there.
For example, it is possible to remove a coating such as an old coating before recoating, rust, salt and other foreign matter.
(5) In the second embodiment, in the second laser irradiation step, the CW laser is used to scan the surface of the workpiece, but instead, a pulsed laser with one irradiation time of 10 microseconds or less is used instead. A second laser irradiation step may be performed.
Furthermore, if the irradiation time is about 100 picoseconds or less, since the irradiation is completed before the heat is transmitted to the surroundings, it is possible to minimize the melting and re-solidification layer.
(6) In the present invention, after performing the second laser irradiation step, the surface of the work may be subjected to acid pickling treatment.
By this, it is possible to further reduce the heat affected layer (heat affected product) such as the iron oxide film remaining after the second laser irradiation step.
Here, for example, a phosphoric acid solution, a citric acid solution or the like can be used for acid pickling.
(7) In the embodiment, the turning scan is performed while turning the beam spot into a circle, but the present invention is not limited to this and may be a turning scan along another shape. Such non-circular turning scanning can be realized, for example, by using a laser irradiation apparatus having a two-axis galvanometer mirror.

1 レーザ加工装置 100 照射ヘッド
110 コリメートレンズ 120 集光レンズ
130 ウェッジプリズム 140 保護ガラス
150 ウェッジプリズム駆動装置 160 ノズル
200 ロボット
300 ロボット制御装置 400 レーザ発振器
410 ファイバ 500 プリズム駆動制御装置
600 パージガス供給装置 610 配管
BS ビームスポット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 laser processing apparatus 100 irradiation head 110 collimating lens 120 condensing lens 130 wedge prism 140 protective glass 150 wedge prism drive device 160 nozzle 200 robot 300 robot control device 400 laser oscillator 410 fiber 500 prism drive control device 600 purge gas supply device 610 piping BS Beam spot

Claims (9)

照射対象物の表面にレーザ光を照射して走査し、前記照射対象物の表面に付着した付着物の少なくとも一部を除去する第1のレーザ照射工程と、
前記第1のレーザ照射工程の後に行われ、前記第1のレーザ照射工程に対して前記照射対象物の表面における単位面積あたりの受熱量が小さくなるように前記照射対象物の表面にレーザ光を照射して走査し、前記第1のレーザ照射工程における受熱により前記照射対象物の表面に形成された熱影響層の少なくとも一部を除去する第2のレーザ照射工程と
を有することを特徴とする表面処理方法。
A first laser irradiation step of irradiating the surface of the object to be irradiated with laser light for scanning and removing at least a part of the deposit attached to the surface of the object to be irradiated;
The laser beam is applied to the surface of the irradiation target so that the amount of heat received per unit area on the surface of the irradiation target is smaller than that of the first laser irradiation step, which is performed after the first laser irradiation step. A second laser irradiation step of irradiating and scanning, and removing at least a part of the heat affected layer formed on the surface of the irradiation object by heat reception in the first laser irradiation step; Surface treatment method.
前記照射対象物は鋼により形成され、前記付着物は黒皮、塗膜、錆、塩分の少なくとも一つを有し、前記熱影響層は酸化鉄被膜であること
を特徴とする請求項1に記載の表面処理方法。
The object to be irradiated is formed of steel, the deposit has at least one of a black coat, a coating, rust, and a salt, and the heat-affected layer is an iron oxide film. Surface treatment method described.
前記照射対象物の表面における鉄原子と酸素との結合度と酸素量との少なくとも一方が、前記第1のレーザ照射工程の直後に対して前記第2のレーザ照射工程の直後に低減されること
を特徴とする請求項2に記載の表面処理方法。
At least one of the degree of bonding between iron atoms and oxygen on the surface of the irradiation object and the amount of oxygen is reduced immediately after the second laser irradiation step with respect to that immediately after the first laser irradiation step. The surface treatment method according to claim 2, characterized in that
前記第2のレーザ照射工程は、前記照射対象物の表面温度が560℃以下の状態を維持して行われること
を特徴とする請求項2又は請求項3に記載の表面処理方法。
The surface treatment method according to claim 2 or 3, wherein the second laser irradiation step is performed while maintaining the surface temperature of the irradiation object at 560 ° C or less.
前記第2のレーザ照射工程におけるフルエンスが0.1乃至50J/cmであること
を特徴とする請求項2から請求項4までのいずれか1項に記載の表面処理方法。
The surface treatment method according to any one of claims 2 to claim 4, the fluence of the second laser irradiation process is characterized in that 0.1 to 50 J / cm 2.
前記レーザ光はCWレーザであり、
前記第1のレーザ照射工程及び前記第2のレーザ照射工程は、レーザ光を偏向させる偏向手段及び前記偏向手段を駆動して偏向方向を変化させる駆動手段を有するレーザ照射ヘッドを用いて、前記照射対象物の表面をビームスポットが旋回する状態で照射しながら前記ビームスポットの旋回中心を前記照射対象物に対して相対移動させて前記走査を行うこと
を特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の表面処理方法。
The laser light is a CW laser,
In the first laser irradiation step and the second laser irradiation step, the irradiation is performed using a laser irradiation head having deflection means for deflecting laser light and drive means for driving the deflection means to change the deflection direction. The scanning is performed by relatively moving the center of rotation of the beam spot with respect to the irradiation target while irradiating the surface of the object in a state in which the beam spot is rotating. The surface treatment method according to any one of the above.
前記第2のレーザ照射工程における前記旋回により形成される走査パターンのサイズを、前記第1のレーザ照射工程における前記旋回のサイズに対して大きくすること
を特徴とする請求項6に記載の表面処理方法。
The surface treatment according to claim 6, wherein the size of the scanning pattern formed by the turning in the second laser irradiation step is made larger than the size of the turning in the first laser irradiation step. Method.
前記第2のレーザ照射工程を、1回の照射時間が10マイクロ秒以下のパルスレーザによって行うこと
を特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の表面処理方法。
The surface treatment method according to any one of claims 1 to 3, wherein the second laser irradiation step is performed by a pulsed laser in which one irradiation time is 10 microseconds or less.
前記第2のレーザ照射工程の後に、照射対象物の表面に酸洗い処理を施すこと
を特徴とする請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載の表面処理方法。
The surface treatment method according to any one of claims 1 to 8, wherein the surface of the object to be irradiated is pickled after the second laser irradiation step.
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