JPH05131287A - Ｃｗ炭酸ガスレーザ光線の入力結合法 - Google Patents
Ｃｗ炭酸ガスレーザ光線の入力結合法Info
- Publication number
- JPH05131287A JPH05131287A JP3270669A JP27066991A JPH05131287A JP H05131287 A JPH05131287 A JP H05131287A JP 3270669 A JP3270669 A JP 3270669A JP 27066991 A JP27066991 A JP 27066991A JP H05131287 A JPH05131287 A JP H05131287A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon dioxide
- laser beam
- laser
- site
- pulsed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/0604—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams
- B23K26/0613—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams having a common axis
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
- B23K26/0622—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
- B23K26/0643—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising mirrors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/0665—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by beam condensation on the workpiece, e.g. for focusing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/12—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure
- B23K26/123—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure in an atmosphere of particular gases
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＣＷ炭酸ガスレーザの場合の吸収率を、比較
的低廉な手段でもって高めることである。 【構成】 材料区域もしくは材料部位又は該材料部位区
分の面上に炭酸ガスパルスレーザの光線を集束するよう
にする。
的低廉な手段でもって高めることである。 【構成】 材料区域もしくは材料部位又は該材料部位区
分の面上に炭酸ガスパルスレーザの光線を集束するよう
にする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、材料区域もしくは材料
部位又は該材料部位区分内へＣＷ炭酸ガスレーザ光線を
入力結合する方法に関するものである。
部位又は該材料部位区分内へＣＷ炭酸ガスレーザ光線を
入力結合する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】レーザ光線による材料加工法のうち、溶
接法と切断法はすでに多数の適用例のために産業上の生
産において採用されている。溶接法及び切断法は共に、
被加工材料をレーザ光線のエネルギによって加熱する熱
加工法である。概してその他の溶接法及び切断法とは異
なって、集束されたレーザ光線の焦点におけるエネルギ
供給は著しく迅速かつ強力に行なわれる。その結果、時
間的かつ場所的に狭く局限された加熱並びに高い溶接速
度と切断速度が得られる。材料内へは、ごく僅かな熱し
か流れず、熱負荷及び歪は僅かである。例えば炭酸ガス
（ＣＯ2 ）レーザの場合には材料加工のために比較的高
い放射出力が必要になる。この場合、連続波（ＣＷ）式
運転又はパルス式運転が可能である。
接法と切断法はすでに多数の適用例のために産業上の生
産において採用されている。溶接法及び切断法は共に、
被加工材料をレーザ光線のエネルギによって加熱する熱
加工法である。概してその他の溶接法及び切断法とは異
なって、集束されたレーザ光線の焦点におけるエネルギ
供給は著しく迅速かつ強力に行なわれる。その結果、時
間的かつ場所的に狭く局限された加熱並びに高い溶接速
度と切断速度が得られる。材料内へは、ごく僅かな熱し
か流れず、熱負荷及び歪は僅かである。例えば炭酸ガス
（ＣＯ2 ）レーザの場合には材料加工のために比較的高
い放射出力が必要になる。この場合、連続波（ＣＷ）式
運転又はパルス式運転が可能である。
【０００３】レーザ光線が材料面に照射すると、放射エ
ネルギは一部反射され、一部吸収されるが、この場合の
吸収率はレーザ光線の波長と材料とに関連している。Ｃ
Ｗ炭酸ガスレーザは、１０．６μｍの波長で稼働され、
その場合例えば鉄は入射エネルギの約１０％しか吸収す
ることができない。金属における僅かな吸収率は、前記
波長範囲における反射能を導電能の増大に伴って上昇さ
せるようにして実現される。鉄における吸収率はレーザ
光線の作用時間の増大に伴って改善される。それという
のは、吸収される僅かな放射エネルギが材料を加熱し、
従ってこの場合導電能（プラズマ雲の発生）、ひいては
反射能が低下するからである。鉄の場合最終効果ではＣ
Ｗ炭酸ガスレーザによって約２０％の吸収率が得られ
る。
ネルギは一部反射され、一部吸収されるが、この場合の
吸収率はレーザ光線の波長と材料とに関連している。Ｃ
Ｗ炭酸ガスレーザは、１０．６μｍの波長で稼働され、
その場合例えば鉄は入射エネルギの約１０％しか吸収す
ることができない。金属における僅かな吸収率は、前記
波長範囲における反射能を導電能の増大に伴って上昇さ
せるようにして実現される。鉄における吸収率はレーザ
光線の作用時間の増大に伴って改善される。それという
のは、吸収される僅かな放射エネルギが材料を加熱し、
従ってこの場合導電能（プラズマ雲の発生）、ひいては
反射能が低下するからである。鉄の場合最終効果ではＣ
Ｗ炭酸ガスレーザによって約２０％の吸収率が得られ
る。
【０００４】またモリブデン、タングステン及びタンタ
ルも鉄に類似した挙動を示す。金、銀、銅及びアルミニ
ウムのような高反射性金属は極く僅かしか吸収せず、従
ってＣＷ炭酸ガスレーザによってはそれほど良好な稼働
成績は挙げられない。
ルも鉄に類似した挙動を示す。金、銀、銅及びアルミニ
ウムのような高反射性金属は極く僅かしか吸収せず、従
ってＣＷ炭酸ガスレーザによってはそれほど良好な稼働
成績は挙げられない。
【０００５】レーザ光線の照射強度を高めると、被加工
材料はレーザ作用部位で表面的に溶融されるばかりでな
く、徹底的に溶融される。これによって、互いに突合わ
さっている２つの被加工材料は溶接されることになる。
レーザ光線の照射強度を更に高めることによって、材料
はレーザ光線によって、蒸発してプラズマ状態へ移行す
るほど強く加熱される。これによって被加工材料内への
レーザ光線の著しく良好な入力結合が生じる。その場合
著しく高い入力密度が必要である。
材料はレーザ作用部位で表面的に溶融されるばかりでな
く、徹底的に溶融される。これによって、互いに突合わ
さっている２つの被加工材料は溶接されることになる。
レーザ光線の照射強度を更に高めることによって、材料
はレーザ光線によって、蒸発してプラズマ状態へ移行す
るほど強く加熱される。これによって被加工材料内への
レーザ光線の著しく良好な入力結合が生じる。その場合
著しく高い入力密度が必要である。
【０００６】被加工材料の反射性表面の吸収率を改善す
るために、黒鉛粉末によって被覆層を形成することは公
知である。
るために、黒鉛粉末によって被覆層を形成することは公
知である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ＣＷ
炭酸ガスレーザの場合の吸収率を、比較的低廉な手段で
もって高めることである。
炭酸ガスレーザの場合の吸収率を、比較的低廉な手段で
もって高めることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明の構成手段は、材料区域もしくは材料部位又は該材料
部位区分の面上に炭酸ガスパルスレーザの光線を集束す
る点にある。
明の構成手段は、材料区域もしくは材料部位又は該材料
部位区分の面上に炭酸ガスパルスレーザの光線を集束す
る点にある。
【０００９】
【作用】本発明の前記構成に基づいて、比較的低廉な炭
酸ガス−ミニ−パルスレーザ、殊に有利にはＴＥＡ炭酸
ガスパルスレーザを用いて、ＣＷ炭酸ガスレーザの効率
が著しく高められる。それというのは炭酸ガスパルスレ
ーザにより、１０ｎｓ（ｎｓ＝ナノ秒）〜１００μｓ
（μｓ＝マイクロ秒）範囲内の充分に短いパルス持続時
間で、しかも殊に約１００ｍＪの小さなパルスエネルギ
の場合でさえもメガワット範囲のピーク出力が得られ、
該ピーク出力によって常にプラズマ雲が発生されるから
である。炭酸ガスパルスレーザのレーザ光線が、加工す
べき材料部位区分に対して同時にか又は「先行して」方
位づけられる場合には、ＣＷ炭酸ガスレーザの処理速度
を加工操作中に高めることが可能である。そればかりで
なく、操作工の安全性が高められる。それというのは、
レーザ光線が被加工材料の表面によって反射される度合
が少ないからである。
酸ガス−ミニ−パルスレーザ、殊に有利にはＴＥＡ炭酸
ガスパルスレーザを用いて、ＣＷ炭酸ガスレーザの効率
が著しく高められる。それというのは炭酸ガスパルスレ
ーザにより、１０ｎｓ（ｎｓ＝ナノ秒）〜１００μｓ
（μｓ＝マイクロ秒）範囲内の充分に短いパルス持続時
間で、しかも殊に約１００ｍＪの小さなパルスエネルギ
の場合でさえもメガワット範囲のピーク出力が得られ、
該ピーク出力によって常にプラズマ雲が発生されるから
である。炭酸ガスパルスレーザのレーザ光線が、加工す
べき材料部位区分に対して同時にか又は「先行して」方
位づけられる場合には、ＣＷ炭酸ガスレーザの処理速度
を加工操作中に高めることが可能である。そればかりで
なく、操作工の安全性が高められる。それというのは、
レーザ光線が被加工材料の表面によって反射される度合
が少ないからである。
【００１０】本発明の方法は、特に、複雑な被加工材料
輪郭、例えばギャップや溝を加工する場合に使用される
のが有利である。
輪郭、例えばギャップや溝を加工する場合に使用される
のが有利である。
【００１１】
【実施例】次に図面に基づいて本発明の実施例を説明す
る。
る。
【００１２】例えば１０．６μｍのＣＷ炭酸ガスレーザ
の赤外線は特に金属によって強反射されるので、照射加
工時の吸収特性はレーザ光線の吸収される部分の加熱に
よって初めて変化されねばならない。それ故に特定の材
料できわめて平滑な表面の場合、ＣＷ−ＣＯ2 レーザ光
線の入力結合は、キロワット範囲の一次連続定格の場合
でさえも極く僅かな度合でしか、すなわち０〜２０％の
範囲でしか可能でなく、いずれにしても常に一次赤外線
の可成りの部分が反射される訳である。
の赤外線は特に金属によって強反射されるので、照射加
工時の吸収特性はレーザ光線の吸収される部分の加熱に
よって初めて変化されねばならない。それ故に特定の材
料できわめて平滑な表面の場合、ＣＷ−ＣＯ2 レーザ光
線の入力結合は、キロワット範囲の一次連続定格の場合
でさえも極く僅かな度合でしか、すなわち０〜２０％の
範囲でしか可能でなく、いずれにしても常に一次赤外線
の可成りの部分が反射される訳である。
【００１３】それ故に吸収特性を著しく改善するために
本発明は、比較的小型の炭酸ガスパルスレーザの照射線
をＣＷ−ＣＯ2 レーザ光線と一緒に同一の加工区域に集
束することを提案するものである。小型のＣＯ2 パルス
レーザは、約１００ｍＪの小さなパルスエネルギーの場
合でさえも１０ｎｓ〜１００μｓ範囲の充分に短いパル
ス持続時間でメガワット範囲のピーク出力を送出するの
で、出力密度が高いために（短時間で１０8Ｗａｔｔ／
ｃｍ2以上の高い出力密度のゆえに）任意の被加工表面
に前記照射線を集束すると常にプラズマ雲が発生され、
かつまた、被加工表面の吸収特性が著しく迅速に変化さ
れ、こうしてＣＷ−ＣＯ2 レーザ光線の入力結合が初め
て可能になり、あるいは著しく改善される。ＣＯ2 パル
スレーザ光線を発生させるための経費を低減するため
に、充分に高い繰返し周波数（該繰返し周波数は加工速
度に応じて１００Ｈｚ〜１ｋＨｚの範囲になければなら
ない）をもったメガワット範囲のきわめて短いパルスを
発生させるのが有利である。これはＣＯ2 ミニＴＥＡパ
ルスレーザを用いて有利に達成することができる。該Ｃ
Ｏ2 ミニＴＥＡパルスレーザは、ＣＯ2とＮ2とから成る
混合気体を用いる場合には１００Ｈｚ〜１ｋＨｚ範囲の
繰返し周波数で５％以上の高い効率で容易に稼働するこ
とができるので、レーザの仕入れ費もその運転費も共に
きわめて低額である。
本発明は、比較的小型の炭酸ガスパルスレーザの照射線
をＣＷ−ＣＯ2 レーザ光線と一緒に同一の加工区域に集
束することを提案するものである。小型のＣＯ2 パルス
レーザは、約１００ｍＪの小さなパルスエネルギーの場
合でさえも１０ｎｓ〜１００μｓ範囲の充分に短いパル
ス持続時間でメガワット範囲のピーク出力を送出するの
で、出力密度が高いために（短時間で１０8Ｗａｔｔ／
ｃｍ2以上の高い出力密度のゆえに）任意の被加工表面
に前記照射線を集束すると常にプラズマ雲が発生され、
かつまた、被加工表面の吸収特性が著しく迅速に変化さ
れ、こうしてＣＷ−ＣＯ2 レーザ光線の入力結合が初め
て可能になり、あるいは著しく改善される。ＣＯ2 パル
スレーザ光線を発生させるための経費を低減するため
に、充分に高い繰返し周波数（該繰返し周波数は加工速
度に応じて１００Ｈｚ〜１ｋＨｚの範囲になければなら
ない）をもったメガワット範囲のきわめて短いパルスを
発生させるのが有利である。これはＣＯ2 ミニＴＥＡパ
ルスレーザを用いて有利に達成することができる。該Ｃ
Ｏ2 ミニＴＥＡパルスレーザは、ＣＯ2とＮ2とから成る
混合気体を用いる場合には１００Ｈｚ〜１ｋＨｚ範囲の
繰返し周波数で５％以上の高い効率で容易に稼働するこ
とができるので、レーザの仕入れ費もその運転費も共に
きわめて低額である。
【００１４】更に遥かに効果的な材料加工を可能にする
ためには、補助レーザは、ＣＷ−ＣＯ2 レーザ光線の１
／１００に過ぎない平均出力で充分である。パルスレー
ザ光線は更に又、ＣＷ−ＣＯ2 レーザ加工ビームに直接
に入力結合され、これによってただ１つの加工光学素子
しか必要とせずかつ多岐にわたる調節作業を省けるよう
にすることもでき、あるいは又、最適な「先行効果（Ｖ
ｏｒｌａｕｆ）」を得るために別々に独自の収束レンズ
を用いてＣＷ−ＣＯ2 レーザ光線の焦点上又は該焦点の
周縁に照準されてもよい。
ためには、補助レーザは、ＣＷ−ＣＯ2 レーザ光線の１
／１００に過ぎない平均出力で充分である。パルスレー
ザ光線は更に又、ＣＷ−ＣＯ2 レーザ加工ビームに直接
に入力結合され、これによってただ１つの加工光学素子
しか必要とせずかつ多岐にわたる調節作業を省けるよう
にすることもでき、あるいは又、最適な「先行効果（Ｖ
ｏｒｌａｕｆ）」を得るために別々に独自の収束レンズ
を用いてＣＷ−ＣＯ2 レーザ光線の焦点上又は該焦点の
周縁に照準されてもよい。
【００１５】本発明ではＣＷ−ＣＯ2 レーザの場合、要
するに時間的に連続して出力を送出して連続稼働するＣ
Ｏ2 レーザの場合では、ＣＯ2 パルスレーザによる吸収
発生作用を活用することによってＣＷレーザ光線のパル
スを発生させるのが有利である。このためにＣＷ−ＣＯ
2レーザから出力結合された出力密度を有するレーザ光
線が、材料への入力結合を許容しない材料区域もしくは
材料部位に又は該材料部位区分の面上に集束される。前
記材料区域もしくは材料部位又は該材料部位区分の面上
に集束されたＣＯ2 パルスレーザの光線によって被加工
材料は、プラズマ状態へ移行するほど強く加熱される。
これによって被加工材料へのＣＷ−ＣＯ2 レーザ光線の
吸収が行なわれる。ＣＯ2 パルスレーザ光線の入射時間
に関連したオン・オフ切換えによって、ＣＷ−ＣＯ2 レ
ーザ光線のパルスが被加工材料へ入力結合される。
するに時間的に連続して出力を送出して連続稼働するＣ
Ｏ2 レーザの場合では、ＣＯ2 パルスレーザによる吸収
発生作用を活用することによってＣＷレーザ光線のパル
スを発生させるのが有利である。このためにＣＷ−ＣＯ
2レーザから出力結合された出力密度を有するレーザ光
線が、材料への入力結合を許容しない材料区域もしくは
材料部位に又は該材料部位区分の面上に集束される。前
記材料区域もしくは材料部位又は該材料部位区分の面上
に集束されたＣＯ2 パルスレーザの光線によって被加工
材料は、プラズマ状態へ移行するほど強く加熱される。
これによって被加工材料へのＣＷ−ＣＯ2 レーザ光線の
吸収が行なわれる。ＣＯ2 パルスレーザ光線の入射時間
に関連したオン・オフ切換えによって、ＣＷ−ＣＯ2 レ
ーザ光線のパルスが被加工材料へ入力結合される。
【００１６】本発明の別の方法によれば、ＣＷ−ＣＯ2
レーザ光線が拡張され、従って該ＣＷ−ＣＯ2 レーザ光
線は当該材料区域へのレーザ光線の入力結合を行なうこ
となしに該材料区域を負荷する。次いでＣＯ2 パルスレ
ーザの光線は前記材料区域内部に位置している材料部位
に照準される。ＣＷ−ＣＯ2 レーザ光線はこの被加工材
料部位で吸収されかつ該材料部位には焼入れが施され
る。この手段によって図２から判るように材料区域２内
の複雑な構造輪郭又は図形３に簡単に焼入れ又はコーテ
ィングを施すことができるので有利である。
レーザ光線が拡張され、従って該ＣＷ−ＣＯ2 レーザ光
線は当該材料区域へのレーザ光線の入力結合を行なうこ
となしに該材料区域を負荷する。次いでＣＯ2 パルスレ
ーザの光線は前記材料区域内部に位置している材料部位
に照準される。ＣＷ−ＣＯ2 レーザ光線はこの被加工材
料部位で吸収されかつ該材料部位には焼入れが施され
る。この手段によって図２から判るように材料区域２内
の複雑な構造輪郭又は図形３に簡単に焼入れ又はコーテ
ィングを施すことができるので有利である。
【００１７】ＣＷ−ＣＯ2 レーザ光線のすべての入力結
合法では加工操作中に被加工部位に不活性ガスを吹付け
て被加工材料の酸化を防止するのが有利である。これに
よって、後加工を行なわずに金属素材に焼入れを施すこ
とが可能になるので有利である。
合法では加工操作中に被加工部位に不活性ガスを吹付け
て被加工材料の酸化を防止するのが有利である。これに
よって、後加工を行なわずに金属素材に焼入れを施すこ
とが可能になるので有利である。
【００１８】図１には本発明の方法を実施するための有
利な装置が示されており、この場合ＣＯ2 パルスレーザ
光線は加工光学素子４の手前で光路内に入力結合され
る。このために光路内には、ＣＷ−ＣＯ2 レーザ光線を
透過することのできるミラー５が設けられており、該ミ
ラーの下面は軽度に鏡面化されている。この鏡面化され
た下面を介してＣＯ2 パルスレーザ光線は光路内へ入力
結合される。なお図１において示した符号７はＣＷ−Ｃ
Ｏ2 レーザ光線、符号６はＣＯ2 パルスレーザである。
利な装置が示されており、この場合ＣＯ2 パルスレーザ
光線は加工光学素子４の手前で光路内に入力結合され
る。このために光路内には、ＣＷ−ＣＯ2 レーザ光線を
透過することのできるミラー５が設けられており、該ミ
ラーの下面は軽度に鏡面化されている。この鏡面化され
た下面を介してＣＯ2 パルスレーザ光線は光路内へ入力
結合される。なお図１において示した符号７はＣＷ−Ｃ
Ｏ2 レーザ光線、符号６はＣＯ2 パルスレーザである。
【図１】本発明の方法を実施するための装置の概略図で
ある。
ある。
【図２】被加工材料の加工部位を示す平面図である。
１ 被加工材料、 ２ 加工区域、 ３ 複雑な
構造輪郭又は図形、４ 加工光学素子、 ５ 透過
性ミラー、 ６ ＣＯ2 パルスレーザ、７ ＣＷ−
ＣＯ2 レーザ光線
構造輪郭又は図形、４ 加工光学素子、 ５ 透過
性ミラー、 ６ ＣＯ2 パルスレーザ、７ ＣＷ−
ＣＯ2 レーザ光線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クラウス セーリガー ドイツ連邦共和国 ベルリン オツトー− ヴインツアー−シユトラーセ 48 (72)発明者 ヴオルフガング テイーメ ドイツ連邦共和国 ベルリン ホーチミン シユトラーセ８
Claims (10)
- 【請求項１】 材料区域もしくは材料部位又は該材料部
位区分内へＣＷ炭酸ガスレーザ光線を入力結合する方法
において、材料区域もしくは材料部位又は該材料部位区
分の面上に炭酸ガスパルスレーザの光線を集束すること
を特徴とする、ＣＷ炭酸ガスレーザ光線の入力結合法。 - 【請求項２】 炭酸ガスパルスレーザのパルス持続時間
が１０ｎｓ〜１００μｓの範囲内にある、請求項１記載
の方法。 - 【請求項３】 パルスの繰返し周波数が１００Ｈｚ〜１
ｋＨｚの範囲内にある、請求項１又は２記載の方法。 - 【請求項４】 ＣＷ炭酸ガスレーザの光路内へ炭酸ガス
パルスレーザの光線を、加工光学素子（４）の手前で入
力結合し、該加工光学素子によってＣＷ炭酸ガスレーザ
光線と一緒に集束する、請求項１から３までのいずれか
１項記載の方法。 - 【請求項５】 炭酸ガスパルスレーザの光線を、ＣＷ炭
酸ガスレーザ用とは別個の加工光学素子で共通の材料区
域もしくは材料部位又は該材料部位区分の面上に集束す
る、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項６】 請求項１から５までのいずれか１項記載
のＣＷ炭酸ガスレーザ光線の入力結合法を使用して、材
料区域内に配置された材料部位にコーティング加工又は
焼入れ加工を施すための加工法において、レーザ光線を
入力結合することなしに材料区域をＣＷ炭酸ガスレーザ
のレーザ光線で負荷し、炭酸ガスパルスレーザレーザ光
線を材料部位に方位づけて１０ｎｓ〜１００μｓ範囲の
パルス持続時間で照射することによってレーザ光線の入
力結合を行なうことを特徴とする、材料部位の加工法。 - 【請求項７】 請求項１から６までのいずれか１項記載
のＣＷ炭酸ガスレーザ光線の入力結合法を使用して、該
ＣＷ炭酸ガスレーザでレーザ光線パルスを発生させる方
法において、材料への入力結合を許容しない材料区域も
しくは材料部位又は該材料部位区分の面上に、ＣＷ炭酸
ガスレーザから出力結合された出力密度を有するレーザ
光線を集束し、かつ、前記の材料区域もしくは材料部位
又は該材料部位区分の面上に、炭酸ガスパルスレーザの
レーザ光線を１０ｎｓ〜１００μｓ範囲のパルス持続時
間で集束してプラズマを発生させて、ＣＷ炭酸ガスレー
ザ光線を、炭酸ガスレーザのレーザ光線の照射時間に関
連して材料内へ入力結合することを特徴とする、ＣＷ炭
酸ガスレーザでレーザ光線パルスを発生させる方法。 - 【請求項８】 材料区域もしくは材料部位又は該材料部
位区分を不活性ガスで負荷する、請求項７記載の方法。 - 【請求項９】 ＣＷ炭酸ガスレーザ光線を形成するレー
ザ並びに、光路内に配置された光学系を備えたＣＷ炭酸
ガスレーザ光線の入力結合装置において、光学系が、Ｃ
Ｗ炭酸ガスレーザ光線を透過することのできるミラーを
有し、該ミラーの反射性下面を介して炭酸ガスパルスレ
ーザのレーザ光線が光路内へ入力結合可能である、ＣＷ
炭酸ガスレーザ光線の入力結合装置。 - 【請求項１０】 炭酸ガスパルスレーザがＴＥＡレーザ
である、請求項９記載の入力結合装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4033166.0 | 1990-10-19 | ||
| DE4033166A DE4033166A1 (de) | 1990-10-19 | 1990-10-19 | Verfahren zur einkopplung von cw-co(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)-laserstrahlen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05131287A true JPH05131287A (ja) | 1993-05-28 |
Family
ID=6416588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3270669A Pending JPH05131287A (ja) | 1990-10-19 | 1991-10-18 | Ｃｗ炭酸ガスレーザ光線の入力結合法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0481270A1 (ja) |
| JP (1) | JPH05131287A (ja) |
| DE (1) | DE4033166A1 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3456424B2 (ja) * | 1998-09-30 | 2003-10-14 | スズキ株式会社 | レーザ溶接方法及びレーザ溶接装置 |
| DE10006516C2 (de) * | 2000-02-15 | 2002-01-10 | Datacard Corp | Verfahren zum Bearbeiten von Werkstücken mittels mehrerer Laserstrahlen |
| EP1291118A1 (de) * | 2001-09-07 | 2003-03-12 | TRUMPF LASERTECHNIK GmbH | Verfahren und Vorrichtung zum Vertiefen von Löchern in einer Mehrlagenleiterplatte |
| DE102004059260A1 (de) * | 2004-12-09 | 2006-03-09 | Daimlerchrysler Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung mittels Laser |
| JP5384354B2 (ja) * | 2006-10-30 | 2014-01-08 | オルセン，フレミング・オベ・エルホルム | レーザー加工方法及びシステム |
| US20090283501A1 (en) * | 2008-05-15 | 2009-11-19 | General Electric Company | Preheating using a laser beam |
| DE102018214742A1 (de) * | 2018-08-30 | 2019-02-14 | Technische Universität Dresden | Verfahren und Vorrichtung zur Lasermaterialbearbeitung eines Werkstücks mittels Photonenimpuls |
| DE102020200909B4 (de) | 2020-01-27 | 2024-05-29 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein | Verfahren zum Bearbeiten eines metallischen Werkstücks |
| CN115026313A (zh) * | 2022-08-15 | 2022-09-09 | 杭州爱新凯科技有限公司 | 一种双激光单振镜打印系统及打印方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3588440A (en) * | 1969-06-26 | 1971-06-28 | Hughes Aircraft Co | Laser combination energy system |
| CH605010A5 (ja) * | 1976-10-07 | 1978-09-29 | Lasag Sa | |
| DE3013303C2 (de) * | 1980-04-05 | 1984-10-04 | Eltro GmbH, Gesellschaft für Strahlungstechnik, 6900 Heidelberg | Hybridlaser |
| JPS5887887A (ja) * | 1981-11-20 | 1983-05-25 | Horiba Ltd | レ−ザ装置 |
| JPS5930494A (ja) * | 1982-08-11 | 1984-02-18 | Toshiba Corp | レ−ザ加工装置 |
| JPS60244495A (ja) * | 1984-05-17 | 1985-12-04 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ザ加工装置 |
| US4876693A (en) * | 1984-12-26 | 1989-10-24 | Hughes Aircraft Company | Integrated laser head and low inductance pulse forming circuit for pulsed gas lasers |
| GB2175737A (en) * | 1985-05-09 | 1986-12-03 | Control Laser Limited | Laser material processing |
| WO1988006504A1 (en) * | 1987-02-24 | 1988-09-07 | Nippon Steel Corporation | Method and apparatus for dull finish of roll with pulse laser |
| CA1332445C (en) * | 1988-02-15 | 1994-10-11 | Kurt E. Schirmer | Microsurgery using alternating laser beams of different wave lengths |
| US4870244A (en) * | 1988-10-07 | 1989-09-26 | Copley John A | Method and device for stand-off laser drilling and cutting |
-
1990
- 1990-10-19 DE DE4033166A patent/DE4033166A1/de not_active Withdrawn
-
1991
- 1991-09-27 EP EP19910116511 patent/EP0481270A1/de not_active Withdrawn
- 1991-10-18 JP JP3270669A patent/JPH05131287A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0481270A1 (de) | 1992-04-22 |
| DE4033166A1 (de) | 1992-04-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3860784A (en) | Deep penetration welding using lasers | |
| US3604890A (en) | Multibeam laser-jet cutting apparatus | |
| JP2650138B2 (ja) | 金属のレーザー加工効率を向上させる手段 | |
| US5814784A (en) | Laser-welding techniques using pre-heated tool and enlarged beam | |
| US4879449A (en) | Means of enhancing laser processing efficiency of metals | |
| JP4580065B2 (ja) | レーザ溶接方法及び装置 | |
| GB2175737A (en) | Laser material processing | |
| US3872279A (en) | Laser-radio frequency energy beam system | |
| US4877939A (en) | Means of enhancing laser processing efficiency of metals | |
| US3947653A (en) | Method of spray coating using laser-energy beam | |
| US4689466A (en) | Laser-beam operated machining apparatus | |
| JPH05131287A (ja) | Ｃｗ炭酸ガスレーザ光線の入力結合法 | |
| Wan et al. | CO2 laser beam modulating for surface texturing machining | |
| US3947654A (en) | Method of generating laser-radio beam | |
| CN111302609A (zh) | 一种双激光束复合焊接玻璃的方法及装置 | |
| JPH01245992A (ja) | 多波長レーザー加工装置 | |
| JPS62289390A (ja) | レ−ザ−加工機 | |
| GB1336806A (en) | Deep penetration welding using coherent optical radiation | |
| JP3436861B2 (ja) | 鋼板のレーザ切断方法及び装置 | |
| JPS60244495A (ja) | レ−ザ加工装置 | |
| Rath | Lasers for industrial production processing: Tailored tools with increasing flexibility | |
| JP3223271B2 (ja) | レーザハイブリッド加熱方法 | |
| GB1593268A (en) | Methods of and apparatus for effecting localised heating of a workpiece | |
| JP3526935B2 (ja) | レーザーマーキング方法及びその方法に使用するレーザー加工装置 | |
| JP2004255435A (ja) | レーザ溶接装置及び方法 |