JPH06246477A - レーザ光の吸収率向上方法 - Google Patents
レーザ光の吸収率向上方法Info
- Publication number
- JPH06246477A JPH06246477A JP5040351A JP4035193A JPH06246477A JP H06246477 A JPH06246477 A JP H06246477A JP 5040351 A JP5040351 A JP 5040351A JP 4035193 A JP4035193 A JP 4035193A JP H06246477 A JPH06246477 A JP H06246477A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser beam
- surface roughness
- absorptivity
- laser light
- sample
- 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
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- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 溶接や表面処理など金属加工の分野や、電子
部品や半導体などを加熱する熱処理の分野において、レ
ーザ光を吸収する塗料を被処理材料に塗布することな
く、加工処理や熱処理する被処理材料にレーザ光を吸収
させて被処理材料を処理する。 【構成】 レーザ光により所定の処理を行う際に被処理
材料の表面粗度を０．２λ〜１．０λ（λはレーザ光の
波長μｍ）の凹凸を設けて調節する。
部品や半導体などを加熱する熱処理の分野において、レ
ーザ光を吸収する塗料を被処理材料に塗布することな
く、加工処理や熱処理する被処理材料にレーザ光を吸収
させて被処理材料を処理する。 【構成】 レーザ光により所定の処理を行う際に被処理
材料の表面粗度を０．２λ〜１．０λ（λはレーザ光の
波長μｍ）の凹凸を設けて調節する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、溶接や表面処
理など金属加工処理の分野や、電子部品や半導体などの
材料製造過程における熱処理の分野においてレーザ光に
よって被処理材料を処理する際に、レーザ光を効率良く
吸収させるための方法に関するものである。
理など金属加工処理の分野や、電子部品や半導体などの
材料製造過程における熱処理の分野においてレーザ光に
よって被処理材料を処理する際に、レーザ光を効率良く
吸収させるための方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】レーザ光は、溶接、切断など被処理材料
の加工処理や、電子部品や半導体などの材料製造過程に
おける熱処理に広く利用されている。
の加工処理や、電子部品や半導体などの材料製造過程に
おける熱処理に広く利用されている。
【０００３】従来、例えば、金、銀、銅、アルミニウム
などレーザ光が反射しやすい材料をレーザ加工する場合
に加工する金属の表面に黒色塗料などレーザ光をよく吸
収する材料を塗布してレーザ光の吸収をよくしていた。
などレーザ光が反射しやすい材料をレーザ加工する場合
に加工する金属の表面に黒色塗料などレーザ光をよく吸
収する材料を塗布してレーザ光の吸収をよくしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、加工や熱処理
する被処理材料にレーザ光をよく吸収する塗料を塗布す
る方法は次のような問題点がある。 １）塗布する塗料によって製品を汚すこととなり、被処
理材料の清掃度、見栄えの観点からあまり好ましくな
い。 ２）見栄え改善のために塗料を取り除くとなると、塗料
を除去するための後処理が大変である。
する被処理材料にレーザ光をよく吸収する塗料を塗布す
る方法は次のような問題点がある。 １）塗布する塗料によって製品を汚すこととなり、被処
理材料の清掃度、見栄えの観点からあまり好ましくな
い。 ２）見栄え改善のために塗料を取り除くとなると、塗料
を除去するための後処理が大変である。
【０００５】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、レーザ光を吸収する塗料等を塗布すること
なく、被処理材料にレーザ光を効率よく吸収させるため
の方法を提供することを目的とする。
れたもので、レーザ光を吸収する塗料等を塗布すること
なく、被処理材料にレーザ光を効率よく吸収させるため
の方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、レーザ光によ
り所定の処理を行う際に被処理材料の表面粗度を０．２
λ〜１．０λ（λはレーザ光の波長μｍ）に調整する構
成からなっている。
り所定の処理を行う際に被処理材料の表面粗度を０．２
λ〜１．０λ（λはレーザ光の波長μｍ）に調整する構
成からなっている。
【０００７】
【作用】本発明のレーザ光の吸収率向上方法によれば、
処理する被処理材料の表面粗度を０．２λ〜１．０λ
（λはレーザ光の波長）にすることによって、レーザ光
の吸収率を大きくし、材料を加熱、溶融することができ
る。
処理する被処理材料の表面粗度を０．２λ〜１．０λ
（λはレーザ光の波長）にすることによって、レーザ光
の吸収率を大きくし、材料を加熱、溶融することができ
る。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。本発明
は、金属加工処理におけるレーザ溶接の前処理や材料の
表面処理において、被処理材料の表面粗度をレーザ光の
波長と一定の割合になるように調整し、レーザ光を効率
よく吸収させて溶接作業や表面処理などの加工処理を行
うものである。例えば、波長がλμｍのＣＯ2 レーザを
用いて被処理材料を加工する場合において、加工する材
料の表面に予め表面粗度が０．２λμｍ〜１．０λμｍ
の凹凸を設け、この被処理材料にλμｍの波長のレーザ
光を照射して溶接や表面処理を行う。特にレーザ光が反
射しやすい金、銀、銅、アルミニウムなど従来、表面に
黒色塗料などレーザ光を良く吸収する材料を塗布しなけ
ればならなかった加工材料でもこのような塗料を塗布す
ることなく有効に溶接や表面処理を行うことができる。
は、金属加工処理におけるレーザ溶接の前処理や材料の
表面処理において、被処理材料の表面粗度をレーザ光の
波長と一定の割合になるように調整し、レーザ光を効率
よく吸収させて溶接作業や表面処理などの加工処理を行
うものである。例えば、波長がλμｍのＣＯ2 レーザを
用いて被処理材料を加工する場合において、加工する材
料の表面に予め表面粗度が０．２λμｍ〜１．０λμｍ
の凹凸を設け、この被処理材料にλμｍの波長のレーザ
光を照射して溶接や表面処理を行う。特にレーザ光が反
射しやすい金、銀、銅、アルミニウムなど従来、表面に
黒色塗料などレーザ光を良く吸収する材料を塗布しなけ
ればならなかった加工材料でもこのような塗料を塗布す
ることなく有効に溶接や表面処理を行うことができる。
【０００９】以下に上記内容を実証するために行った実
験例を説明する。図１は実験に用いた装置の模式図であ
って、この図において１はＣＯ2 レーザ装置、２はアル
ミニウム材からなる試料、３は試料２を張り付けるため
の銅ブロック、４は銅ブロック３の内部に取り付けた温
度を測定するための熱電対、５は熱電対４からの信号を
記録するレコーダ、６はディテクター（パワーメータ）
である。
験例を説明する。図１は実験に用いた装置の模式図であ
って、この図において１はＣＯ2 レーザ装置、２はアル
ミニウム材からなる試料、３は試料２を張り付けるため
の銅ブロック、４は銅ブロック３の内部に取り付けた温
度を測定するための熱電対、５は熱電対４からの信号を
記録するレコーダ、６はディテクター（パワーメータ）
である。
【００１０】レーザ装置１から発射されるレーザ光７の
偏光状態は、直線偏光（Ｐ偏光、Ｓ偏光）および円偏光
とした。レーザ光７の照射パワーは、Ｐ偏光では１２．
５Ｗ、Ｓ偏光では１７．５Ｗ、円偏光では３０Ｗで一定
とした。レーザビーム径は、アクリル板でバーンパター
ンを取り直径約５mmとした。
偏光状態は、直線偏光（Ｐ偏光、Ｓ偏光）および円偏光
とした。レーザ光７の照射パワーは、Ｐ偏光では１２．
５Ｗ、Ｓ偏光では１７．５Ｗ、円偏光では３０Ｗで一定
とした。レーザビーム径は、アクリル板でバーンパター
ンを取り直径約５mmとした。
【００１１】試料２は、アルミニウム材の表面粗度が
２．３μｍ、５．９μｍ、４．６μｍ、１０．２μｍ、
２５．０μｍの５種類を用いた。この試料２は銅ブロッ
ク３に熱伝導率のよい放熱グリースを用いて張り付けて
いる。
２．３μｍ、５．９μｍ、４．６μｍ、１０．２μｍ、
２５．０μｍの５種類を用いた。この試料２は銅ブロッ
ク３に熱伝導率のよい放熱グリースを用いて張り付けて
いる。
【００１２】実験では、試料２にレーザ装置１からレー
ザ光７を照射し、試料の温度上昇を測定した。レーザ装
置１から発射されたレーザ光７は試料２に照射され、照
射してから３０秒間の温度変化をレコーダ５に記録し
た。記録から温度上昇分を読み取り、試料２の重量およ
び比熱から熱吸収量を計算した。各々計算から得た吸熱
量をその時の照射熱量で割り、吸収率を求めた。
ザ光７を照射し、試料の温度上昇を測定した。レーザ装
置１から発射されたレーザ光７は試料２に照射され、照
射してから３０秒間の温度変化をレコーダ５に記録し
た。記録から温度上昇分を読み取り、試料２の重量およ
び比熱から熱吸収量を計算した。各々計算から得た吸熱
量をその時の照射熱量で割り、吸収率を求めた。
【００１３】図２は円偏光における入射角θ（試料２の
法線とレーザ光７とにできる角度）と吸収率の関係を示
し、図３は直線偏光（Ｐ偏光、Ｓ偏光）における入射角
θと吸収率の関係を示している。
法線とレーザ光７とにできる角度）と吸収率の関係を示
し、図３は直線偏光（Ｐ偏光、Ｓ偏光）における入射角
θと吸収率の関係を示している。
【００１４】また、図４は表面粗さ（１０点平均粗さＲ
ｚ）と吸収率の一例として入射角θが６０°での結果を
示している。得られた結果から、表面粗さが２．１２μ
ｍ〜１０．６μｍ（０．２λ〜１．０λ、λはレーザ光
７の波長）においてレーザ光７の吸収率が大きくなるこ
とがわかる。
ｚ）と吸収率の一例として入射角θが６０°での結果を
示している。得られた結果から、表面粗さが２．１２μ
ｍ〜１０．６μｍ（０．２λ〜１．０λ、λはレーザ光
７の波長）においてレーザ光７の吸収率が大きくなるこ
とがわかる。
【００１５】図４に示す表面粗さと吸収率の関係からわ
かるように、直線偏光および円偏光など偏光状態にかか
わらず一定の表面粗さ（０．２λ〜１．０λ）で吸収率
が高い結果となった。このことから、レーザ光７の吸収
は材料の物性やレーザ光７の特性で変化するのではな
く、材料の表面粗度に依存していると解される。
かるように、直線偏光および円偏光など偏光状態にかか
わらず一定の表面粗さ（０．２λ〜１．０λ）で吸収率
が高い結果となった。このことから、レーザ光７の吸収
は材料の物性やレーザ光７の特性で変化するのではな
く、材料の表面粗度に依存していると解される。
【００１６】なお、表面粗度が小さいほど、レーザ光７
は正反射して試料に吸収され難く、粗さが大きすぎる
と、乱反射の割合が大きくなり、この場合も試料に吸収
される熱量は少なくなっている。
は正反射して試料に吸収され難く、粗さが大きすぎる
と、乱反射の割合が大きくなり、この場合も試料に吸収
される熱量は少なくなっている。
【００１７】上記実施例ではレーザ溶接や表面処理など
の金属加工処理分野について説明したが、本発明はかか
る分野に限定されるものではなく、電子部品や、半導体
などの加熱、熱処理の分野においても用いることがで
き、特定の処理分野に限定されるものではない。
の金属加工処理分野について説明したが、本発明はかか
る分野に限定されるものではなく、電子部品や、半導体
などの加熱、熱処理の分野においても用いることがで
き、特定の処理分野に限定されるものではない。
【００１８】
【発明の効果】本発明の方法は、被処理材料の表面粗度
を０．２λ〜１．０λ（λはレーザ光の波長）にするこ
とによって、レーザ光を吸収する物質を塗布することな
くレーザ光の吸収率を大きくし、被処理材料の処理を行
うことができる。
を０．２λ〜１．０λ（λはレーザ光の波長）にするこ
とによって、レーザ光を吸収する物質を塗布することな
くレーザ光の吸収率を大きくし、被処理材料の処理を行
うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実験に用いた装置の模式図である。
【図２】円偏光におけるレーザ光の入射角とレーザ光の
吸収率の関係を示した関係図である。
吸収率の関係を示した関係図である。
【図３】直線偏光におけるレーザ光の入射角とレーザ光
の吸収率の関係を示した関係図である。
の吸収率の関係を示した関係図である。
【図４】加工材料の表面粗さとレーザ光の吸収率の関係
を示した関係図である。
を示した関係図である。
１ レーザ装置 ２ 試料 ３ 銅ブロック ４ 熱電対 ５ レコーダ ６ ディテクター ７ レーザ光
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年５月１２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。本発明
は、金属加工処理におけるレーザ溶接の前処理や材料の
表面処理において、被処理材料の表面粗度をレーザ光の
波長と一定の割合になるように調整し、レーザ光を効率
よく吸収させて溶接作業や表面処理などの加工処理を行
うものである。例えば、波長がλμｍのレーザを用いて
被処理材料を加工する場合において、加工する材料の表
面に予め表面粗度が０．２λμｍ〜１．０λμｍの凹凸
を設け、この被処理材料にλμｍの波長のレーザ光を照
射して溶接や表面処理を行う。特にレーザ光が反射しや
すい金、銀、銅、アルミニウムなど従来、表面に黒色塗
料などレーザ光を良く吸収する材料を塗布しなければな
らなかった加工材料でもこのような塗料を塗布すること
なく有効に溶接や表面処理を行うことができる。
は、金属加工処理におけるレーザ溶接の前処理や材料の
表面処理において、被処理材料の表面粗度をレーザ光の
波長と一定の割合になるように調整し、レーザ光を効率
よく吸収させて溶接作業や表面処理などの加工処理を行
うものである。例えば、波長がλμｍのレーザを用いて
被処理材料を加工する場合において、加工する材料の表
面に予め表面粗度が０．２λμｍ〜１．０λμｍの凹凸
を設け、この被処理材料にλμｍの波長のレーザ光を照
射して溶接や表面処理を行う。特にレーザ光が反射しや
すい金、銀、銅、アルミニウムなど従来、表面に黒色塗
料などレーザ光を良く吸収する材料を塗布しなければな
らなかった加工材料でもこのような塗料を塗布すること
なく有効に溶接や表面処理を行うことができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 宏幸 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28号 日立造船株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 レーザ光により所定の処理を行う際に被
処理材料の表面粗度を０．２λ〜１．０λ（λはレーザ
光の波長μｍ）に調整するレーザ光の吸収率向上方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5040351A JPH06246477A (ja) | 1993-03-02 | 1993-03-02 | レーザ光の吸収率向上方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5040351A JPH06246477A (ja) | 1993-03-02 | 1993-03-02 | レーザ光の吸収率向上方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06246477A true JPH06246477A (ja) | 1994-09-06 |
Family
ID=12578218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5040351A Pending JPH06246477A (ja) | 1993-03-02 | 1993-03-02 | レーザ光の吸収率向上方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06246477A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998015380A1 (en) * | 1996-10-08 | 1998-04-16 | The University Of Arkansas | Process and apparatus for sequential multi-beam laser processing of materials |
| JP2011204318A (ja) * | 2010-03-25 | 2011-10-13 | Seiko Instruments Inc | 転がり軸受装置およびピボット装置 |
| CN108284273A (zh) * | 2017-01-10 | 2018-07-17 | 发那科株式会社 | 复合加工方法以及计算机可读介质 |
| JPWO2018062527A1 (ja) * | 2016-09-29 | 2019-06-24 | Ｊｘ金属株式会社 | レーザー焼結用表面処理金属粉 |
| CN110186949A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-08-30 | 北京工业大学 | 一种快速测量材料沸点温度对入射激光吸收率的方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04344887A (ja) * | 1991-05-23 | 1992-12-01 | Matsushita Electric Works Ltd | レーザ加工方法 |
-
1993
- 1993-03-02 JP JP5040351A patent/JPH06246477A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04344887A (ja) * | 1991-05-23 | 1992-12-01 | Matsushita Electric Works Ltd | レーザ加工方法 |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998015380A1 (en) * | 1996-10-08 | 1998-04-16 | The University Of Arkansas | Process and apparatus for sequential multi-beam laser processing of materials |
| JP2011204318A (ja) * | 2010-03-25 | 2011-10-13 | Seiko Instruments Inc | 転がり軸受装置およびピボット装置 |
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| JP2020073727A (ja) * | 2016-09-29 | 2020-05-14 | Ｊｘ金属株式会社 | レーザー焼結用表面処理金属粉 |
| CN108284273A (zh) * | 2017-01-10 | 2018-07-17 | 发那科株式会社 | 复合加工方法以及计算机可读介质 |
| JP2018111105A (ja) * | 2017-01-10 | 2018-07-19 | ファナック株式会社 | 複合加工方法及び複合加工プログラム |
| US10695871B2 (en) | 2017-01-10 | 2020-06-30 | Fanuc Corporation | Combined machining method and computer readable medium |
| CN108284273B (zh) * | 2017-01-10 | 2021-09-28 | 发那科株式会社 | 复合加工方法以及计算机可读介质 |
| CN110186949A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-08-30 | 北京工业大学 | 一种快速测量材料沸点温度对入射激光吸收率的方法 |
| CN110186949B (zh) * | 2019-05-21 | 2021-10-15 | 北京工业大学 | 一种快速测量材料沸点温度对入射激光吸收率的方法 |
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