JPS583478B2 - レ−ザ加熱方法および装置 - Google Patents
レ−ザ加熱方法および装置Info
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- JPS583478B2 JPS583478B2 JP53023525A JP2352578A JPS583478B2 JP S583478 B2 JPS583478 B2 JP S583478B2 JP 53023525 A JP53023525 A JP 53023525A JP 2352578 A JP2352578 A JP 2352578A JP S583478 B2 JPS583478 B2 JP S583478B2
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- laser beam
- laser
- workpiece
- energy density
- heating device
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- 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
- B23K26/0608—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams in the same heat affected zone [HAZ]
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- 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
- B23K26/067—Dividing the beam into multiple beams, e.g. multifocusing
-
- 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
- B23K26/073—Shaping the laser spot
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S148/00—Metal treatment
- Y10S148/093—Laser beam treatment in general
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- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、レーザ光線を被加工部材に照射して加工する
レーザ加熱方法及び装置に係り、特に、熱処理加工を行
なうのに好適な、均一なエネルギ密度分布を有するレー
ザ光線を得ることのできるレーザ加熱方法及び装置に関
する。
レーザ加熱方法及び装置に係り、特に、熱処理加工を行
なうのに好適な、均一なエネルギ密度分布を有するレー
ザ光線を得ることのできるレーザ加熱方法及び装置に関
する。
通常、レーザ発振器から取り出されたレーザ光線のエネ
ルギ密度は、発振器の特性に応じて、種種のモードに従
って分布を有する。
ルギ密度は、発振器の特性に応じて、種種のモードに従
って分布を有する。
TEMoo (ガウス形)の場合を例一ことると、第1
図に示すごとく、レーザ光線断面中心部に高いエネルギ
密度を有し、中心から離れるに従ってエネルギ密度は指
数関数的に低下している。
図に示すごとく、レーザ光線断面中心部に高いエネルギ
密度を有し、中心から離れるに従ってエネルギ密度は指
数関数的に低下している。
即ち、エネルギは光軸近傍に最も集中している。
従って、第2図に示すごとく、レーザ光線10を集光レ
ンズ12で集光し、被加工部材14の一加工部分に照射
すると、第3図に拡大して示すごとく、その溶融領域1
6は、レーザ光線10のエネルギ密度分布にほぼ近い形
態をとる。
ンズ12で集光し、被加工部材14の一加工部分に照射
すると、第3図に拡大して示すごとく、その溶融領域1
6は、レーザ光線10のエネルギ密度分布にほぼ近い形
態をとる。
即ち、溶融領域16は、その照射側から漏斗状に形成さ
れ、中心部18が高熱となり、この高熱部分から周辺部
20に熱伝導されその中心部18の温度は、被加工部材
14の沸点以上に上昇し、その部分の部材が気化し、第
3図に示すごとく、中央部、即ち付き合わせ部分に凹部
22が形成される。
れ、中心部18が高熱となり、この高熱部分から周辺部
20に熱伝導されその中心部18の温度は、被加工部材
14の沸点以上に上昇し、その部分の部材が気化し、第
3図に示すごとく、中央部、即ち付き合わせ部分に凹部
22が形成される。
そのため凹部22にクラツクが発生したりして、十分に
強固な熱処理状態を得ることが困難である。
強固な熱処理状態を得ることが困難である。
又、表面焼入れ、表面合金属の形成等の熱処理を行なう
場合、或るいはシーム溶接を行なう場合にも、第4図に
示す如く、レーザ光線10を例えば、凹面鏡等のビーム
振動装置24により振動させ、或る所望の幅と深さの熱
処理層26を形成させる方法がとられているが、このよ
うな場合においても、第5図に示すごとく、被加工部材
14に形成される熱処理層26の深さが均一とならず、
レーザ光線10を振動させる際の重ねしろ部分28を必
要とするため、熱処理効率(熱処理面積/時間)が悪い
という欠点を有した。
場合、或るいはシーム溶接を行なう場合にも、第4図に
示す如く、レーザ光線10を例えば、凹面鏡等のビーム
振動装置24により振動させ、或る所望の幅と深さの熱
処理層26を形成させる方法がとられているが、このよ
うな場合においても、第5図に示すごとく、被加工部材
14に形成される熱処理層26の深さが均一とならず、
レーザ光線10を振動させる際の重ねしろ部分28を必
要とするため、熱処理効率(熱処理面積/時間)が悪い
という欠点を有した。
このような欠点を解消し、レーザ光線のエネルギ密度分
布を変える方法として、例えば、特開昭52−1044
37号公報で開示されるような方法が既に提案されてい
るこれは、レーザ光線を、透明板等により環状のレーザ
光線中心にエネルギが集中されていたレーザ光線をまず
環状のエネルギ分布に変更し、次いで、集光レンズを用
いて再び集光することにより、中心部のエネルギ密度を
下げ被加工部材に照射されるレーザ光線のエネルギ密度
分布が環状となるようにしたものである。
布を変える方法として、例えば、特開昭52−1044
37号公報で開示されるような方法が既に提案されてい
るこれは、レーザ光線を、透明板等により環状のレーザ
光線中心にエネルギが集中されていたレーザ光線をまず
環状のエネルギ分布に変更し、次いで、集光レンズを用
いて再び集光することにより、中心部のエネルギ密度を
下げ被加工部材に照射されるレーザ光線のエネルギ密度
分布が環状となるようにしたものである。
このような方法であると、レーザ光線における中心部の
エネルギ密度を小とすることができるという特徴を有す
るが、得られるレーザ光線のエネルギ密度分布がガウス
状から環状に変わるのみであり、均一なエネルギ分布に
はほど遠いものである。
エネルギ密度を小とすることができるという特徴を有す
るが、得られるレーザ光線のエネルギ密度分布がガウス
状から環状に変わるのみであり、均一なエネルギ分布に
はほど遠いものである。
本発明は、前記従来の欠点を解消するべくなされたもの
で、ほぼ均一なエネルギ密度分布を有するレーザ光線を
容易に得ることのできるレーザ加熱方法及び装置を提供
することを目的とする。
で、ほぼ均一なエネルギ密度分布を有するレーザ光線を
容易に得ることのできるレーザ加熱方法及び装置を提供
することを目的とする。
本発明は、レーザ光線を被加下部材に照射して加熱する
方法において、発振器より取り出されたレーザ光線を複
数に分割する工程、及び被加工部材の照射面上において
レーザ光線のエネルギー密度分布が少なくとも一方向で
ほゞ均一になるように前記分割された複数個のレーザ光
線のエネルギー密度の高い部分と低い部分とを重ね合せ
、合成させて被加工部材に照射する工程を有することを
特徴とするレーザ加熱方法によって、この目的を達成す
るものである。
方法において、発振器より取り出されたレーザ光線を複
数に分割する工程、及び被加工部材の照射面上において
レーザ光線のエネルギー密度分布が少なくとも一方向で
ほゞ均一になるように前記分割された複数個のレーザ光
線のエネルギー密度の高い部分と低い部分とを重ね合せ
、合成させて被加工部材に照射する工程を有することを
特徴とするレーザ加熱方法によって、この目的を達成す
るものである。
また、同じく、レーザ光線を発振する手段と、該レーザ
光線を複数個の光線に分割するレーザ光線分割手段と、
被加工部材の照射面上におけるレーザ光線のエネルギー
密度分布が少なくとも一方向でほゞ均一になるように前
記分割された複数個のレーザ光線のエネルギー密度の高
い部分と低い部分とを重ね合せ、合成させて被加工部材
に照射させる手段と、を備えたことを特徴とするレーザ
加熱装置によって、前記目的を達成するものである。
光線を複数個の光線に分割するレーザ光線分割手段と、
被加工部材の照射面上におけるレーザ光線のエネルギー
密度分布が少なくとも一方向でほゞ均一になるように前
記分割された複数個のレーザ光線のエネルギー密度の高
い部分と低い部分とを重ね合せ、合成させて被加工部材
に照射させる手段と、を備えたことを特徴とするレーザ
加熱装置によって、前記目的を達成するものである。
以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する
。
。
本発明の第1実施例は、第6図に示すごとく、光線の断
面における密度分布がガウス形のエネルギ密度分布を有
するレーザ光線10を、2個の反射平面30,32を有
する切妻屋根形の反射鏡34に、その中心部が切妻屋根
形の反射鏡34の稜線と一致するように照射し、切妻屋
根形の反射鏡34により分割されたレーザ光線36,3
1を、再び、2個の平面鏡38.40により、それぞれ
のレーザ光線36.37を再びエネルギー密度の高い部
分と低い部分とを重ね合せて、被加工部材14の熱処理
部分に同時に照射するようにしたものである。
面における密度分布がガウス形のエネルギ密度分布を有
するレーザ光線10を、2個の反射平面30,32を有
する切妻屋根形の反射鏡34に、その中心部が切妻屋根
形の反射鏡34の稜線と一致するように照射し、切妻屋
根形の反射鏡34により分割されたレーザ光線36,3
1を、再び、2個の平面鏡38.40により、それぞれ
のレーザ光線36.37を再びエネルギー密度の高い部
分と低い部分とを重ね合せて、被加工部材14の熱処理
部分に同時に照射するようにしたものである。
このときにおける、被加工部材14上におけるレーザ光
線断面形状は第1図に示すごとくとなり、レーザ光線1
0の分割方向と垂直の方向即ちX方向についてはほぼ均
一なエネルギ密度分布を有することとなる。
線断面形状は第1図に示すごとくとなり、レーザ光線1
0の分割方向と垂直の方向即ちX方向についてはほぼ均
一なエネルギ密度分布を有することとなる。
本実施例においては、被加工部材14上で分割されたそ
れぞれのレーザ光線36.37が交差し、レーザ光線の
断面が重なり合うように照射されているため、レーザ発
振器から取り出したもののレーザ光線の有する不均一な
エネルギ密度分布とは異なった、均一に近いエネルギ密
度分布を有するレーザ光線に整形されるため、従来に比
べて、均一性の高いレーザ光線を得ることができる。
れぞれのレーザ光線36.37が交差し、レーザ光線の
断面が重なり合うように照射されているため、レーザ発
振器から取り出したもののレーザ光線の有する不均一な
エネルギ密度分布とは異なった、均一に近いエネルギ密
度分布を有するレーザ光線に整形されるため、従来に比
べて、均一性の高いレーザ光線を得ることができる。
又、レーザ加熱装置を、レーザ光線を複数に分割する分
割反射鏡と、分割したレーザ光線を少なくとも一方向の
エネルギー密度がほぼ均一となるように、エネルギー密
度の高い部分と低い部分とを重ね合せて被加工部材の熱
処理部分に同時に照射する合成反射鏡と、を用いて構成
したので、前記効果に加え、更に、大出力のレーザ光線
を用いた場合でも塩化カリウム等のレンズを用いた集光
系よりも耐久性が高いという優れた効果を有する。
割反射鏡と、分割したレーザ光線を少なくとも一方向の
エネルギー密度がほぼ均一となるように、エネルギー密
度の高い部分と低い部分とを重ね合せて被加工部材の熱
処理部分に同時に照射する合成反射鏡と、を用いて構成
したので、前記効果に加え、更に、大出力のレーザ光線
を用いた場合でも塩化カリウム等のレンズを用いた集光
系よりも耐久性が高いという優れた効果を有する。
又、本実施例においては、反射鏡が2枚の反射平面を有
する単純な形状であり、又、合成反射鏡も平面反射鏡で
構成されているため、反射鏡の加工が簡便である。
する単純な形状であり、又、合成反射鏡も平面反射鏡で
構成されているため、反射鏡の加工が簡便である。
本発明の第2実施例を第8図に示す。
本実施例は、合成反射鏡が、平面反射鏡でなく、凹面鏡
42.44とされている点が、前記第1実施例となる。
42.44とされている点が、前記第1実施例となる。
他の点については、前記第1実施例と同様であるので説
明は省略する。
明は省略する。
本実施例においては、曲面鏡42.44で反射された後
のレーザ光線46.48の断面形状が第9図及び第10
図に示すごとく、半円の弦方向の幅が絞られた半楕円状
のものとなり、これは被加工部材14上でエネルギー密
度の高い部分と低い部分とが重ね合せられて、第11図
に示すような断面形状がほぼ矩形状であり、かつ、x方
向のエネルギ密度分布がほぼ平坦であり、かつ、y方向
の幅が十分狭いレーザ光線を得ることができる。
のレーザ光線46.48の断面形状が第9図及び第10
図に示すごとく、半円の弦方向の幅が絞られた半楕円状
のものとなり、これは被加工部材14上でエネルギー密
度の高い部分と低い部分とが重ね合せられて、第11図
に示すような断面形状がほぼ矩形状であり、かつ、x方
向のエネルギ密度分布がほぼ平坦であり、かつ、y方向
の幅が十分狭いレーザ光線を得ることができる。
従って、高いエネルギ密度分布を有するレーザ光線を得
ることが可能である。
ることが可能である。
本実施例においては、曲面鏡によりレーザ光線が収束さ
れることとなるため、比較的低い出力のレーザ発振器を
使用しても、高いエネルギを有するレーザ光線を得るこ
とが可能である。
れることとなるため、比較的低い出力のレーザ発振器を
使用しても、高いエネルギを有するレーザ光線を得るこ
とが可能である。
本発明の第3実施例を第12図に示す。
本実施例は、反射鏡が4個の反射平面50,52,54
,56を有する四角錐伏体58とされ、これに応じて4
個の平面鏡60,62.64.66が配設されている点
が前記第1実施例と異なる。
,56を有する四角錐伏体58とされ、これに応じて4
個の平面鏡60,62.64.66が配設されている点
が前記第1実施例と異なる。
他の点については前記第1実施例と同様であるので説明
は省略する。
は省略する。
本実施例においては、四角錐状体58の頂点がレーザ光
線10の中心と一致するように配置されており、エネル
ギ密度の最も高い部分は、+E方形領域68のコーナ部
に位置することとなる。
線10の中心と一致するように配置されており、エネル
ギ密度の最も高い部分は、+E方形領域68のコーナ部
に位置することとなる。
従って、被加工部材14上に交差・合成されるレーザ光
線の断面形状は第13図に示すごとくとなり、正方形領
域68内では、x方向、y方向のいずれにもほぼ均一な
エネルギ密度分布を有するものとなる。
線の断面形状は第13図に示すごとくとなり、正方形領
域68内では、x方向、y方向のいずれにもほぼ均一な
エネルギ密度分布を有するものとなる。
なお本実施例においては、合成反射鏡として、平面鏡が
用いられていたが、前記第2実施例におけるごとく、該
平面鏡を凹面鏡に変更することにより、加熱用レーザ光
線のエネルギ密度を更に高めることも可能である。
用いられていたが、前記第2実施例におけるごとく、該
平面鏡を凹面鏡に変更することにより、加熱用レーザ光
線のエネルギ密度を更に高めることも可能である。
なお前記実施例においては、分割反射境が平面鏡或るい
は凹面鏡とされていたが、第14図に示すような、θ1
,θ2方向にも曲率を有する凹面状反射3次曲面を有す
る曲面鏡を使用しても同様の効果を得ることが可能であ
る。
は凹面鏡とされていたが、第14図に示すような、θ1
,θ2方向にも曲率を有する凹面状反射3次曲面を有す
る曲面鏡を使用しても同様の効果を得ることが可能であ
る。
図において、R1はθ1方向の曲率半径、R2 はθ2
方向の曲率半径である。
方向の曲率半径である。
又、反射鏡の反射面も反射平面に限定されず、第15図
に示すごとく、凹面状の反射2次曲面74.76を有す
るものとし、これによりレーザ光線を収束させることも
可能である。
に示すごとく、凹面状の反射2次曲面74.76を有す
るものとし、これによりレーザ光線を収束させることも
可能である。
第16図に、連続ビーム出力2KW,発振器から取り出
されたレーザ光線の直径30mmのガウス形エネルギ密
度分布を有する炭酸ガスレーザ光線を熱源とする実施例
を用いて、炭酸含有量0.44%の炭酸鋼に表面焼入れ
を施したときの、ビーム走査方法を示す。
されたレーザ光線の直径30mmのガウス形エネルギ密
度分布を有する炭酸ガスレーザ光線を熱源とする実施例
を用いて、炭酸含有量0.44%の炭酸鋼に表面焼入れ
を施したときの、ビーム走査方法を示す。
このときのビーム走査速度は5m/分である。
表面焼入れ後、XVII−X■断面で被加工部材14を
切断し、硬さがHv550以上に硬化していた領域14
を、第17図に示す。
切断し、硬さがHv550以上に硬化していた領域14
を、第17図に示す。
この硬化領域74の深さPは、0.4mmであった。
又、熱処理効率(硬化表面積/時間)は、ガウス形エネ
ルギ密度分布を有するレーザビームを用いて、0.4m
mの硬化深さを得る場合に比較して、約2倍に向上し、
硬化深さのばらつきも非常に小さいことを確認できた。
ルギ密度分布を有するレーザビームを用いて、0.4m
mの硬化深さを得る場合に比較して、約2倍に向上し、
硬化深さのばらつきも非常に小さいことを確認できた。
本実施例においては、保護カバー70により一体化され
た加工用ヘッド72を、従来の溶接用レーザ加工装置に
配設するのみで、容易に熱処理に適したエネルギ密度分
布を有するレーザ加熱装置を得ることが可能である。
た加工用ヘッド72を、従来の溶接用レーザ加工装置に
配設するのみで、容易に熱処理に適したエネルギ密度分
布を有するレーザ加熱装置を得ることが可能である。
以上説明した通り、本発明は、レーザ光線を被加工部材
に照射して加熱するレーザ加熱方法において、レーザ光
線を複数に分割し、その後再び、少なくとも一方向のエ
ネルギー密度分布がほぼ均一となるように、分割したレ
ーザ光線のエネルギー密度の高い部分と低い部分とを重
ね合せて被加工部材の熱処理部分に同時に照射するよう
にしたので、加熱用レーザ光線のエネルギ密度分布を均
一とすることができ、熱処理加工に用いた場合、均一な
深さの熱処理層が効率よく形成でき、かつ被加工部材の
被加工箇所の品質を安定化できるという優れた効果を有
する。
に照射して加熱するレーザ加熱方法において、レーザ光
線を複数に分割し、その後再び、少なくとも一方向のエ
ネルギー密度分布がほぼ均一となるように、分割したレ
ーザ光線のエネルギー密度の高い部分と低い部分とを重
ね合せて被加工部材の熱処理部分に同時に照射するよう
にしたので、加熱用レーザ光線のエネルギ密度分布を均
一とすることができ、熱処理加工に用いた場合、均一な
深さの熱処理層が効率よく形成でき、かつ被加工部材の
被加工箇所の品質を安定化できるという優れた効果を有
する。
第1図はガウス形エネルギ密度分布を有するレーザ光線
の断面形状及びエネルギ密度分布を示す線図、第2図は
従来のレーザ加熱方法の原理を示す概略構成図、第3図
は第2図の方法における被加工部材の溶融状況を示す断
面図、第4図は従来のレーザ光線を用いた熱処理装置の
構成を示す概略説明図、第5図は第4図の例における被
加工部材の溶融状況を示す断面図、第6図は本発明に係
るレーザ加熱方法の第1実施例の原理を説明する概略説
明図、第1図は第1実施例における被加工部材上のレー
ザ光線断面形状を示す平面図、第8図は本発明に係るレ
ーザ加熱方法の第2実施例の構成を示す概略説明図、第
9図及び第10図は第2実施例における分割されたレー
ザ光線の断面形状を示す平面図、第11図は同じく第2
実施例における被加工部材上に照射されるレーザ光線の
断面形状及びエネルギ密度分布を示す線図、第12図は
本発明に係るレーザ加工方法の第3実施例の構成を示す
概略説明図、第13図は第3実施例における被加工部材
上のレーザ光線断面形状を示す線図、第14図は合成反
射鏡の変形例を示す斜視図、第15図は分割反射鏡の変
形例を示す斜視図、第16図は本発明に係るレーザ加熱
装置の実施例の構成を示す一部断面図を含む斜視図、第
17図は前記レーザ加熱装置の実施例を用いて加Iされ
た被加工部材の加工状況を示す線図である。 10・・・・・・レーザ光線、14・・・・・・被加工
部材、30.32・・・・・・反射平面、34・・・・
・・反射鏡、36,37・・・・・・レーザ光線、38
.40・・・・・・平面鏡、42.44・・・・・・曲
面鏡、46.48・・・・・・レーザ光線、50,52
,54,56・・・・・・反射平而、58・・・・・・
四角錐状体、60,62,64.66・・・・・・平面
鏡、12・・・・・・加工用ヘッド、14,γ6・・・
・・・反射2次曲面。
の断面形状及びエネルギ密度分布を示す線図、第2図は
従来のレーザ加熱方法の原理を示す概略構成図、第3図
は第2図の方法における被加工部材の溶融状況を示す断
面図、第4図は従来のレーザ光線を用いた熱処理装置の
構成を示す概略説明図、第5図は第4図の例における被
加工部材の溶融状況を示す断面図、第6図は本発明に係
るレーザ加熱方法の第1実施例の原理を説明する概略説
明図、第1図は第1実施例における被加工部材上のレー
ザ光線断面形状を示す平面図、第8図は本発明に係るレ
ーザ加熱方法の第2実施例の構成を示す概略説明図、第
9図及び第10図は第2実施例における分割されたレー
ザ光線の断面形状を示す平面図、第11図は同じく第2
実施例における被加工部材上に照射されるレーザ光線の
断面形状及びエネルギ密度分布を示す線図、第12図は
本発明に係るレーザ加工方法の第3実施例の構成を示す
概略説明図、第13図は第3実施例における被加工部材
上のレーザ光線断面形状を示す線図、第14図は合成反
射鏡の変形例を示す斜視図、第15図は分割反射鏡の変
形例を示す斜視図、第16図は本発明に係るレーザ加熱
装置の実施例の構成を示す一部断面図を含む斜視図、第
17図は前記レーザ加熱装置の実施例を用いて加Iされ
た被加工部材の加工状況を示す線図である。 10・・・・・・レーザ光線、14・・・・・・被加工
部材、30.32・・・・・・反射平面、34・・・・
・・反射鏡、36,37・・・・・・レーザ光線、38
.40・・・・・・平面鏡、42.44・・・・・・曲
面鏡、46.48・・・・・・レーザ光線、50,52
,54,56・・・・・・反射平而、58・・・・・・
四角錐状体、60,62,64.66・・・・・・平面
鏡、12・・・・・・加工用ヘッド、14,γ6・・・
・・・反射2次曲面。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 レーザ光線を被加工部材に照射して加熱する方法に
おいて、発振器より取り出されたレーザ光線を複数に分
割する工程、及び被加工部材の照射面上においてレーザ
光線のエネルギー密度分布が少なくとも一方向でほゞ均
一になるように前記分割された複数個のレーザ光線のエ
ネルギー密度の高い部分と低い部分とを重ね合せ、合成
させて被加工部材に照射する工程を有することを特徴と
するレーザ加熱方法。 2 前記被加工部材の照射面上における前記合成された
レーザ光線の照射部の形状をほぼ矩形とし、かつこの矩
形部の長辺方向における前記レーザ光線のエネルギー密
度を均一にする特許請求の範囲第1項記載のレーザ加熱
方法。 3 レーザ光線を発振する手段と、該レーザ光線を複数
個の光線に分割するレーザ光線分割手段と、被加工部材
の照射面上におけるレーザ光線のエネルギー密度分布が
少なくとも一方向でほゞ均一になるように前記分割され
た複数個のレーザ光線のエネルギー密度の高い部分と低
い部分とを重ね合せ、合成させて被加工部材に照射させ
る手段と、を備えたことを特徴とするレーザ加熱装置。 4 前記レーザ光線分割手段が、レーザ光線を複数個の
光線に分割して所定の方向に反射させる複数個の反射面
を有する特許請求の範囲第3項記載のレーザ加熱装置。 5 前記反射面の各々が平面である特許請求の範囲第4
項記載のレーザ加熱装置。 6 前記反射面の各々が凹面又は凸面である特許請求の
範囲第4項記載のレーザ加熱装置。 7 前記レーザ光線分割手段が、2個あるいは4個の反
射平面を有する錐状体とされている特許請求の範囲第3
項記載のレーザ加熱装置。 8 前記レーザ光線分割手段が、2個あるいは4個の凹
面状又は凸面状反射2次曲面を有する錐状体とされてい
る特許請求の範囲第3項記載のレーザ加熱装置。 9 前記分割されたレーザ光線を合成して被加工部材に
照射する手段が、平面鏡とされている特許請求の範囲第
3項乃至第1項のいずれか1項に記載のレーザ加熱装置
。 10 前記分割されたレーザ光線を合成して被加工部材
に照射する手段が、凹面状反射2次曲面を有する曲面鏡
とされている特許請求の範囲第3項乃至第7項のいずれ
か1項に記載のレーザ加熱装置。
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