JPS60218421A - Heat treatment of steel by laser - Google Patents
Heat treatment of steel by laserInfo
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- JPS60218421A JPS60218421A JP59074422A JP7442284A JPS60218421A JP S60218421 A JPS60218421 A JP S60218421A JP 59074422 A JP59074422 A JP 59074422A JP 7442284 A JP7442284 A JP 7442284A JP S60218421 A JPS60218421 A JP S60218421A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は錆の熱処理法に関し、特に、レーザによる熱処
理に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a heat treatment method for rust, and in particular to heat treatment using a laser.
[従来技術]
周知のように、レーザビームのエネルギー密度は極めて
高く、アーク溶接などに比べて1万倍以上にすることも
容易である。例えば、酸素アセチレン炎のエネルギー密
度W/cdは10程度、アルゴンアーク(20OA)の
エネルギー密度は1.5 X 10’程度であるのに対
し、連続レーザビームの場合は109程度になり、パル
スレーザのエネルギー密度は1013程度にもなる。[Prior Art] As is well known, the energy density of a laser beam is extremely high, and can easily be increased to more than 10,000 times that of arc welding. For example, the energy density W/cd of an oxyacetylene flame is about 10, and the energy density of an argon arc (20OA) is about 1.5 x 10', whereas in the case of a continuous laser beam it is about 109; The energy density of is about 1013.
従ってこのような高エネルギー密度のレーザビームを用
いると、鋼材の表面の焼入れ、溶接穿孔および切断など
の加工が容易であるので、従来から各方面で実施されて
いる。このようにレーザビームは非常に有用であるが、
必ずしも問題がない訳ではない。Therefore, the use of such a high-energy-density laser beam facilitates processing such as surface hardening, welding, and cutting of steel materials, and has been used in various fields in the past. Although laser beams are very useful in this way,
This does not necessarily mean that there are no problems.
すなわち、レーザビームによる鋼材の溶融効率は、 ■レーザパワーの自乗に比例し、 ■ビーム径の4乗に比例し、 ■エネルギー吸収率の自乗に比例する。In other words, the efficiency of melting steel by the laser beam is ■Proportional to the square of the laser power, ■Proportional to the fourth power of the beam diameter, ■Proportional to the square of the energy absorption rate.
このうち■および■は、レーザ発振器によって定まるが
、■は照射技術によって大きく左右される。そこで鋼材
表面でのエネルギー吸収率を高めることが必要であるが
、そのためには、1)表面粗度による多重反射効果の利
用、2)酸化膜による波長吸収性の向上、
3)レーザプラズマ等による二次的効果を利用して間接
的にエネルギー効率を上げる、
等の手段が必要であり、一般的には、例えばJOM 。Among these, (2) and (2) are determined by the laser oscillator, but (2) is largely influenced by the irradiation technique. Therefore, it is necessary to increase the energy absorption rate on the steel surface, and in order to do this, 1) use the multiple reflection effect due to surface roughness, 2) improve wavelength absorption with an oxide film, 3) use laser plasma, etc. Measures such as indirectly increasing energy efficiency using secondary effects are required, and generally, for example, JOM.
1976年4月号の第5〜11頁に示されているように
、鋼材表面におけるレーザビームの反射を少なくするた
めに、熱処理部にレーザビーム吸収率の高いペイント等
をあらかじめ塗布する方法がとられている。As shown on pages 5 to 11 of the April 1976 issue, in order to reduce the reflection of the laser beam on the surface of the steel material, a method is to pre-coat the heat-treated area with paint, etc. that has a high laser beam absorption rate. It is being
この従来法は、ペイント等を塗布する工程があり、プロ
セスが複雑化する。又、ペイント等のレーザビームによ
る加熱溶融によって飛散物質が発生する。この飛散物質
がレーザビームを吸収してレーザビームの強度を低下す
るとともに、連続照射処理における照射むら発生の原因
となるのみならず、人体に悪影響がある為に、この飛散
物質の処理が必須である。This conventional method involves a step of applying paint or the like, which complicates the process. In addition, scattered substances are generated when paint or the like is heated and melted by a laser beam. This scattered material not only absorbs the laser beam and reduces the intensity of the laser beam, but also causes uneven irradiation during continuous irradiation processing, and has a negative impact on the human body, so it is essential to dispose of this scattered material. be.
また照射部へのレーザビームの伝送は通常ミラーを使用
しているが、被照射物の形状によってミラー系が決まり
、従って被照射物の形状が複雑になると、ミラー系も複
雑になる、等々の問題点がある。In addition, mirrors are usually used to transmit the laser beam to the irradiation section, but the mirror system is determined by the shape of the object to be irradiated, so if the shape of the object becomes complex, the mirror system also becomes complicated. There is a problem.
[発明の目的]
本発明は、鋼材表面におけるレーザビームの反射が多い
場合にも、鋼材表面に吸収物質を塗布するような面倒な
作業や、それに伴う弊害を生じることなく、鋼材表面に
おけるレーザビームの実効吸収率を高め、複雑な形状の
照射部に対しても安定かつ効率よく鋼材の熱処理を行な
う方法を提供することを目的とする。[Objective of the Invention] The present invention is capable of reducing the amount of laser beam reflection on the steel surface without the troublesome work of applying an absorbing substance to the steel surface or the accompanying harm. The purpose of the present invention is to provide a method for stably and efficiently heat-treating steel materials, even on complex-shaped irradiation parts, by increasing the effective absorption rate.
[発明の構成2作用]
本発明では、レーザビーム導入穴をもつキャビティによ
り熱処理部を遮蔽するとともに、レーザビームを光ファ
イバーでキャビティに伝送し該導入穴から熱処理部にレ
ーザビームを照射し、熱処理部からの反射および放射エ
ネルギーをキャビティ内面の多重反射により熱処理部に
収束させる。[Configuration 2 of the invention] In the present invention, the heat treatment section is shielded by a cavity having a laser beam introduction hole, the laser beam is transmitted to the cavity through an optical fiber, and the heat treatment section is irradiated with the laser beam from the introduction hole. The reflected and radiant energy from the cavity is focused on the heat treatment section by multiple reflections on the inner surface of the cavity.
これによれば、熱処理部表面におけるレーザビームの実
効吸収率が高められ、効率的な熱処理が行なわれる。According to this, the effective absorption rate of the laser beam on the surface of the heat-treated portion is increased, and efficient heat treatment is performed.
以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
第1図に本発明を一態様で実施する装置構成を示す。同
図において、10はレーザ発振器で、11はレーザビー
ムの集光レンズである。20はレーザビーム、30は熱
処理されるべき鋼材、31はその処理される表面である
。40は光ファイバーであり光の伝送を行なう。50は
熱処理部を被覆するキャビティで、その内面54は例え
ば鏡面仕上げの上に金メッキが施され極めて反射率が高
い状態にしである。55はキャビティ50の上部に設け
たレーザビーム導入穴であり、ファイバー40の導入穴
となる。51は雰囲気ガス入口、52はキャビティ冷却
水入口、53は冷却水出口である。FIG. 1 shows an apparatus configuration for carrying out one embodiment of the present invention. In the figure, 10 is a laser oscillator, and 11 is a laser beam condensing lens. 20 is a laser beam, 30 is a steel material to be heat treated, and 31 is a surface thereof to be treated. 40 is an optical fiber for transmitting light. Reference numeral 50 denotes a cavity that covers the heat-treated portion, and its inner surface 54 is, for example, mirror-finished and plated with gold to have an extremely high reflectance. 55 is a laser beam introduction hole provided in the upper part of the cavity 50, and serves as an introduction hole for the fiber 40. 51 is an atmospheric gas inlet, 52 is a cavity cooling water inlet, and 53 is a cooling water outlet.
本発明により鋼材の熱処理を行なうには、レーザビーム
20を集光レンズ11でファイバー40のレーザ導入面
41に集光させファイバー内に導入し、キャビティ50
のレーザビーム導入穴55に設定したファイバーの出力
部42からレーザビーム20を鋼材30の熱処理表面3
1に照射する。In order to heat-treat steel materials according to the present invention, the laser beam 20 is focused on the laser introduction surface 41 of the fiber 40 using the condenser lens 11 and introduced into the fiber.
The laser beam 20 is transmitted from the output part 42 of the fiber set in the laser beam introduction hole 55 to the heat-treated surface 3 of the steel material 30.
Irradiate to 1.
導入穴55の径はファイバー40の径によって決まる。The diameter of the introduction hole 55 is determined by the diameter of the fiber 40.
ファイバーが細ければ、それだけ導入穴を小さいものに
するので、キャビティ内面54の実効反射面積が増大す
る。また熱処理表面31でのビーム中Bwはビームの発
散角とキャビティ50の径およびキャビティ50と鋼材
30の間隔によって決まる。The thinner the fiber, the smaller the introduction hole, which increases the effective reflective area of the cavity inner surface 54. Further, the beam Bw at the heat-treated surface 31 is determined by the divergence angle of the beam, the diameter of the cavity 50, and the distance between the cavity 50 and the steel material 30.
またレーザビームのパワーは、熱処理部の幅W。Also, the power of the laser beam is determined by the width W of the heat treatment section.
深さdおよび処理速度■から決まる熱処理部の加熱・溶
融エネルギーPMに若干の効率ηを考慮して設定する。The heating/melting energy PM of the heat treatment section, which is determined from the depth d and the processing speed ■, is set with some efficiency η taken into consideration.
そこでレーザビーム20を照射すると、鋼材30の表面
31にはビーム幅Bwのレーザビームが照射されること
になるが、鋼材30の表面31で反射されたレーザビー
ムが、キャビティ50の内面54でさらに反射され、鋼
材30の表面31に至り、以後多重反射し、鋼材30の
表面31に収束される。その結果、照射部の実効吸収率
deは、
c(e=c<+(1−c()cf+(1−d)2ri+
・・・ζl ・旧・・(1)
に示すようにほぼ1に近い値になる。なおここでdはレ
ーザビームの鋼材面における吸収率である。Therefore, when the laser beam 20 is irradiated, the surface 31 of the steel material 30 is irradiated with a laser beam having a beam width Bw. The light is reflected and reaches the surface 31 of the steel material 30, and is then subjected to multiple reflections and converged on the surface 31 of the steel material 30. As a result, the effective absorption rate de of the irradiated part is c(e=c<+(1-c()cf+(1-d)2ri+
...ζl - Old... As shown in (1), the value is almost 1. Here, d is the absorption rate of the laser beam on the steel surface.
第2a図〜第2c図および第3a図〜第3c図は、従来
法と本発明方法との差異を示す説明図である。すなわち
、第2a図は、鋼材表面にレーザビームを直接照射した
場合を示すもので、鋼材への入射エネルギー量をEl、
反射エネルギー量をE2、吸収エネルギー量をE3とす
ると、E、=E2+E3
であり、吸収率cf、aは、
σa=E3/Ei
であり1通常の鋼材表面でCO2レーザでは0.1−0
.15、VAGレ−fテi;l:0.31−0.4ト非
ffニ低く、エネルギー効率の点から実用的ではない。FIGS. 2a to 2c and 3a to 3c are explanatory diagrams showing the differences between the conventional method and the method of the present invention. That is, Fig. 2a shows the case where the surface of the steel material is directly irradiated with a laser beam, and the amount of energy incident on the steel material is expressed as El,
If the amount of reflected energy is E2 and the amount of absorbed energy is E3, then E, = E2 + E3, and the absorption coefficient cf, a is σa = E3/Ei, which is 0.1-0 for a CO2 laser on a normal steel surface.
.. 15. VAG rate i: 0.31-0.4 is low and impractical from the point of view of energy efficiency.
第2b図は従来使用されている方法で、鋼材表面にレー
ザビームの吸収率を高めるために塗料I2を塗布した場
合を示すものである。この場合、吸収率改は0.8以上
になる。FIG. 2b shows a conventionally used method in which paint I2 is applied to the surface of a steel material in order to increase the absorption rate of the laser beam. In this case, the absorption coefficient will be 0.8 or more.
第2c図は本発明方法を示すものであり、鋼材表面の吸
収率は第2a図の(7(aと同じであるが、キャビティ
の多重反射効果によって実効吸収率■Cは1.0に近く
なる。Figure 2c shows the method of the present invention, and the absorption coefficient of the steel surface is the same as (7 (a) in Figure 2a, but the effective absorption coefficient ■C is close to 1.0 due to the multiple reflection effect of the cavity. Become.
また第3a図、第3b図および第3C図は、それぞれ第
2a図、第2b図および第2c図に対応した熱処理部の
断面形状を示すもので、レーザ出力および処理速度は一
定である。なお、33は熱処理部、da、dbおよびd
aはその深さ、W a 、 W dおよびWeはその幅
である。Further, FIGS. 3a, 3b, and 3c show cross-sectional shapes of the heat treatment section corresponding to FIGS. 2a, 2b, and 2c, respectively, and the laser output and processing speed are constant. In addition, 33 is a heat treatment part, da, db, and d.
a is its depth, W a , W d and We are its width.
熱処理域の効率を比較すると、前記のように処理速度が
一定であるので、断面積の比率でよく、その結果はda
−Wa(b−Wb(dc−Wcのようになる。Comparing the efficiency of the heat treatment zone, since the treatment speed is constant as mentioned above, the ratio of the cross-sectional area is sufficient, and the result is da
-Wa(b-Wb(dc-Wc).
このように本発明方法は実効吸収率が高く、従ってエネ
ルギー効率がよいことがわかる。It can thus be seen that the method of the present invention has a high effective absorption rate and is therefore energy efficient.
なお、本発明方法においては、第1図に示すようにキャ
ビティ内に雰囲気ガスを導入できるようにしであるが、
このガスは熱処理部の酸化防止用ならびに鋼材表面に付
着した油等が蒸発しキャビティ内面へ付着するのを防止
するためのものである。Note that in the method of the present invention, atmospheric gas can be introduced into the cavity as shown in FIG.
This gas is used to prevent oxidation in the heat-treated portion and to prevent oil and the like adhering to the surface of the steel material from evaporating and adhering to the inner surface of the cavity.
第4a図〜第4d図はファイバーの構成を示すもので、
ファイバー1本での伝送可能なレーザパワーをPoとし
、加熱・溶接エネルギーPMに若干の効率ηを考慮して
必要なレーザパワーを2丁(=ηPs)とすると、所要
ファイバーの本数Nは次式のようになる。Figures 4a to 4d show the structure of the fiber,
If the laser power that can be transmitted by one fiber is Po, and the required laser power is two (=ηPs) taking into account the heating/welding energy PM and some efficiency η, then the required number of fibers N is calculated by the following formula. become that way.
N =(77’PM/PO)=PT /PO但しIII
Nは小数とし、小数点以下が生じた場合は1に繰上げる
。N = (77'PM/PO) = PT /PO However, III
N is a decimal number, and if a decimal point occurs, round it up to 1.
第4a図はファイバーが1本の場合を、第4b図は2本
の場合を、第4c図は3本の場合を、また第4d図は7
本の場合を示す。Figure 4a shows the case of one fiber, Figure 4b shows the case of two fibers, Figure 4c shows the case of three fibers, and Figure 4d shows the case of 7 fibers.
The case of a book is shown.
本発明においてファイバーを複数本使用した場合の例を
第5図に示す。すなわち、ファイバー40を複数本束ね
て、キャビティ50の上部に設けたレーザビーム導入穴
55にファイバーホルダー56で固定し、ファイバーの
レーザ出力部42は、キャビティ内反射面54と同一面
上にしレーザビームの放出を一様にするとともに、キャ
ビティ内のレーザ反射効果を防止しないようにする。FIG. 5 shows an example in which a plurality of fibers are used in the present invention. That is, a plurality of fibers 40 are bundled and fixed in a laser beam introduction hole 55 provided at the upper part of the cavity 50 with a fiber holder 56, and the laser output part 42 of the fiber is on the same plane as the reflection surface 54 inside the cavity so that the laser beam is not transmitted. uniform emission and avoid preventing laser reflection effects within the cavity.
又、ファイバーの配列はレーザビームの処理部よりの反
射分布から、反射効率を高める為にファイバー面を出来
るだけ小さくすることかの望ましい。In addition, in the fiber arrangement, it is desirable to make the fiber surface as small as possible in order to increase the reflection efficiency from the reflection distribution of the laser beam from the processing section.
第6a図〜第6e図はキャビティの形状を示すもので、
形状は第6b図に示す半球状のもののみでなく、反射光
分布を考慮して、球の中心点Pcと熱処理表面33との
距MΩを第6a図〜第6C図のように変えることも可能
である。Figures 6a to 6e show the shape of the cavity,
The shape is not limited to the hemispherical one shown in Fig. 6b, but the distance MΩ between the center point Pc of the sphere and the heat-treated surface 33 can be changed as shown in Figs. 6a to 6C, taking into account the distribution of reflected light. It is possible.
又、球状でなく、第6d図に示すようにコーン状として
もよく、また、第6e図に示すように放物面状のものに
してもよく、これらの場合は、それぞれ角度θ、中心点
Pcおよびギャップgによって反射ビーム分布を設定す
る。Also, instead of being spherical, it may be cone-shaped as shown in Figure 6d, or parabolic as shown in Figure 6e; in these cases, the angle θ and the center point, respectively. The reflected beam distribution is set by Pc and gap g.
これによって、必要とする、加熱・溶融域を制御する事
ができる。This makes it possible to control the required heating and melting range.
第7図は本発明を極薄鋼板の突合せ溶接に適用した場合
の装置構成概略を示すものである。FIG. 7 shows a schematic diagram of an apparatus configuration when the present invention is applied to butt welding of ultra-thin steel plates.
薄板30と30′の突合せ溶接は板厚tが薄いほど、投
入エネルギー量が過大になると溶は落ち現象が発生する
ので、低エネルギー溶融にする必要があり、又、突合せ
間隔を考慮に入れ熱処理部(溶融域)33.34の巾W
mを設定する。When butt welding the thin plates 30 and 30', the thinner the plate thickness t is, the more the molten metal drips off if the amount of energy input is excessive, so it is necessary to use low-energy welding, and the heat treatment is carried out taking the butt interval into consideration. Part (melting area) width W of 33.34
Set m.
Wm>2t
である。この場合、鋼板表面31での反射が多く、キャ
ビティ50での反射がない場合には溶接部を溶融させる
ことが出来ない。Wm>2t. In this case, there is a lot of reflection on the steel plate surface 31, and if there is no reflection on the cavity 50, the welded part cannot be melted.
[実施例]
出力6001のYAGレーザを3台、コアー径1.2m
mのファイバー3本を用い、かつ半径20mmの内面に
金メッキを施した銅製、水冷キャビティを用いて、炭素
工具鋼の焼入れを行なったところ、光吸収コーテングな
しで、硬化層の深さ0.5、幅8nn、処理速度40I
111の熱処理を行なうことができた。[Example] Three YAG lasers with output of 6001, core diameter of 1.2m
When carbon tool steel was quenched using three fibers of 20 mm diameter and a copper water-cooled cavity with a gold-plated inner surface and a radius of 20 mm, the depth of the hardened layer was 0.5 mm without a light-absorbing coating. , width 8nn, processing speed 40I
111 heat treatments could be performed.
このときの吸収エネルギー量効率
(dXWXV、/η−P)は110mW+3/kJテあ
った。The absorption energy efficiency (dXWXV, /η-P) at this time was 110 mW+3/kJ.
二二でηはファイバー使用でのレーザビーム伝送効率で
あり、80%である。In 22, η is the laser beam transmission efficiency using a fiber, which is 80%.
これに対しリン酸マンガン被覆を施した鋼材表面を、出
力IKw、ビーム径4.7mφのCo2レーザを用いて
熱処理を行なったところ、硬化層の深さ0.5閣1幅3
.5m、処理速度21mn/秒であった。On the other hand, when the steel surface coated with manganese phosphate was heat-treated using a Co2 laser with an output of IKw and a beam diameter of 4.7 mφ, the hardened layer depth was 0.5 mm and width was 3 mm.
.. 5 m, and the processing speed was 21 mn/sec.
因みにこのときの吸収エネルギー量は
36.8on’ /kJであった。従って本発明方法の
効率は従来法の約3倍以上である。Incidentally, the amount of absorbed energy at this time was 36.8 on'/kJ. Therefore, the efficiency of the method of the present invention is about three times or more than that of the conventional method.
[発明の効果コ
以上説明したように本発明方法は、キャビティを使用し
て鋼材表面において反射するレーザビームを多重反射さ
せて熱処理部に吸束させるので、従来法のように吸収用
塗料を塗布することなく、鋼材表面における実効吸収率
を高めることが可能であり、効率的な熱処理を行なうこ
とができる。[Effects of the Invention] As explained above, the method of the present invention uses a cavity to multiple-reflect the laser beam reflected on the surface of the steel material and absorbs it into the heat treatment area. It is possible to increase the effective absorption rate on the surface of the steel material and perform efficient heat treatment without having to do so.
しかもレーザビームをファイバーでキャビティ内に伝送
し、キャビティの内面反射によって照射する為に集光レ
ンズを使用せず、従ってレーザビームの照射幅を広くと
ることができる。Furthermore, since the laser beam is transmitted into the cavity through a fiber and irradiated by internal reflection of the cavity, no condensing lens is used, and therefore the irradiation width of the laser beam can be widened.
また本発明は、レーザ溶接の場合のような高エネルギー
密度を必要としないので、プラズマの発生もなく熱伝導
型に近い比較的静かな加熱・溶融現象にすることができ
る。Furthermore, since the present invention does not require high energy density as in the case of laser welding, it is possible to achieve a relatively quiet heating and melting phenomenon similar to that of a heat conduction type without generating plasma.
更に本発明方法は回転または移動中の鋼材の熱処理も容
易に行なうことができる等、その効果は多大である。Furthermore, the method of the present invention has great effects, such as being able to easily heat-treat steel materials while rotating or moving.
第1図は本発明を一態様で実施する装置構成を示す断面
図、第2a図、第2b図および第2C図は本発明方法と
従来法における吸収率の差異を示す説明図、第3a図、
第3b図および第3C図は本発明方法と従来法における
熱処理部の断面を示す説明図、第4a図、第4b図、第
4c図および第4d図はファイバーの構成を示す断面図
、第5図はキャビティの縦断面図、第6a図1.第6b
図および第6C図はキャビティの各種形状を示す断面図
、第7図は本発明法を極薄鋼板の突合せ溶接に適用した
実施態様を示す断面図である。
10:レーザ発振器 11:レンズ 1゛2:塗料20
:レーザビーム 30:鋼材 31;鋼材表面33:加
熱・溶融域 40:光ファイバー41:入射面 42:
放射面
50:キャビティ 51:雰囲気ガス入口52.53
:キャビティ冷水人出ロ
54:キャビテイ内面 55:レーザビーム導入穴56
:フアイバーホルダー
Bw:照射部のレーザビーム巾
特許出願人 新日本製鐵株式會社
弔68阿
jU
垢6d何 第6e何
垢6b■ −6C回
垢7何
特許庁長官 志 賀 学 殿
■、事件の表示 昭和59年特許願第074422号2
、発明の名称 レーザによる鋼の熱処理法3、補正をす
る者
事件との関係 特許出願人
住所 東京都千代田区大手町二丁目6番3号名称 (6
65)新日本製鐵株式會社
代表者 武 1) 豊
4、代理人 〒103 電話 03−864−6052
住 所 東京都中央区東日本橋2丁目27番6号5、補
正命令の日付
昭和59年 7月11日(発送日同年7月31日)6、
補正の対象 明細書の発明の名称の欄、特許請求の範囲
の欄および図面の簡単な説明の欄
7、補正の内容
(1)明細書第1頁の発明の名称の欄の「レーザによる
鋼の熱処理方法」を[レーザによる鋼の熱処理法]に訂
正する。
(2)明細書第1頁の特許請求の範囲の欄全文を次の通
りに訂 正する。
「2、特許請求の範囲
鋼の表面にレーザビームを照射して表面を加熱または溶
融させ表面性状を改質する鋼の熱処理法において、
熱処理部をキャビティにより遮断するとともに、該キャ
ビティには光ファイバー導入穴を設けておき、レーザビ
ームを光ファイバーによりキャビティ内に伝送し、レー
ザビームを集光することなく熱′処理部に照射し、熱処
理部からの反射および放射エネルギーをキャビティ内面
の多重反射により熱゛処理部に収束させることを特徴と
するレーザによる鋼の熱処理法。」
(3)明細書第13頁第16行〜17行の「および第6
C図は」を、「、第6c図、第6d図および第6e図は
」に訂正する。FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of an apparatus for implementing the present invention in one embodiment, FIGS. 2a, 2b, and 2C are explanatory diagrams showing the difference in absorption rate between the method of the present invention and the conventional method, and FIG. 3a ,
3b and 3C are explanatory diagrams showing the cross sections of the heat-treated portion in the method of the present invention and the conventional method; FIGS. 4a, 4b, 4c, and 4d are sectional views showing the structure of the fiber; The figure is a longitudinal cross-sectional view of the cavity, Figure 6a, Figure 1. Chapter 6b
6C are cross-sectional views showing various shapes of the cavity, and FIG. 7 is a cross-sectional view showing an embodiment in which the method of the present invention is applied to butt welding of ultra-thin steel plates. 10: Laser oscillator 11: Lens 1゛2: Paint 20
: Laser beam 30: Steel material 31; Steel material surface 33: Heating/melting area 40: Optical fiber 41: Incident surface 42:
Radiation surface 50: Cavity 51: Atmospheric gas inlet 52.53
: Cavity cold water drawer 54: Cavity inner surface 55: Laser beam introduction hole 56
: Fiber holder Bw: Laser beam width of irradiation part Patent applicant: Nippon Steel Corporation 68 AjU 6d 6e 6b - 6C 7 Mr. Manabu Shiga, Commissioner of the Patent Office Display 1982 Patent Application No. 074422 2
, Title of the invention Laser heat treatment method for steel 3, Relationship to the amended case Patent applicant address 2-6-3 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Name (6
65) Nippon Steel Corporation Representative Takeshi 1) Yutaka 4, Agent 103 Phone: 03-864-6052
Address: 2-27-6-5 Higashi Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo; date of amendment order: July 11, 1980 (shipment date: July 31 of the same year) 6;
Target of amendment: column of title of invention, scope of claims, column 7 of brief explanation of drawings, contents of amendment (1) “Steel treatment by laser” column of title of invention on page 1 of the specification. "heat treatment method for steel" should be corrected to "heat treatment method for steel by laser". (2) The entire text of the scope of claims column on page 1 of the specification shall be corrected as follows. 2. Scope of Claims In a steel heat treatment method in which the surface of steel is irradiated with a laser beam to heat or melt the surface and modify the surface properties, the heat treatment part is blocked by a cavity, and an optical fiber is introduced into the cavity. A hole is prepared, a laser beam is transmitted into the cavity through an optical fiber, the laser beam is irradiated onto the heat treatment area without focusing, and the reflected and radiant energy from the heat treatment area is multi-reflected on the inner surface of the cavity to generate heat. A method for heat treatment of steel using a laser, which is characterized by converging the laser beam onto a treatment section.'' (3) ``and 6
6c, 6d and 6e are corrected.
Claims (1)
融させ表面性状を改質する鋼の熱処理法において、 熱処理部をキャビティにより遮蔽するとともに、該キャ
ビティには光ファイバー導入穴を設iすておき、レーザ
ビームを光ファイバーによりキャビティ内に伝送し、レ
ーザビームを集光することなく熱処理部に照射し、熱処
理部からの反射および放射エネルギーをキャビティ内面
の多重反射により熱処理部に収束させることを特徴とす
るレーザによる鋼の熱処理方法。[Claims] In a steel heat treatment method in which the surface of the steel is irradiated with a laser beam to heat or melt the surface and modify the surface properties, the heat treatment part is shielded by a cavity, and the cavity is provided with an optical fiber introduction hole. The laser beam is transmitted into the cavity through an optical fiber, and the laser beam is irradiated onto the heat treatment area without condensing, and the reflected and radiant energy from the heat treatment area is transmitted to the heat treatment area through multiple reflections on the inner surface of the cavity. A method of heat treating steel using a laser characterized by convergence.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59074422A JPS60218421A (en) | 1984-04-13 | 1984-04-13 | Heat treatment of steel by laser |
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JP59074422A JPS60218421A (en) | 1984-04-13 | 1984-04-13 | Heat treatment of steel by laser |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60218421A true JPS60218421A (en) | 1985-11-01 |
Family
ID=13546744
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59074422A Pending JPS60218421A (en) | 1984-04-13 | 1984-04-13 | Heat treatment of steel by laser |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60218421A (en) |
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