JPS6033890A - レ−ザを用いた金属加工法 - Google Patents
レ−ザを用いた金属加工法Info
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- JPS6033890A JPS6033890A JP58143146A JP14314683A JPS6033890A JP S6033890 A JPS6033890 A JP S6033890A JP 58143146 A JP58143146 A JP 58143146A JP 14314683 A JP14314683 A JP 14314683A JP S6033890 A JPS6033890 A JP S6033890A
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- Japan
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- laser beam
- laser
- heating
- metal
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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
- B23K26/60—Preliminary treatment
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
木兄明社金属のレーザ加工に関するものである。
（従来技術）
現在レーザ発振装置は開発過程にあシ、金Ｍ４加コスト
が高価であり、かつ出力が２０ｍ以下と比較的小さいた
め、小物でかつ他の代替が高価な精密加工や難加工材に
応用が駆足されている。また加熱および冷却速度が他の
方法に比較して著るしく速いため熱亀裂を生じやすく、
その改良技術が期待されている。
が高価であり、かつ出力が２０ｍ以下と比較的小さいた
め、小物でかつ他の代替が高価な精密加工や難加工材に
応用が駆足されている。また加熱および冷却速度が他の
方法に比較して著るしく速いため熱亀裂を生じやすく、
その改良技術が期待されている。
（発明の目的）
本発明はすでに実用化域に達した２０１Ｘ級以下のレー
ザ発振器を切断、溶接、熱処理、表層溶融処理、表層合
金化処理などの加工機として床机な用途に実用化するこ
と、とりわけ熱亀裂や品質劣化を生じさせずに高速で加
工する方法を提供することを目的とする、 （発明の構成） 本発明はつぎのように４ｇ成される５一本発明は下記の
刈りである。
ザ発振器を切断、溶接、熱処理、表層溶融処理、表層合
金化処理などの加工機として床机な用途に実用化するこ
と、とりわけ熱亀裂や品質劣化を生じさせずに高速で加
工する方法を提供することを目的とする、 （発明の構成） 本発明はつぎのように４ｇ成される５一本発明は下記の
刈りである。
（１） レーザビーム集光器と第２の熱源を併設し、第
２の熱源によシ加熱した直後にレーザビームにより加工
することを特徴とするレーザを用いた金属加工法。
２の熱源によシ加熱した直後にレーザビームにより加工
することを特徴とするレーザを用いた金属加工法。
（２） レーザビーム集光器と第２の熱源を併設し、第
３の熱源によシ予熱した材料を用い第２の熱源によシカ
Ｕ熱した直後にレーザビ−ムによシ加工することを特徴
とするレーザを用いた金属加工法。
３の熱源によシ予熱した材料を用い第２の熱源によシカ
Ｕ熱した直後にレーザビ−ムによシ加工することを特徴
とするレーザを用いた金属加工法。
（３） レーザビーム集光器と第２の熱源を併設し、第
２の熱源によシ加熱した直後にレーザビームによシ加工
し、続けて第２の熱源によ多加熱し冷却速度を遅らせる
ことを特徴とするレーザを用いた金属加工法。
２の熱源によシ加熱した直後にレーザビームによシ加工
し、続けて第２の熱源によ多加熱し冷却速度を遅らせる
ことを特徴とするレーザを用いた金属加工法。
（４） レーザビーム集光器と第２の熱源を併設し、第
３の熱源により予熱した材料を用い第２の熱源によシ加
熱した直後にレーザビ−ムによシ加工し、続けて第２の
熱源により加熱し冷却速度を遅らせ、続けて第３の熱源
により加熱することを特徴とするレーザを用いた金属加
工法。
３の熱源により予熱した材料を用い第２の熱源によシ加
熱した直後にレーザビ−ムによシ加工し、続けて第２の
熱源により加熱し冷却速度を遅らせ、続けて第３の熱源
により加熱することを特徴とするレーザを用いた金属加
工法。
（５）第２の熱源が誘導加熱である特許請求の範囲第１
ｆｊＬ、第２項、第３項または第４項記載のレーザを用
いた金材加工法。
ｆｊＬ、第２項、第３項または第４項記載のレーザを用
いた金材加工法。
（６）第２の熱源が燃焼ガスでおシ、その流れの方向が
レーザビーム集光点よｐ離れる方向である特許請求の範
囲第１項、第２項、第３項または第４項記載のレーザを
用いた金属加工法。
レーザビーム集光点よｐ離れる方向である特許請求の範
囲第１項、第２項、第３項または第４項記載のレーザを
用いた金属加工法。
（７） 不活性ガスがレーザビーム集光点をおおい、紀
２の熱源に向って流れる特許請求の範囲第６項す己載の
１ノ−ザを用いた金属カロエ法である。
２の熱源に向って流れる特許請求の範囲第６項す己載の
１ノ−ザを用いた金属カロエ法である。
本発明はレーザビームでなければ得られない加工特性と
、他の熱源によって代替できる刀■工特性を分離し、レ
ーザビームと異なる第２の熱源で最大限にエネル、ギを
分担することによシレーザ出力の２倍以上の能力で加工
し、しかも品質を良（するものである。
、他の熱源によって代替できる刀■工特性を分離し、レ
ーザビームと異なる第２の熱源で最大限にエネル、ギを
分担することによシレーザ出力の２倍以上の能力で加工
し、しかも品質を良（するものである。
不発明灯Ｍ１図ないし第４図に示すようにレーザビーム
集光器１と所定の間隔會保つ第２の熱源２、によって被
加工材を予熱する。被加工材は矢印３の方向に進み、続
いてレーザビーｊｉ ４によシ加熱され、所定の加工、
例えば溶接、切断、穿孔、熱処理、表面溶融処理、表面
溶融合金化処理を受ける。このとぎの被加工物の温度は
第５図に示すように第２の熱源２によってＩｌｌ 、か
らＴ１まで予熱し、５−ｙｉ＆し−４１１＋−’−）、
ｆ’ｉ’−−ｈ−？す′ガｎ１ｍＩＴＦｔ’Ｈθ）力ｎ
７６行なう。従来法ではレーザビームによってＴｏから
一挙に′Ｉ゛、ミで加熱しなければならないが、本発明
法では予熱後に低下した温度ＴＩから’ｉ’、−４で加
熱すれば良（、本発明によってレーザビームの出力を小
さくするかまたは加工速度を大きくできる。−ましでい
るため冷却速度は従来法に対して小さくなる。本発明で
は第１図ないし第４図に示すようにし〜ザビーム集光器
１のあとに落２の熱源２′を配設することによって被加
工物の冷却速度を遅くし、熱亀裂を防止し、必要に応じ
て硬度調整などの熱処理を行なうことができる。このと
きの被加工物の温度は第６図に示すように第２の熱源に
よってｌ１ｌｏからＴ、まで予熱し、その後レーザビー
ムでＩｌｌ、まで加熱し所定の加工を行なう。さらにそ
の直後に第２の熱源２′によＶｆ＜まで後熱する。この
ような加工の隣接する位置で順次くシ返し行なわれる場
合、特に第２図および第４図のように回転体を回転軸方
向に送υながら加工する場合にｅよ第２の熱源２と２′
は一体化できる。第２の熱源としては特に限定されるも
のではないが、例えば第１図および第２図に示すような
誘導加熱は取扱いと制御が容易であるし、第３図および
第４図に示すような安価な燃焼ガス加熱も、遮蔽板５．
５′を設けることによってレーザビームのプラズマに外
乱を与えずに用いることかできる、 本発明においてＶＪ、第３の熱源によって予熱した被加
工物をレーザ加工機に取付け、レーザビーム集光器と併
設したＭ４２の熱源によル予熱温度を適中させながらレ
ーザビームによシ刀ロエすること、さらにその直後に第
２の熱源によシ加熱し、冷却速度を遅らせ、熱亀裂の発
生を防止したのち、再び第３の熱源によシ所定の熱処理
を行なうことができる。こうすることによって大型のり
加工物を熱亀裂を生じさせずにｉ間遠で加工することが
可能となる。
集光器１と所定の間隔會保つ第２の熱源２、によって被
加工材を予熱する。被加工材は矢印３の方向に進み、続
いてレーザビーｊｉ ４によシ加熱され、所定の加工、
例えば溶接、切断、穿孔、熱処理、表面溶融処理、表面
溶融合金化処理を受ける。このとぎの被加工物の温度は
第５図に示すように第２の熱源２によってＩｌｌ 、か
らＴ１まで予熱し、５−ｙｉ＆し−４１１＋−’−）、
ｆ’ｉ’−−ｈ−？す′ガｎ１ｍＩＴＦｔ’Ｈθ）力ｎ
７６行なう。従来法ではレーザビームによってＴｏから
一挙に′Ｉ゛、ミで加熱しなければならないが、本発明
法では予熱後に低下した温度ＴＩから’ｉ’、−４で加
熱すれば良（、本発明によってレーザビームの出力を小
さくするかまたは加工速度を大きくできる。−ましでい
るため冷却速度は従来法に対して小さくなる。本発明で
は第１図ないし第４図に示すようにし〜ザビーム集光器
１のあとに落２の熱源２′を配設することによって被加
工物の冷却速度を遅くし、熱亀裂を防止し、必要に応じ
て硬度調整などの熱処理を行なうことができる。このと
きの被加工物の温度は第６図に示すように第２の熱源に
よってｌ１ｌｏからＴ、まで予熱し、その後レーザビー
ムでＩｌｌ、まで加熱し所定の加工を行なう。さらにそ
の直後に第２の熱源２′によＶｆ＜まで後熱する。この
ような加工の隣接する位置で順次くシ返し行なわれる場
合、特に第２図および第４図のように回転体を回転軸方
向に送υながら加工する場合にｅよ第２の熱源２と２′
は一体化できる。第２の熱源としては特に限定されるも
のではないが、例えば第１図および第２図に示すような
誘導加熱は取扱いと制御が容易であるし、第３図および
第４図に示すような安価な燃焼ガス加熱も、遮蔽板５．
５′を設けることによってレーザビームのプラズマに外
乱を与えずに用いることかできる、 本発明においてＶＪ、第３の熱源によって予熱した被加
工物をレーザ加工機に取付け、レーザビーム集光器と併
設したＭ４２の熱源によル予熱温度を適中させながらレ
ーザビームによシ刀ロエすること、さらにその直後に第
２の熱源によシ加熱し、冷却速度を遅らせ、熱亀裂の発
生を防止したのち、再び第３の熱源によシ所定の熱処理
を行なうことができる。こうすることによって大型のり
加工物を熱亀裂を生じさせずにｉ間遠で加工することが
可能となる。
レーザビームのエネルギは被加工物表面直上に発生する
プラズマによって被加工物に吸収される鼠か変動する。
プラズマによって被加工物に吸収される鼠か変動する。
丑たレーザビームによシ彼カｌ工物を溶融する場合には
被加工物の酸化が名、速に進む。
被加工物の酸化が名、速に進む。
これらを改善するにはレーザビーム焦光点をアルゴンや
ヘリウムなどの不活性ガスで覆い、該ガスがＭ２の熱源
に向って流れることが望ましい。
ヘリウムなどの不活性ガスで覆い、該ガスがＭ２の熱源
に向って流れることが望ましい。
表 １
表 ２
（実施例）
表１にｆＡ断加工の場合について従来法と本発明法を対
比して示す。切断法は第３図に示すとおシである。被切
断材材質はＣｒ ５．１５ ％ 、 Ｍｏ ０．９８％
、 Ｖｏ、４７９＆ 、 ＣＯ，４１％Ｔｈｆｔｒ工
具鋼テ必ッて、［２アセチレンガスでは切断不可能であ
る。
比して示す。切断法は第３図に示すとおシである。被切
断材材質はＣｒ ５．１５ ％ 、 Ｍｏ ０．９８％
、 Ｖｏ、４７９＆ 、 ＣＯ，４１％Ｔｈｆｔｒ工
具鋼テ必ッて、［２アセチレンガスでは切断不可能であ
る。
レーザ出力をＢ ＫＷとしｆｃ場合に最大切断速度をめ
ると、従来法では２５０１１１／Ｓでおるのに対し、本
発明法は２倍以上の５５ ｗ／ ｓまたは７０ ａｍ／
ｓと２倍以上の速度に改善されている。さらに従来法
では切断面に粒界割れが多発するのに対し、本発明法１
では第２の熱源による予熱によって粒界割れは散発して
にいるが、程度は着るしく改宿されている。本発明法２
では酸素アセチレンガスで表面最関温度を８００℃に絞
熱することによって粒界割れを防止しておシ、本発明法
３ではさらに第３の熱源によってｂｏｏ℃に炉加熱して
おくことンこよって切断速度を７０ｔｎシＳに上昇して
いる。
ると、従来法では２５０１１１／Ｓでおるのに対し、本
発明法は２倍以上の５５ ｗ／ ｓまたは７０ ａｍ／
ｓと２倍以上の速度に改善されている。さらに従来法
では切断面に粒界割れが多発するのに対し、本発明法１
では第２の熱源による予熱によって粒界割れは散発して
にいるが、程度は着るしく改宿されている。本発明法２
では酸素アセチレンガスで表面最関温度を８００℃に絞
熱することによって粒界割れを防止しておシ、本発明法
３ではさらに第３の熱源によってｂｏｏ℃に炉加熱して
おくことンこよって切断速度を７０ｔｎシＳに上昇して
いる。
表２に表面溶融加工の場合について従来法と本の熱源２
′をとシ除いた場合である。被加工材材質はＯｒ １７
．４％、 Ｗ １．７８％、 Ｃｒ Ｑ、９２ Ｚ 、
Ｃ１，７４チを含む工具鋼であって熱亀裂を生じゃす
い鋼種である。熱亀裂は鋳造時に結晶粒界に析出したク
ロムカーバイド内を走るので、表層溶融処理によって５
０〜１００μ程腿の結晶粒を５μ程度に微細化させ、ク
ロームカーバイドを微小に分散させることによって熱亀
裂を防止できるのであるが、この表層溶融処理中の急熱
急冷によって熱亀裂を発生しやすい。従来法では取置の
割れが多発し、この加工の目的を果すことはできないが
、氷見（す］】ではν５４図の第２の熱源２によシフ０
０℃に予熱し、破加工物を回転し、同熱源で同温度に後
熱することによって熱亀裂の発生を防止し、加工速ｌｉ
〔全従来の４０ ＋ｎｒｎ／Ｓから７０ ｍ／Ｓまで大
ぎ（向上することかできる。さらに本発明２では第３の
熱源によって６００℃に炉加熱を行ない、ただちにレー
ザビームを行なうことによって常時安定的に熱亀裂を防
止し、加工速度を９０ ＩｕＩ７８に上昇することがで
き、レーザ加工後ただちに同炉で仕上熱り＆理を行なう
ことによって置き割れの心配がなく、硬度１１整まで一
挙に行なうことかで針る。
′をとシ除いた場合である。被加工材材質はＯｒ １７
．４％、 Ｗ １．７８％、 Ｃｒ Ｑ、９２ Ｚ 、
Ｃ１，７４チを含む工具鋼であって熱亀裂を生じゃす
い鋼種である。熱亀裂は鋳造時に結晶粒界に析出したク
ロムカーバイド内を走るので、表層溶融処理によって５
０〜１００μ程腿の結晶粒を５μ程度に微細化させ、ク
ロームカーバイドを微小に分散させることによって熱亀
裂を防止できるのであるが、この表層溶融処理中の急熱
急冷によって熱亀裂を発生しやすい。従来法では取置の
割れが多発し、この加工の目的を果すことはできないが
、氷見（す］】ではν５４図の第２の熱源２によシフ０
０℃に予熱し、破加工物を回転し、同熱源で同温度に後
熱することによって熱亀裂の発生を防止し、加工速ｌｉ
〔全従来の４０ ＋ｎｒｎ／Ｓから７０ ｍ／Ｓまで大
ぎ（向上することかできる。さらに本発明２では第３の
熱源によって６００℃に炉加熱を行ない、ただちにレー
ザビームを行なうことによって常時安定的に熱亀裂を防
止し、加工速度を９０ ＩｕＩ７８に上昇することがで
き、レーザ加工後ただちに同炉で仕上熱り＆理を行なう
ことによって置き割れの心配がなく、硬度１１整まで一
挙に行なうことかで針る。
（発明の効果）
以上述べたように本発明はレーザの加工能力を最大限に
引き出し−その優れｆＣ特性を床机な用途に実用化する
ものでめシ、産業の発展に寄与するものでおる。
引き出し−その優れｆＣ特性を床机な用途に実用化する
ものでめシ、産業の発展に寄与するものでおる。
蕗１図ないし第４図は本発明加工法の説明図、紀５図お
よび第６図は時間と温度の関係を従来法と氷見８Ａを対
比して示した図面である。 １はレーザビーム集光器、２．２′は第２の熱源、３は
被加工材進行方向、４はレーザビーム、５゜５′は遮蔽
板、１ 太ｊ昌 大６圀
よび第６図は時間と温度の関係を従来法と氷見８Ａを対
比して示した図面である。 １はレーザビーム集光器、２．２′は第２の熱源、３は
被加工材進行方向、４はレーザビーム、５゜５′は遮蔽
板、１ 太ｊ昌 大６圀
Claims (7)
- （１） レーザビーム集光器と第２の熱源を併設し、第
２の熱源により加熱した直後にレーザビームによシ加工
することを特徴とするレーザを用いた金属加工法。 - （２） レーザビーム集光器と第２の熱源を併設し、第
３の熱源によシ予熱した材料を用いＭ２の熱源によル加
熱した直後にレーザビームによシ加工することを特徴と
するレーザを用いた金属加工法。 - （３） レーザビーム集光器と第２の熱源を併設し、第
２の熱源によシ加熱した直後にレーザビームにより加工
し、続けて第２の熱源によシ加熱し冷却速度を遅らせる
ことを特徴とするレーザを用いた金属加工法。 - （４） Ｉ／−ザビーム集光器と第２の熱源を併設し、
源によシ加熱した直後にレーザビームにより加工し、続
けて第２の熱源によ）加熱し冷却速度を遅らせ、続けて
第３の熱源によシ加熱することを特徴とするレーザを用
いた金属加工法。 - （５）第２の熱源が銹導加熱でおる特許請求の範囲Ｍ１
項、第２項、第３項また扛第４項記載のレーザを用いた
金属加工法− - （６）第２の熱源が燃続ガスでらル、その流れの方向が
レーザビーム集光点より離れる方向である特許請求の範
囲第１項、第２項、第３項または第４項ｇｈ載のレーザ
を用いた金属加工法。 - （７）不活性ガスかレーザビーム集光点をおおい、棺２
の熱源に向って流れる特許請求の範囲第６項記載のレー
ザを用いた金属カロエ法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58143146A JPS6033890A (ja) | 1983-08-06 | 1983-08-06 | レ−ザを用いた金属加工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58143146A JPS6033890A (ja) | 1983-08-06 | 1983-08-06 | レ−ザを用いた金属加工法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6033890A true JPS6033890A (ja) | 1985-02-21 |
Family
ID=15331996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58143146A Pending JPS6033890A (ja) | 1983-08-06 | 1983-08-06 | レ−ザを用いた金属加工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6033890A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999025035A1 (en) * | 1997-11-07 | 1999-05-20 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Method of manufacturing enclosed battery and enclosed battery |
| JP2014161858A (ja) * | 2013-02-22 | 2014-09-08 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 硬化肉盛溶接装置及び方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3604890A (en) * | 1969-10-15 | 1971-09-14 | Boeing Co | Multibeam laser-jet cutting apparatus |
| JPS5454932A (en) * | 1977-10-07 | 1979-05-01 | Agency Of Ind Science & Technol | Combination welding of tig and laser |
| JPS575635A (en) * | 1980-06-13 | 1982-01-12 | Eisai Co Ltd | Production of breads |
-
1983
- 1983-08-06 JP JP58143146A patent/JPS6033890A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3604890A (en) * | 1969-10-15 | 1971-09-14 | Boeing Co | Multibeam laser-jet cutting apparatus |
| JPS5454932A (en) * | 1977-10-07 | 1979-05-01 | Agency Of Ind Science & Technol | Combination welding of tig and laser |
| JPS575635A (en) * | 1980-06-13 | 1982-01-12 | Eisai Co Ltd | Production of breads |
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|---|---|---|---|---|
| WO1999025035A1 (en) * | 1997-11-07 | 1999-05-20 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Method of manufacturing enclosed battery and enclosed battery |
| US6573001B1 (en) | 1997-11-07 | 2003-06-03 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Method of manufacturing enclosed battery and enclosed battery |
| US6843811B2 (en) | 1997-11-07 | 2005-01-18 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Method of manufacturing sealed battery and sealed battery |
| JP2014161858A (ja) * | 2013-02-22 | 2014-09-08 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 硬化肉盛溶接装置及び方法 |
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