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KR101643925B1 - A laser heat treatment method of steel sheets - Google Patents

A laser heat treatment method of steel sheets Download PDF

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KR101643925B1
KR101643925B1 KR1020140093292A KR20140093292A KR101643925B1 KR 101643925 B1 KR101643925 B1 KR 101643925B1 KR 1020140093292 A KR1020140093292 A KR 1020140093292A KR 20140093292 A KR20140093292 A KR 20140093292A KR 101643925 B1 KR101643925 B1 KR 101643925B1
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laser
heat
metal
thin
heat sink
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KR1020140093292A
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Inventor
기형선
소상우
김산서
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울산과학기술원
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Publication date
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Abstract

본 발명은, 적정한 재질의 히트싱크를 이용하여 박판 금속의 방열특성을 증가시킴으로써 박판 금속의 열변형을 최소화하는 박판 금속 레이저 열처리공방법을 제공하기 위한 것으로, 히트싱크의 상면에 박판 금속을 고정시키는 단계; 상기 히트싱크의 재질 및 박판 금속의 재질에 기초하여 흡수레이저강도 및 레이저 조사 시간을 결정하는 단계; 상기 박판 금속에 레이저를 조사하는 단계를 포함하는 박판 금속 레이저 열처리 방법을 제공한다.The present invention provides a thin metal laser heat treatment method for minimizing thermal deformation of a thin metal sheet by increasing the heat radiation characteristics of the thin metal sheet using a heat sink of a proper material, step; Determining an absorption laser intensity and a laser irradiation time based on the material of the heat sink and the material of the thin plate metal; And a step of irradiating a laser beam onto the thin metal plate.

Description

박판 금속 레이저 열처리 방법 {A LASER HEAT TREATMENT METHOD OF STEEL SHEETS}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a heat treatment method for a thin metal laser,

본 발명은, 박판 금속의 표면을 레이저를 이용하여 열처리하는 경우 발생하는 열변형을 저감하는 박판 금속 레이저 열처리 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는, 박판 금속을 열처리하는 경우 다양한 재질의 히트싱크를 이용하여 열처리함으로써 열처리 공정 시 발생하는 박판 금속의 열변형을 감소시키는 박판 금속 레이저 열처리 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a thin metal laser heat treatment method for reducing thermal deformation that occurs when a surface of a thin metal plate is subjected to a heat treatment using a laser, and more particularly, to a thin metal laser heat treatment method using a heat sink of various materials To reduce the thermal deformation of the sheet metal caused by the heat treatment process.

대한민국 특허공개공보 10-2011-0062325를 참조하면, 금속 표면의 열처리는 경도 및 강도를 향상시키기 위한 목적으로 이루어지고 있고, 이러한 열처리는 다양한 방식으로 이루어지고 있는데, 특히 표면의 국부 열처리나 정밀한 표면 열처리를 위해서 레이저를 이용하는 방법이 제공되고 있다. Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2011-0062325 discloses that heat treatment of a metal surface is carried out for the purpose of improving hardness and strength. Such a heat treatment is performed in various ways. Particularly, a surface heat treatment A method using a laser is provided.

레이저를 이용한 열처리 방법은 금속의 표면에 고출력 레이저를 조사하여 재료가 가지는 변태점 이상으로 급격한 온도 상승을 유발시키고, 자기 냉각효과를 통해 급격히 냉각시켜 이루어진다. The heat treatment method using a laser is performed by irradiating a high power laser to the surface of a metal to cause a rapid temperature rise above the transformation point of the material and rapidly cooling through a self cooling effect.

이와 같은 레이저를 이용한 열처리 방법은, 자기 냉각효과를 이용하여 급속히 냉각을 수행하므로, 소정 이상의 방열특성을 가지는 두꺼운 스틸 플레이트만을 열처리 할 수 있을 뿐, 방열특성이 낮은 3 mm 이하의 박판 금속은 일반적으로 열처리가 어렵다는 문제점을 가진다. 또한 종래의 열처리 방법은 열처리 공정 중에 박판 금속에 발생하는 열변형으로 인하여 불량이 발생할 수 있다는 문제점도 가진다. Such a laser-based heat treatment method performs rapid cooling using a self-cooling effect, so that only a thick steel plate having a predetermined heat radiation characteristic can be heat-treated, and a thin plate metal having a heat dissipation characteristic of 3 mm or less is generally used There is a problem that heat treatment is difficult. In addition, the conventional heat treatment method also has a problem that defects may occur due to thermal deformation occurring in the thin plate metal during the heat treatment process.

본 발명은 상술한 종래의 박판 금속의 레이저 열처리 방법에서 발생하는 열변형에 의한 불량의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 적정한 재질의 히트싱크를 이용하여 박판 금속의 방열특성을 증가시킴으로써 박판 금속의 열변형을 최소화하는 박판 금속 레이저 열처리 방법을 제공하기 위한 것이다.
The present invention is to solve the problem of defects caused by thermal deformation occurring in the above-described conventional laser annealing method for a thin metal sheet. By increasing the heat dissipation property of a thin metal sheet by using a suitable heat sink, To thereby provide a thin metal laser heat treatment method.

본 발명은, 히트싱크의 상면에 3㎜이하의 박판 금속을 고정시키는 단계; 상기 히트싱크의 재질 및 박판 금속의 재질에 기초하여 상기 박판소재의 단위면적당 흡수되는 레이저의 출력인 흡수레이저강도 및, 레이저가 진행하는 방향의 빔의 크기를 빔의 진행속도로 나누어 산출되는 인터렉션 시간을 결정하는 단계; 상기 박판 금속에 레이저를 조사하는 단계를 포함하고, 상기 레이저를 조사하는 단계에서 상기 박판 금속의 열변형방향이 전환된 후, 열변형각도가 기준각도 이상인 경우, 상기 빔의 크기 및 빔의 진행속도를 조절하여 상기 흡수레이저강도 또는 인터렉션시간을 조절하는 박판 금속 레이저 열처리 방법을 제공한다.According to the present invention, there is provided a method of manufacturing a heat sink, comprising: fixing a thin metal plate of 3 mm or less on an upper surface of a heat sink; An absorption laser intensity, which is an output of a laser absorbed per unit area of the thin plate material, and an interaction time calculated by dividing a beam size in a direction in which the laser advances by the advancing speed of the beam, based on the material of the heat sink and the thin metal sheet ; And irradiating a laser beam onto the thin metal layer, wherein, after the thermal deformation direction of the thin metal layer is changed in the step of irradiating the laser beam, when the thermal deformation angle is not less than the reference angle, To adjust the absorption laser intensity or the interaction time.

상기 히트싱크는, 스틸, 스테인레스 스틸 및 구리 중 어느 하나의 재질로 이루어지고, 상기 박판금속의 열변형각도가 기준각도 이상인 경우, 레이저 조사방향으로 박판금속이 변형하는 경우 상기 흡수레이저강도를 증가시키고, 상기 박판 금속의 열변형각도가 기준각도 이상이며, 레이저 조사방향의 반대방향으로 박판금속이 변형하는 경우 상기 흡수레이저강도를 감소시킬 수 있다.
Wherein the heat sink is made of any one material selected from among steel, stainless steel and copper, and when the thin plate metal is deformed in the laser irradiation direction when the thermal deformation angle of the thin plate metal is not less than a reference angle, , The absorption laser intensity can be reduced when the thin plate metal is deformed in a direction opposite to the laser irradiation direction and the thermal deformation angle of the thin metal plate is not less than the reference angle.

본 발명에 의한 레이저 열처리 방법에 따르면, 히트싱크를 이용하여 박판 금속의 열을 외부로 신속히 배출함으로써 박판 금속을 레이저 열처리하는 동안 발생하는 열변형을 최소화할 수 있다는 장점을 가진다. According to the laser heat treatment method of the present invention, the heat of the thin plate metal is quickly discharged to the outside by using the heat sink, thereby minimizing thermal deformation during laser heat treatment of the thin plate metal.

또한, 흡수레이저강도 및 인터렉션시간을 조절하여 열처리 공정 시 발생하는 열변형을 더욱 더 저감시킬 수 있다.
Further, the absorption laser intensity and the interaction time can be adjusted to further reduce the thermal deformation that occurs during the heat treatment process.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 열처리 방법을 수행하는 열처리장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 열처리 방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 열처리 방법의 대상물인 박판 금속의 사시도이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 열처리 방법에 의하여 보론강 재질의 박판 금속을 열처리 한 경우, 각 히트싱크에 대한 열 변형정도를 흡수레이저강도(absorbed laser intensity)와 인터렉션시간(interaction time)을 사용하여 도시한 그래프이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 열처리 방법에 의하여 DP590 강의 박판 금속을 열처리 한 경우, 각 히트싱크에 대한 열 변형정도를 흡수레이저강도와 인터렉션시간을 사용하여 도시한 그래프이다.
1 is a perspective view of a heat treatment apparatus for performing a laser heat treatment method according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart of a laser annealing method according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view of a sheet metal as an object of a laser annealing method according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 4A to 4D are diagrams illustrating thermal deformation of each heat sink when the thin plate metal of the boron steel is heat-treated by the laser heat treatment method according to an embodiment of the present invention, (interaction time).
FIGS. 5A to 5D are graphs showing heat deformation degree of each heat sink when the thin plate metal of the DP590 steel is heat-treated by the laser heat treatment method according to an embodiment of the present invention, using the absorption laser intensity and the interaction time .

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately The present invention should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 열처리 장치(100)는, 레이저 조사기(110), 히트싱크(120), 지지프레임(130) 및 고정기구(140)로 이루어진다. Referring to FIG. 1, a laser annealing apparatus 100 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a laser irradiator 110, a heat sink 120, a support frame 130, and a fixing mechanism 140.

상기 레이저 조사기(110)는 레이저를 발생시켜 박판 금속에 레이저를 조사한다. 상기 레이저 조사기(110)는, 3kW 다이오드 레이저를 사용하는 것으로, 상기 박판 금속은 2 mm 이하의 금속판으로 이루어진다. The laser irradiator 110 generates a laser to irradiate a thin metal plate with a laser. The laser irradiator 110 uses a 3 kW diode laser, and the thin metal plate is made of a metal plate of 2 mm or less.

상기 히트싱크(120)는 평판 형상으로 이루어지며, 열전도도가 높은 스테인레스 스틸, 스틸 또는 구리 등과 같은 금속으로 이루어져, 상기 레이저조사기(110)에서 발생된 레이저에 의하여 상기 박판 금속에서 발생하는 열을 전달받아 외부로 배출한다. 본 실시예에서는 히트싱크로서 스테인레스 스틸, 스틸 또는 구리의 금속을 이용하는 것으로 설명되고 있으나, 박판 금속의 열을 전달받아 외부로 배출할 수 있다면 알루미늄과 같은 다른 물질도 사용될 수 있음은 물론이다. The heat sink 120 has a flat plate shape and is made of a metal such as stainless steel, steel or copper having a high thermal conductivity, and transmits heat generated in the thin metal plate by the laser generated in the laser irradiation unit 110 And discharges it to the outside. In the present embodiment, stainless steel, steel or copper metal is used as the heat sink. However, other materials such as aluminum may be used as long as the heat of the sheet metal can be transferred to the outside.

그리고 상기 지지프레임(130)은, 중앙에 상기 히트싱크(120)가 안착되는 안착홈이 형성되며, 상기 히트싱크(120)의 양측 상면에 상기 히트싱크(120)를 고정시키는 고정기구(140)를 구비한다. The support frame 130 is formed with a seating groove in which the heat sink 120 is seated in the center and a fixing mechanism 140 for fixing the heat sink 120 to upper surfaces of both sides of the heat sink 120, Respectively.

상기 히트싱크(120)를 고정시키는 상기 고정기구(140)는, 수직프레임(141) 및 고정부재(145)로 이루어진다. 상기 수직프레임(141)은 하단이 상기 지지프레임(130)의 상면과 고정볼트에 의하여 고정되며, 직립하여 형성된다. The fixing mechanism 140 for fixing the heat sink 120 includes a vertical frame 141 and a fixing member 145. The lower end of the vertical frame 141 is fixed by an upper surface of the support frame 130 and a fixing bolt, and is formed upright.

상기 수직프레임(141)의 상단에는 상기 고정부재(145)가 회전가능하게 결합된다. The fixing member 145 is rotatably coupled to an upper end of the vertical frame 141.

상기 고정부재(145)는 회동바(146) 및 누름편(147)으로 이루어진다. 상기 회동바(146)는 일단이 상기 수직프레임(141)의 상단과 힌지로 회전가능하게 결합된다. 그리고 상기 회동바(146)의 타단에는 누름편(147)이 형성된다. The fixing member 145 is composed of a rotation bar 146 and a pressing piece 147. One end of the pivot bar 146 is rotatably coupled to the upper end of the vertical frame 141 by a hinge. A pushing piece 147 is formed at the other end of the pivoting bar 146.

상기 누름편(147)은, 상기 회동바의 회전에 따라 상하로 이동하며 상기 히트싱크를 선택적으로 고정한다. The pushing piece 147 moves up and down according to the rotation of the pivot bar to selectively fix the heat sink.

본 실시예에서는 상기 회동바 및 누름편을 이용하여 히트싱크 상면에 박판금속을 고정시키는 구성을 설명하고 있으나, 이에 한정되지 아니하고 박판 금속을 고정시킬 수 있는 통상의 구조이면 다른 구조도 본 발명에 적용이 가능함은 물론이다. 예를 들어, 자동차 차체 부품과 같이 포밍공정으로 성형된 박판 철판을 열처리하는 경우 박판 부품의 형상에 맞도록 히트싱크를 제작한 후 위에서 눌러서 밀착 고정시킨 후 열처리공정을 수행할 수 있다. In the present embodiment, the thin plate metal is fixed on the top surface of the heat sink by using the pivot bar and the pressing piece. However, the present invention is not limited thereto and other structures may be applied to the present invention Of course, this is possible. For example, when a thin plate steel plate formed by a forming process such as an automobile body part is heat-treated, a heat sink may be manufactured to fit the shape of the thin plate component, and then the heat sink may be pressed after pressing and fixing.

도 2를 참조하면, 이와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 열처리 방법은, 박판 금속을 고정시키는 단계(S100), 흡수레이저강도 및 인터렉션시간을 결정하는 단계(S200) 및 레이저를 조사하는 단계(S300)로 이루어진다. Referring to FIG. 2, the laser annealing method according to one embodiment of the present invention includes a step (S100) of fixing a thin metal sheet, a step S200 of determining an absorption laser intensity and an interaction time, (S300).

상기 히트싱크(120)의 상면에 박판 금속(105)을 고정시키되, 상기 히트싱크의 상면과 상기 박판 금속의 하면은 밀접하게 배치되어 서로 열전달이 원활하게 될 수 있도록 한다.(S100)The upper surface of the heat sink and the lower surface of the thin plate metal are closely arranged to allow heat transfer to be smoothly performed between the upper surface of the heat sink and the upper surface of the heat sink 120. [

상기 히트싱크(120)의 상면에 상기 박판 금속(105)이 고정되면, 상기 히트싱크의 재질 및 박판 금속의 재질에 기초하여 흡수레이저강도 및 인터렉션시간을 결정한다. 여기서 흡수레이저강도란 소재의 단위면적당 흡수된 레이저의 출력(power)을 의미하고 W/cm2의 단위를 가지며, 인터렉션시간이란 레이저가 진행하는 방향의 빔의 크기를 빔의 진행속도로 나눈 값을 의미하고 second의 단위를 가진다. 레이저 빔의 크기가 정해지면 상기 흡수레이저강도와 상기 인터렉션시간으로부터 공정수행을 위한 레이저의 출력과 이송속도를 얻어낼 수 있다.(S200)When the thin metal plate 105 is fixed on the top surface of the heat sink 120, the absorption laser intensity and the interaction time are determined based on the material of the heat sink and the material of the thin metal plate. Here, the absorption laser intensity means the power of the absorbed laser per unit area of the material and has a unit of W / cm 2 , and the interaction time is a value obtained by dividing the beam size in the direction in which the laser advances by the progress speed of the beam Meaning and has a unit of second. When the size of the laser beam is determined, the laser output and the feed rate for performing the process can be obtained from the absorption laser intensity and the interaction time (S200).

도 3을 참조하면, 박판 금속에 상측에서 레이저를 조사하면, 도 3과 같이 박판 금속이 열 변형을 일으키게 된다. 도 3과 같은 형태와 같이 레이저를 조사하는 방향을 향하여 변형이 될 수도 있고, 이와 반대로 레이저를 조사하는 방향의 반대 방향으로 변형이 될 수도 있다. 도 3과 같이 레이저조사방향으로 (위쪽으로) 변형이 되는 경우의 열변형각을 (+)로 하고, 반대로 레이저를 조사한 방향의 반대방향으로 (아래쪽으로) 변형이 되는 경우의 열변형각을 (-)로 하기로 한다. 상기 열변형각은 레이저 조사위치를 기준으로 양측의 박판금속이 변형하는 경우 양측의 박판금속이 이루는 각도를 의미하는 것이다.Referring to FIG. 3, when a laser beam is irradiated on the upper side of the thin metal plate, the thin metal plate is thermally deformed as shown in FIG. It may be deformed toward the laser irradiation direction as shown in FIG. 3, or may be deformed in the direction opposite to the laser irradiation direction. (-) when the laser beam is deformed in the laser irradiation direction (upward) as shown in FIG. 3, and when the laser beam is deformed in the opposite direction (downward) . The heat deformation angle refers to the angle formed by the thin metal plate on both sides when the thin metal plate on both sides is deformed based on the laser irradiation position.

도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 열처리 방법에 의하여 보론강 재질의 박판 금속을 열처리 한 경우, 각 히트싱크에 대한 열 변형정도를 흡수레이저강도(absorbed laser intensity)와 인터렉션시간(interaction time)을 사용하여 도시한 그래프이고, 도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 열처리 방법에 의하여 DP590 강의 박판 금속을 열처리 한 경우, 각 히트싱크에 대한 열 변형정도를 흡수레이저강도와 인터렉션시간을 사용하여 도시한 그래프이다. FIGS. 4A to 4D are diagrams illustrating thermal deformation of each heat sink when the thin plate metal of the boron steel is heat-treated by the laser heat treatment method according to an embodiment of the present invention, FIGS. 5A to 5D are graphs showing the relationship between the thermal deformation of each heat sink and the thermal deformation of each heat sink when the thin plate metal of the DP590 steel is heat-treated by the laser heat treatment method according to an embodiment of the present invention. Using graphs of laser intensity and interaction time.

도 4a 내지 도 5d를 참조하면, 적색 컬러는 (+) 변형각을 나타내고, 청색은 (-)변형각을 나타낸다.4A to 5D, the red color represents a (+) deformation angle, and the blue color represents a (-) deformation angle.

히트 싱크를 구비하지 아니하는 도 4a 및 도 5a를 참조하면, 박판 금속에 레이저를 조사하는 경우 전체적으로 (+)의 변형이 일어나고 있음을 알 수 있다. 이에 반하여, 도 4b 내지 도 4d와 같이 스테인레스, 스틸 및 구리를 재질로 한 히트싱크를 이용하여 박판 금속을 열처리하는 경우에는 히트싱크를 이용하지 않는 경우의 열변형각에 비하여 열변형각이 확연히 감소하고, 또한 상기 열변형각은 흡수레이저 강도가 증가함에 따라 점차적으로 감소하다가 (+)열변형각에서 (-)열변형각으로 변화한다. 즉, 박판금속의 열변형방향이 전환된다. 이 그래프에서 (+) 열변형각에서 (-)변형각으로 변화하는 지점, 즉 열변형각이 없는 흡수레이저강도 및 레이저 조사 시간을 결정할 수 있다. Referring to FIGS. 4A and 5A in which a heat sink is not provided, it can be seen that (+) deformation occurs as a whole when a thin metal plate is irradiated with a laser beam. On the other hand, when the thin plate metal is heat-treated by using the heat sink made of stainless steel, steel and copper as shown in FIGS. 4B to 4D, the heat deforming angle is significantly reduced as compared with the heat deforming angle when the heat sink is not used, Also, the heat deformation angle gradually decreases as the absorption laser intensity increases, and changes from (+) heat deformation angle to (-) heat deformation angle. That is, the direction of heat deformation of the sheet metal is changed. In this graph, it is possible to determine the point of change from the (+) heat deformation angle to the (-) deformation angle, that is, the absorptive laser intensity without laser diagonal angle and the laser irradiation time.

예컨대, 보론강의 경우, 스테인레스 스틸 재질의 히트싱크를 이용하여 레이저 열처리를 하는 방법에서 열변형을 최소화하기 위하여 흡수레이저강도는 대략 1200 W/cm2 정도로 하고, 인터렉션시간을 0.6초로 할 수 있다. For example, in the case of boron steel, in order to minimize thermal deformation in a method of laser heat treatment using a stainless steel heat sink, the absorption laser intensity may be about 1200 W / cm 2 and the interaction time may be 0.6 seconds.

또한 인터렉션시간을 증가시키고 조사되는 흡수레이저강도를 감소시킬 수 있다. 인터렉션시간을 2.0초로 증가시키면, 흡수레이저강도를 약 700W/cm2로 감소하여도 박판 금속의 열변형을 감소시킬 수 있다. It is also possible to increase the interaction time and reduce the absorption laser intensity to be irradiated. Increasing the interaction time to 2.0 seconds can reduce thermal deformation of the sheet metal even by reducing the absorbed laser intensity to about 700 W / cm < 2 >.

도 4a 내지 도 5d를 참조하면, 인터렉션시간을 증가시키면 열변형각도를 감소됨을 알 수 있다. 따라서, 박판 금속의 열변형각도가 기준각도 이상인 경우에는 인터렉션시간을 증가시킨다. 상기 기준각도는 양부를 판정하는 기준으로 사용자가 미리 설정할 수 있다. Referring to FIGS. 4A to 5D, it can be seen that increasing the interaction time decreases the angle of thermal deformation. Therefore, when the thermal deformation angle of the thin metal sheet is equal to or greater than the reference angle, the interaction time is increased. The reference angle can be preset by the user as a criterion for determining the right and left sides.

또한, 동일한 인터렉션시간에 있어서는 흡수레이저강도에 따라서 열변형각도가 변화됨을 알 수 있다. 흡수레이저강도를 증가시키면 열변형각은 (+)에서 (-)로 변화하게 된다. 이러한 성질을 이용하여, 박판 금속의 열변형 각도가 기준각도 이상이며, (+) 열변형각을 가지는 레이저 조사방향으로 박판 금속이 변형하는 경우에는 흡수레이저강도를 증가시켜 열처리를 할 수 있고, 상기 박판 금속의 열변형각도가 기준각도 이상이며, 레이저 조사방향의 반대방향으로 박판 금속이 변형하는 경우에는 상기 흡수레이저강도를 감소시켜 열처리를 할 수 있다. It can also be seen that the thermal deformation angle changes with the absorption laser intensity at the same interaction time. As the absorption laser intensity is increased, the heat deformation angle changes from (+) to (-). Using this property, when the thin plate metal is deformed in the laser irradiation direction having the heat deflection angle of the thin plate metal being equal to or greater than the reference angle and having a positive heat deflection angle, the heat treatment can be performed by increasing the absorption laser intensity, When the thermal deformation angle of the metal is equal to or greater than the reference angle and the thin metal plate is deformed in the direction opposite to the laser irradiation direction, the absorption laser intensity can be reduced and the heat treatment can be performed.

본 실시예에서는 열변형각이 기준각도를 초과하는지에 따라 흡수레이저 강도 및 인터렉션시간을 조정하는 것으로 기재하였으나, 이에 한정되지 아니하고 상기 흡수레이저강도 및 인터렉션시간은 도 4a 내지 도 5d와 같은 기존의 실험데이터 베이스에서 추출하여 결정될 수 있음은 물론이다. In the present embodiment, it is described that the absorption laser intensity and the interaction time are adjusted according to whether the angle of thermal deformation exceeds the reference angle. However, the absorption laser intensity and the interaction time are not limited thereto, It can be determined by extracting from the base.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

110 : 레이저 조사기 120 : 히트 싱크
130 : 지지프레임 140 : 고정기구
141 : 수직프레임 145 : 고정부재
110: laser irradiator 120: heat sink
130: support frame 140:
141: vertical frame 145: fixing member

Claims (4)

히트싱크의 상면에 3㎜이하의 박판 금속을 고정시키는 단계;
상기 히트싱크의 재질 및 박판 금속의 재질에 기초하여 상기 박판 금속의 단위면적당 흡수되는 레이저의 출력인 흡수레이저강도 및, 레이저가 진행하는 방향의 빔의 크기를 빔의 진행속도로 나누어 산출되는 인터렉션 시간을 결정하는 단계;
상기 박판 금속에 레이저를 조사하는 단계를 포함하고,
상기 레이저를 조사하는 단계에서 상기 박판 금속의 열변형방향이 전환된 후, 열변형각도가 기준각도 이상인 경우, 상기 빔의 크기 및 빔의 진행속도를 조절하여 상기 흡수레이저강도 또는 인터렉션시간을 조절하는 박판 금속 레이저 열처리 방법.
Fixing a thin metal of 3 mm or less on the top surface of the heat sink;
An absorption laser intensity, which is an output of a laser absorbed per unit area of the thin metal sheet, based on the material of the heat sink and the thin plate metal, and an interaction time calculated by dividing the beam size in the direction in which the laser advances by the advancing speed of the beam ;
Irradiating the thin metal with a laser,
And adjusting the intensity of the beam and the traveling speed of the beam to adjust the absorption laser intensity or the interaction time when the thermal deformation angle is greater than or equal to the reference angle after the heat deformation direction of the thin metal sheet is changed in the step of irradiating the laser Laminated metal laser heat treatment method.
청구항 1에 있어서,
상기 히트싱크는, 스틸, 스테인레스 스틸 및 구리 중 어느 하나의 재질로 이루어지는 박판 금속 레이저 열처리 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the heat sink is made of one of steel, stainless steel and copper.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 레이저를 조사하는 단계에서 상기 박판 금속의 열변형각도가 기준각도 이상이며, 레이저 조사방향으로 박판 금속이 변형하는 경우 상기 흡수레이저강도를 증가시키고,
상기 박판금속이 레이저 조사방향의 반대방향으로 박판금속이 변형하고, 상기 박판 금속의 열변형각도가 기준각도 이상이면 상기 흡수레이저강도를 감소시키는 박판 금속 레이저 열처리 방법.
The method according to claim 1,
Wherein when the thin plate metal is deformed in the laser irradiation direction and the thermal deformation angle of the thin metal plate is greater than a reference angle in the step of irradiating the laser,
Wherein the thin plate metal is deformed in a direction opposite to the laser irradiation direction and the heat distortion angle of the thin plate metal is not less than a reference angle.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008512564A (en) * 2004-09-07 2008-04-24 フェデラル−モーグル コーポレイション Heat treatment assembly and method
JP2013104103A (en) * 2011-11-14 2013-05-30 Univ Of Shiga Prefecture Laser heat treatment system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100718128B1 (en) * 2005-06-02 2007-05-14 삼성전자주식회사 Surface emitting laser aligned with pump laser on singel heak sink
KR101496685B1 (en) * 2012-03-28 2015-02-27 주식회사 스페이스솔루션 Method and Apparatus for Correcting Dimension of Bendign Work

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008512564A (en) * 2004-09-07 2008-04-24 フェデラル−モーグル コーポレイション Heat treatment assembly and method
JP2013104103A (en) * 2011-11-14 2013-05-30 Univ Of Shiga Prefecture Laser heat treatment system

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