JPH0230389A - レーザ切断方法 - Google Patents
レーザ切断方法Info
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- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 4
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- 239000007789 gas Substances 0.000 description 55
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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
- B23K26/12—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure
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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〕
この発明はレーザビームを使用してステンレス鋼などの
ワークを切断するレーザ切断方法に関する。
ワークを切断するレーザ切断方法に関する。
従来レーザビームを用いてワークを切断する場合、切断
面が酸化するのを防止する目的でアシストガスに不活性
ガス、例えばN 2 、A r、He等を使用している
。
面が酸化するのを防止する目的でアシストガスに不活性
ガス、例えばN 2 、A r、He等を使用している
。
また上記アシストガスはレーザビームをワークへ向けて
照射する加工ヘッドのノズルよりレーザビームとともに
ワークへ向けて噴出しているが、ワークの切断を大気中
で行っていること及びアシストガス圧は比較的高圧であ
ることなどから、噴出されたアシストガスに空気が巻き
込まれて切断面の酸化を確実に防止することができなか
った。
照射する加工ヘッドのノズルよりレーザビームとともに
ワークへ向けて噴出しているが、ワークの切断を大気中
で行っていること及びアシストガス圧は比較的高圧であ
ることなどから、噴出されたアシストガスに空気が巻き
込まれて切断面の酸化を確実に防止することができなか
った。
このため従来ではノズルを第6図に示すように2重構造
としてアシストガスaの周囲をシールドガスbて囲むこ
とにより、アシストガスa中に空気が巻き込まれるのを
防止する方法などがすでに採用されている。
としてアシストガスaの周囲をシールドガスbて囲むこ
とにより、アシストガスa中に空気が巻き込まれるのを
防止する方法などがすでに採用されている。
しかし上記従来のようにノズルを2重構造にしたもので
は、ノズルの構造が複雑かつ大型となると共に、多量の
シールドガスを消費するためランニングコストが上る原
因となるなどの不具合があった。
は、ノズルの構造が複雑かつ大型となると共に、多量の
シールドガスを消費するためランニングコストが上る原
因となるなどの不具合があった。
この発明は上記不具合を解消する目的でなされたもので
、シールドガスを使用することなくステンレス鋼などの
ワークの無酸化切断を可能にしたレーザ切断方法を提供
しようとするものである。
、シールドガスを使用することなくステンレス鋼などの
ワークの無酸化切断を可能にしたレーザ切断方法を提供
しようとするものである。
〔課題を解決するための手段及び作用〕この発明は上記
目的を達成するために、レーザビーム及びアシストガス
を使用してワークを切断するレーザ切断方法において、
上記アシストガスに0□以外のガスを使用し、これに還
元剤としてN2を添加して高圧でワークへ向けて噴出し
ながら、焦点位置をワーク表面より下方へ設定したレー
ザビームでワークを切断するようにしたことにより、シ
ール・ドガスを使用せずにワークの切断を可能にしたレ
ーザガス切断方法を提供するものである。
目的を達成するために、レーザビーム及びアシストガス
を使用してワークを切断するレーザ切断方法において、
上記アシストガスに0□以外のガスを使用し、これに還
元剤としてN2を添加して高圧でワークへ向けて噴出し
ながら、焦点位置をワーク表面より下方へ設定したレー
ザビームでワークを切断するようにしたことにより、シ
ール・ドガスを使用せずにワークの切断を可能にしたレ
ーザガス切断方法を提供するものである。
この発明方法の一実施例を図面を参照して詳述する。
第1図において1はレーザ発振器で、このレーザ発振器
1より発振されたレーザビーム2は複数のミラー(図で
は1枚のみを示す)3を介して加工ヘッド4へ導びかれ
、加工ヘッド4内に設けられたレンズ5により集光され
てノズル6よりワーク7へ向けて照射され、ワーク7の
切断に供せられる。
1より発振されたレーザビーム2は複数のミラー(図で
は1枚のみを示す)3を介して加工ヘッド4へ導びかれ
、加工ヘッド4内に設けられたレンズ5により集光され
てノズル6よりワーク7へ向けて照射され、ワーク7の
切断に供せられる。
またノズル6にはアシストガス供給装置8よリアシスト
ガスが供給されていて、レーザビーム2とともにワーク
7へ向けて噴出されるようになっている。
ガスが供給されていて、レーザビーム2とともにワーク
7へ向けて噴出されるようになっている。
上記アシストガス供給装置8はN2を収容したガスボン
ベ9とA「またはN2を収容したガスボンベ10.0□
を収容したガスボンベ11及びコンブレット12を有し
ており、コンブレット12により加圧されたエアはドラ
イエアユニット13により水分が除去された後エアタン
ク14へ蓄圧されている。
ベ9とA「またはN2を収容したガスボンベ10.0□
を収容したガスボンベ11及びコンブレット12を有し
ており、コンブレット12により加圧されたエアはドラ
イエアユニット13により水分が除去された後エアタン
ク14へ蓄圧されている。
一方H2ガスボンベ9のN2及びArまたはN2ガスボ
ンベ10のArまたはN2は試合器16により混合され
て電磁弁17の開放とともに圧力調整回路18を経て上
記ノズル6へと供給され、02ガスボンベト1の02ガ
スは電磁弁19の開放とともに圧力調整回路18を経て
ノズル6へ、そしてエアタンク14内のエアは電磁弁2
0の開放とともに圧力調整回路18を経てノズル6へそ
れぞれ供給されるようになっている。
ンベ10のArまたはN2は試合器16により混合され
て電磁弁17の開放とともに圧力調整回路18を経て上
記ノズル6へと供給され、02ガスボンベト1の02ガ
スは電磁弁19の開放とともに圧力調整回路18を経て
ノズル6へ、そしてエアタンク14内のエアは電磁弁2
0の開放とともに圧力調整回路18を経てノズル6へそ
れぞれ供給されるようになっている。
次にレーザ切断方法について説明すると、軟鋼をワーク
7として切断する場合はアシストガスに02ガスを使用
するため、電磁弁19を開放する。
7として切断する場合はアシストガスに02ガスを使用
するため、電磁弁19を開放する。
ワーク7の切断に当っては、まずビアツシングを行うが
、このときアシストガス圧を0,5〜1 kg / c
−の低圧にしないと、レーザビーム2の照射と同時に溶
融した溶湯が吹き上って危険なので、圧力調整回路18
の電磁弁18aを°開放して、レギュレータ18bで0
.5〜1.0kg / cjに調圧された02ガスをノ
ズル6へ供給する。
、このときアシストガス圧を0,5〜1 kg / c
−の低圧にしないと、レーザビーム2の照射と同時に溶
融した溶湯が吹き上って危険なので、圧力調整回路18
の電磁弁18aを°開放して、レギュレータ18bで0
.5〜1.0kg / cjに調圧された02ガスをノ
ズル6へ供給する。
これによって低圧の02ガスをアシストガスとしてワー
ク7のピアッシングが行われると共に、ピアッシングが
完了したら、レーザの連続発振(CW)による切断を行
う場合は圧力調整回路18の電磁弁18eを、そしてパ
ルス発振による切断の場合は電磁弁18cを開放する。
ク7のピアッシングが行われると共に、ピアッシングが
完了したら、レーザの連続発振(CW)による切断を行
う場合は圧力調整回路18の電磁弁18eを、そしてパ
ルス発振による切断の場合は電磁弁18cを開放する。
電磁弁18eが開放される・とレギュレータ18fによ
り0.5〜1.、okg/c−に調圧された02ガスが
、そして電磁弁18cが開放されるとレギュレータ18
dにより2.0〜4.Okg / cdに調圧された0
2がそれぞれアシストガスとしてノズル6へ供給されワ
ーク7へ向けて噴出され、ワーク7の切断に供せられる
。
り0.5〜1.、okg/c−に調圧された02ガスが
、そして電磁弁18cが開放されるとレギュレータ18
dにより2.0〜4.Okg / cdに調圧された0
2がそれぞれアシストガスとしてノズル6へ供給されワ
ーク7へ向けて噴出され、ワーク7の切断に供せられる
。
このときレーザビーム2の焦点位置はワーク7の表面に
設定される。
設定される。
一方ステンレス鋼をワーク7として切−断する場合は、
ランニングコストを低減するため、アシストガスとして
エアを使用する。
ランニングコストを低減するため、アシストガスとして
エアを使用する。
エアを使用した場合切断面が酸化されるので、これを防
止するためアシストガスにN2とA 、rまたはN2が
所定の混合比となるように混合器16で混合して電磁弁
17の開放によりアシストガスへ混合する。
止するためアシストガスにN2とA 、rまたはN2が
所定の混合比となるように混合器16で混合して電磁弁
17の開放によりアシストガスへ混合する。
混合比はN2の割合が1〜35%の範囲である。
またアシストガスに不活性ガスを使用した場合酸化反応
熱が利用できないので、溶融物の温度か低く、これに伴
い粘度も低下するので、切断時ドロスが切断面の裏側に
付着しやすい。
熱が利用できないので、溶融物の温度か低く、これに伴
い粘度も低下するので、切断時ドロスが切断面の裏側に
付着しやすい。
これを防止するためにはアシストガスの圧力を高くすれ
ばよい。
ばよい。
なお、アシストガス圧とドロス付着重量の関係を第3図
に示す。
に示す。
この発明の実施例ではアシストガス圧を6−9 、 9
kg’/ c−の高圧に設定した。
kg’/ c−の高圧に設定した。
さらにアシストガスとして02ガスを使用し。
ないことからセルフバーニング(自己燃焼反応)が発生
しない。
しない。
そこで、入射エネルギーを有効利用するため。
レーザビーム2の焦点位置を第2図に示すよ・′2にワ
ーク7の表面より下方(ah<]、)となるように設定
して切断面の多重反射を利用するようにした。
ーク7の表面より下方(ah<]、)となるように設定
して切断面の多重反射を利用するようにした。
なお、ah値は−D/f (Dはレンズとワーク7の間
隔、fはレンズ5の焦点)とし、ピアッシング時にはa
、#l、すなわぢ焦点位置をワーク7の表面とした。
隔、fはレンズ5の焦点)とし、ピアッシング時にはa
、#l、すなわぢ焦点位置をワーク7の表面とした。
上記のように設定されたアシストガス圧及び焦点位置に
よりワーク7のピアッシング後切断を開始するもので、
アシストガス圧と最大切断速度の関係は第4図に示すよ
うになっていることから、アシストガス圧を上げること
により、最大切断速度の増加も図れるようになる。
よりワーク7のピアッシング後切断を開始するもので、
アシストガス圧と最大切断速度の関係は第4図に示すよ
うになっていることから、アシストガス圧を上げること
により、最大切断速度の増加も図れるようになる。
またa、値とドロス付着量の関係を第5図に示す。
この図から明らかなように、a、値を1以下にすること
により、ドロス付着量を大幅に低減することができるよ
うになる。
により、ドロス付着量を大幅に低減することができるよ
うになる。
この発明はアシストガスに0□以外のガスを使用すると
共に、還元剤として上記ガスにN2ガスを添加したこと
から、ワークへ向けてアシストガスを噴出した際空気が
巻込まれても切断面の酸化が防止できるため、従来のノ
ズルを2重構造にしてシールドガスによりアシストガス
をシールドする必要がない。
共に、還元剤として上記ガスにN2ガスを添加したこと
から、ワークへ向けてアシストガスを噴出した際空気が
巻込まれても切断面の酸化が防止できるため、従来のノ
ズルを2重構造にしてシールドガスによりアシストガス
をシールドする必要がない。
これによってノズルが簡単な構造で、かつ小型になると
共に、シールドガスを使用しないためランニングコスト
の低減が図れるようになる。
共に、シールドガスを使用しないためランニングコスト
の低減が図れるようになる。
またアシストガス圧を上げることによりドロスの付着量
が低減すると同時に、最大切断速度が上げられるため、
作業能率が向上すると共に、レーザビームの焦点位置を
ワーク表面より下方とすることにより切断面の多重反射
が利用できるため、入射エネルギーの有効利用が図れる
ようになる。
が低減すると同時に、最大切断速度が上げられるため、
作業能率が向上すると共に、レーザビームの焦点位置を
ワーク表面より下方とすることにより切断面の多重反射
が利用できるため、入射エネルギーの有効利用が図れる
ようになる。
図面はこの発明の一実施例を示し、第1図は回路図、第
2図は焦点位置を示す説明図、第3図はアシストガス圧
とドロス付着量の関係を示す線図、第4図はアシストガ
ス圧を最大切断速度の関係を示す線図、第5図はa、値
とドロス付fJ Hの関係を示す線図、第6図は従来の
説明図である。 2はレーザビーム、7はワーク。 最大切断速度m/min ドロス付着重量m(J/mm
2図は焦点位置を示す説明図、第3図はアシストガス圧
とドロス付着量の関係を示す線図、第4図はアシストガ
ス圧を最大切断速度の関係を示す線図、第5図はa、値
とドロス付fJ Hの関係を示す線図、第6図は従来の
説明図である。 2はレーザビーム、7はワーク。 最大切断速度m/min ドロス付着重量m(J/mm
Claims (6)
- (1)レーザビーム2及びアシストガスを使用してワー
ク7を切断するレーザ切断方法において、上記アシスト
ガスにO_2ガス以外のガスを使用し、これに還元剤と
してH_2を添加して高圧でワークへ向けて噴出しなが
ら、焦点位置をワーク7表面より下方へ設定したレーザ
ビーム2でワーク7を切断することを特徴とするレーザ
切断方法。 - (2)アシストガスにN_2+H_2を使用してなる請
求項1記載のレーザ切断方法。 - (3)アシストガスにAr+H_2を使用してなる請求
項1記載のレーザ切断方法。 - (4)アシストガス圧を6〜9.9kg/cm^2の範
囲に設定してなる請求項1記載のレーザ切断方法。 - (5)ピアッシング時と切断時でレーザビーム2の焦点
位置を変えてなる請求項1記載のレーザ切断方法。 - (6)ピアッシング時と切断時でアシストガス圧を変え
てなる請求項1記載のレーザ切断方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63178946A JP2579800B2 (ja) | 1988-07-20 | 1988-07-20 | レーザ切断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63178946A JP2579800B2 (ja) | 1988-07-20 | 1988-07-20 | レーザ切断方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0230389A true JPH0230389A (ja) | 1990-01-31 |
JP2579800B2 JP2579800B2 (ja) | 1997-02-12 |
Family
ID=16057414
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63178946A Expired - Lifetime JP2579800B2 (ja) | 1988-07-20 | 1988-07-20 | レーザ切断方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2579800B2 (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1994004306A1 (de) * | 1992-08-12 | 1994-03-03 | Thyssen Stahl Ag | Verfahren zum laserstrahlschneiden von band- oder plattenförmigen werkstücken, insbesondere von elektroblech |
US5500505A (en) * | 1994-05-09 | 1996-03-19 | General Electric Company | Method for cutting epoxy/carbon fiber composite with lasers |
EP0730506A1 (en) † | 1992-12-11 | 1996-09-11 | Hypertherm, Inc. | Process for high quality plasma arc and laser cutting of stainless steel and aluminum |
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WO2003004213A1 (fr) | 2001-07-03 | 2003-01-16 | L'air Liquide, Societe Anonyme A Directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Procede et installation de soudage laser avec melange gazeux ar/he a teneurs controlees en fonction de la puissance laser |
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JP2011224600A (ja) * | 2010-04-19 | 2011-11-10 | Koike Sanso Kogyo Co Ltd | レーザピアシング方法 |
JP2016215251A (ja) * | 2015-05-22 | 2016-12-22 | 三菱重工業株式会社 | レーザ切断装置 |
-
1988
- 1988-07-20 JP JP63178946A patent/JP2579800B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (14)
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WO2003004213A1 (fr) | 2001-07-03 | 2003-01-16 | L'air Liquide, Societe Anonyme A Directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Procede et installation de soudage laser avec melange gazeux ar/he a teneurs controlees en fonction de la puissance laser |
EP1371446A1 (fr) | 2002-06-14 | 2003-12-17 | L'Air Liquide S. A. à Directoire et Conseil de Surveillance pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude | Utilisation de mélanges gazeux hélium/azote en soudage laser de flancs raboutés |
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JP2016215251A (ja) * | 2015-05-22 | 2016-12-22 | 三菱重工業株式会社 | レーザ切断装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2579800B2 (ja) | 1997-02-12 |
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