CN111201108B - 激光加工方法以及装置 - Google Patents

Abstract

在激光加工方法中，从喷嘴向铁类板材照射光纤维激光器或直接二极管激光器的激光，从分别具有不同的开口直径的喷嘴开口部的多个喷嘴中选择具有根据上述板材的厚度而预先设定的开口直径的喷嘴开口部的喷嘴并使用，向上述板材照射上述激光且从上述喷嘴开口部向上述板材喷出辅助气体来切割上述板材。

Description

激光加工方法以及装置

技术领域

本发明涉及激光加工方法以及装置[a method and an apparatus for laserprocessing]。

背景技术

专利文献1以及2公开了用光纤维激光或直接二极管激光与辅助气体一起使用来切割工件[workpiece]的激光加工装置。在专利文献2中公开的激光加工方法中，通过具备所谓的模拟装置[tracking device]的激光加工装置，将作为工件与喷嘴前端之间的距离的喷嘴间隙维持为预定值进行激光切割。另外，专利文献3公开了将使用中空丝膜等的多孔质膜从空气中生成的富氮气体作为辅助气体向激光加工头中供给的装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国专利第5919356号公报

专利文献2：日本国特开2017-131897号公报

专利文献3：日本国特开平5-084590号公报

发明内容

若在辅助气体AG中使用氮气并通过光纤维激光器或直接二极管激光器对铁类(含有不锈钢)[iron-based(including stainless steel)]的板状工件[plate-shapedworkpiece]进行激光切割，则工件为比较薄板的情况下相比于CO₂激光能够高速切割。这是由于，光纤维激光器以及直接二极管激光器与CO₂激光相比较具备短波长且高材料吸收率。其结果，使用光纤维激光器以及直接二极管激光器的激光切割相比于CO₂激光切割为低辅助器消耗而实现低成本。

另一方面，工件为厚板的情况(例如，用输出6kW的光纤维激光器切割SUS304的约6mm以上的厚板)在现状中相比于CO₂激光有成为高成本的倾向。原因在于，由光纤维激光器以及直接二极管激光器产生的切割切口比由CO₂激光产生的切割切口窄，工件越厚熔融金属的排出就会更困难。因此，在光纤维激光器以及直接二极管激光器中为了促进从狭窄的切口内的熔融金属的排出，相比于CO₂激光需要用高压喷射辅助气体，成为高辅助气体消耗而导致高成本。

在铁类的板状工件的激光切割中，需要避免在被切出的制品的切割面上形成氧化膜的情况。因此，在辅助气体中使用比较高价的高纯度的氮气，通过在超过1.0MPa的高压下喷射该氮气而成为无氧切割是一般情况，成为高成本的原因。另外，在辅助气体的高压喷射中也需要升压设备，该方面也成为高成本的原因。如此，由光纤维激光器以及直接二极管激光器进行的激光切割由于在铁类厚板的工件切割中会有引起高成本的倾向，因此期望降低成本。

本发明的目的在于提供一种能够以更低的成本切割铁类厚板材的激光加工方法以及装置。

本专利发明的第一特征为提供一种激光加工方法，该激光加工方法特征为：从喷嘴向铁类板材照射光纤维激光器或直接二极管激光器的激光，从分别具有不同的开口直径的喷嘴开口部的多个喷嘴中选择具有根据上述板材的厚度而预先设定的开口直径的喷嘴开口部的喷嘴并使用，向上述板材照射上述激光且从上述喷嘴开口部向上述板材喷出辅助气体而切割上述板材。

本专利发明的第二特征为提供一种激光加工装置，该激光加工装置特征为：具备：具有射出激光并喷出辅助气体的喷嘴开口部的配置；通过光纤维激光器或直接二极管激光器供给从上述喷嘴开口部射出的上述激光的激光振荡器；供给从上述喷嘴开口部喷出的上述辅助气体的辅助气体供给装置；存储表示铁类板材的多个板厚与根据各板厚预先设定的上述喷嘴开口部开口直径的对应关系的喷嘴选择目录的存储部；参照存储于上述存储部中的上述喷嘴选择目录选择具有与接下来切割的上述板材的上述板厚对应的开口直径的上述喷嘴开口部的喷嘴的喷嘴选择部。

附图说明

图1是实施方式1的激光加工装置51的概略构成图。

图2是安装于激光加工装置51的喷嘴2b的立体剖视图。

图3是说明切割性评价基准的图表。

图4是表示板厚6mm下的切割性的图表。

图5是表示板厚12mm下的切割性的图表。

图6是表示板厚20mm下的切割性的图表。

图7是表示喷嘴2b的开口直径D与可良好切割板厚的关系的图表。

图8是表示每个激光输出的板厚t与开口直径D的关系的图表。

图9是喷嘴选择顺序的流程图。

图10是表示CO₂激光中的辅助气体AG的消耗量Q的图表。

图11是表示实施方式1中的辅助气体Ag的消耗量Q的图表。

图12是表示每个间隙Gp的气压Pn与毛刺高度的关系以及气压Pn与最大切割速度Vmax的关系的图表(板厚t＝6mm)。

图13是表示每个间隙Gp的气压Pn与毛刺高度的关系以及气压Pn与最大切割速度Vmax的关系的图表(板厚t＝12mm)。

图14是表示每个间隙Gp的气压Pn与毛刺高度的关系以及气压Pn与最大切割速度Vmax的关系的图表(板厚t＝20mm)。

图15是表示每个间隙Gp的气压Pn与辅助气体AG的消耗量Q的关系的图表。

图16是表示SPH(t＝4.5mm)下的喷嘴台阶Hn与良好切割焦点宽度的关系以及喷嘴台阶Hn与毛刺高度的关系的图表。

图17是表示SS400(t＝9.0mm)下的喷嘴台阶Hn与良好切割焦点宽度的关系以及喷嘴台阶Hn与毛刺高度的关系的图表。

图18是表示SUS304(t＝8.0mm)下的喷嘴台阶Hn与良好切割焦点宽度的关系以及喷嘴台阶Hn与毛刺高度的关系的图表。

图19是表示SUS304(t＝12.0mm)下的喷嘴台阶Hn与良好切割焦点宽度的关系以及喷嘴台阶Hn与毛刺高度的关系的图表。

图20是表示SUS304(t＝16.0mm)下的喷嘴台阶Hn与良好切割焦点宽度的关系以及喷嘴台阶Hn与毛刺高度的关系的图表。

图21(a)～(e)是表示喷嘴的形状例的纵向剖视图。

图22是实施方式2的激光加工装置A51的概略构成图。

图23是激光加工装置A51的辅助气体供给装置A7的构成图。

图24是表示板厚At与最适切割速度AV的关系的图表。

图25是表示最适切割速度AV下的板厚At与毛刺高度的关系的图表。

具体实施方式

[实施方式1]

说明实施方式1的激光加工装置51以及激光加工方法。在以下的说明中，将板厚[thickness]t为6mm以上的板材称为厚板材[thick plate material]。另外，将板厚t为3mm以上且小于6mm的板材称为中厚板材[modestly-thick plate material]。

如图1所示，激光加工装置51具备工件工作台1、加工头2、驱动部3以及控制装置5。在工件工作台1上配置铁类板材的工件W。加工头2向载置在工件工作台1上的工件W照射激光Ls。驱动部[drive unit]3使工件工作台1以及加工头2的至少一方移动而使两者的三维相对位置变化。控制装置[controller]5控制加工头2以及驱动部3的动作。

另外，激光加工装置51具备激光振荡器6以及辅助气体供给装置[assist-gassupply device]7。激光振荡器6通过工艺光纤6a向加工头2供给激光Ls。激光振荡器6输出所谓的波长1μm带(900nm～1100nm)的激光Ls[laser light having a so-called 1μm-band(900nm～1100nm)wave length]并向加工头2供给。辅助气体供给装置7如使用氮气的气罐向加工头2供给纯度99、999％的氮气。因此，加工头2向切割面供给用于所谓的无氧切割[anoxic cutting]的辅助气体AG。

加工头2具备主体部[main body]2a、喷嘴2b以及传感器4。

主体部2a形成为具备在加工头2的动作状态中在钳垂方向上延伸的轴线CL2的筒状。喷嘴2b装卸自如地安装于主体部2a的下端。传感器4测定间隙Gp(喷嘴2b的前端部与载置于工件工作台1上的工件W的表面Wa的距离)。

而且，激光加工装置51具备自动更换喷嘴2b的喷嘴更换器8。在本实施方式的喷嘴更换器8中可存储喷嘴编号N1～N5的喷嘴。喷嘴更换器8通过控制装置5的喷嘴选择部[nozzle selector]14(详细后述)进行控制，在主体部2a上安装以及拆卸指定的编号的喷嘴。

如图2所示，喷嘴2b是具有外喷嘴部[outer nozzle]2ba与内喷嘴部[innernozzle]2bb的所谓双喷嘴。喷嘴2b相对于主体部2a的下部通过螺钉装卸自如地安装。

在外喷嘴部2ba的前端部[tip end]2b1上作为喷嘴开口部形成有开口部[opening]2b2，在内喷嘴2bb的前端部2bb1上形成有开口部2bb2。内喷嘴部2bb的前端部2bb1沿喷嘴2b的轴线CL2位于比外喷嘴部2ba的前端部2b1靠里侧[made deep-set]。即，前端部2bb1位于开口部2b2的内部。在外喷嘴部2ba的开口缘与前端部2bb1之间形成有作为内径具有开口直径D的圆筒状的空间Va。

将轴线CL2方向的前端部2bb1、前端部2b1的距离称为喷嘴台阶Hn。喷嘴台阶Hn例如是5.5mm。在外喷嘴部2ba与内喷嘴部2bb之间形成有横截面形状大致为环状的辅助气体的外流路R1。在内喷嘴部2bb中T形成内流路R2。内流路R2以内径向下方变小的方式形成。

在主体部2a中从辅助气体供给装置7供给辅助气体AG(氮气)。所供给的辅助气体AG流经外流路R1以及内流路R2并在空间Va中合流，如图1所示，从前端部2b1的开口部2b2向下方喷出。辅助气体AG的气压Pn(详细后述)作为主体部2a内的压力在控制装置5的基础上通过辅助气体供给装置7进行控制。从激光振荡器6向主体部2a供给的激光Ls与轴线CL2一致前进，通过配置于主体部2a内的准直透镜以及聚焦透镜(都未图示)，通过内流路R2内从开口部2b2向下方射出。

如图1所示，控制装置5具备中央处理装置(CPU)11、存储部12、模拟控制部13以及喷嘴选择部14而构成。用于切割工件W的加工程序PG以及喷嘴选择台Tn(详细后述)预先制作并通过通信接口(未图示)等从外部向控制装置5供给、或通过作业者直接向控制装置5中输入，存储于存储部12中。在激光切割中，CPU11以沿由加工程序PG规定的切割路径向工件W照射激光Ls的方式控制激光振荡器6以及驱动部3的动作。上述间隙Gp基于传感器4的检测结果并通过模拟控制部13控制利用驱动部3进行的加工头2的上下驱动而维持。并且，模拟控制部13以及喷嘴选择部14作为控制装置5与CPU11一体地进行动作。

在由激光Ls进行的工件W的切割时使用辅助气体AG的情况下，CPU11控制由辅助气体供给装置7进行的辅助气体AG的供给动作。所供给的辅助气体AG如上述从喷嘴2b的开口部2b2向下方喷出。

喷嘴选择台Tn也被存储于存储部12中。下述表1表示喷嘴选择台Tn的一例。在喷嘴选择台Tn中对应安装根据加工的工件W的板厚t以及激光Ls的输出M从具有不同的开口直径D的喷嘴编号N1～N5的喷嘴中可利用的选择的喷嘴。即，能够基于喷嘴选择台Tn根据加工的工件W的板厚t以及激光Ls的输出M而指定应选择的喷嘴2b(喷嘴编号N1～N5)。并且，在表1中表示的示例中，喷嘴编号N5不被分配。

[表1]

根据喷嘴选择台Tn中的板厚t、输出M以及喷嘴2b(开口直径D)的各设定，即使以低气压Pn喷出辅助气体AG也能够良好地切割厚板材的工件W。在由激光加工装置51进行的工件W的切割时，喷嘴选择台Tn中的设定能预先把握。以下，关于获取喷嘴选择台Tn的方法以及其技术性意义参照图3～图8进行说明。

首先，关于工件W的激光切割性[laser cutting performance]的评价参照图3进行说明。切割性基于工件W的切割部位的、距离与加工头2相反面(下面)的毛刺的下方突出量[毛刺尺寸]进行评价。毛刺尺寸越小其切割性越好。在沿切割路径形成的毛刺的最大尺寸为预定基准值以下的情况下，评价为切割性良好(以下，称为良好切割[good cutting])。依存于板厚t以及激光Ls的输出M。用图3的曲线图表(结果并不是毛刺尺寸的绝对值[mm]，以相对于板厚t的毛刺尺寸的比率表示)表示板厚t为6～20mm且输出M为6kW的情况下的毛刺尺寸的基准值。基准值在板厚t为6mm中为50μm(＝0.05mm：基准比率0.0083)、在板厚t为12mm中为300μm(＝0.3mm：基准比率0.025)、在板厚t为20mm中为1200μm(＝1.2mm：基准比率0.06)。以下，将毛刺的最大尺寸也称为毛刺高度。由于使用于基准值的测定的板材的板厚t以及喷嘴2b的开口直径D等并不是连续的而是阶段性的，因此图3所示的基准值为曲线。在图3中作为深入理解的参考，近似直线也用虚线表示。

测定将以下所示的＜固定条件＞固定而进行。另外，改变以下所示的＜参数＞试切割铁类板材的工件。基于毛刺高度评价切割性。而且，也测定能够维持良好切割的最大切割速度Vmax。

＜固定条件＞

激光的输出M：6kW

激光的波长：1.08μm

工艺光纤纤芯直径：100μm

喷嘴2b的开口直径D：7mm

喷嘴台阶Hn：5.5mm

间隙Gp：0.3mm

光束品质(BPP)：≦4.0mm*mrad

工件材质：SUS304

辅助气体AG的种类：氮气

＜参数＞

工件的板厚t：6、12、20mm三种

辅助气体AG的气压Pn：0.4～1.2MPa的范围中每0.2MPa

各板厚t中的良好切割的基准值(基准比率)如上述分别如下。

板厚t＝6mm：毛刺高度50μm(0.0083)以下

板厚t＝12mm：毛刺高度300μm(0.025)以下

板厚t＝20mm：毛刺高度1200μm(0.06)以下

测定的实验结果如柱状图所示，板厚t＝6mm中毛刺尺寸的比率为0.0052，板厚t＝12mm中毛刺尺寸的比率为0.0049，板厚t＝20mm中毛刺尺寸的比率为0.049。任一实验结果都低于基准比率而是良好的。

图4～图6的图表表示作为铁类材料使用SUS304的工件的板厚t为6、12、20mm的情况下的测定结果。SUS304以外的软钢等的铁类材料也能得到大致相同的结果。

(板厚t＝6mm)

如图4所示，在气压Pn为0.4～0.6MPa的范围中，毛刺高度为基准值(50μm)以下，切割性评价为良好。另外，最大切割速度Vmax在气压Pn为0.4～1.2MPa的全范围中是8000～8500mm/min的范围内。

(板厚t＝12mm)

如图5所示，在气压Pn为0.4～0.6MPa的范围中，毛刺高度为基准值(300μm)以下，切割性评价为良好。另外，在气压Pn为0.8～1.2MPa的范围中，毛刺高度超过基准值(300μm)，切割性评价为不良[not-good]。而且，最大切割速度Vmax在气压Pn为0.4～0.8MPa的范围中约为2800mm/min，成为若气压Pn超过0.8MPa就会降低的倾向。气压Pn为1.2MPa中，最大切割速度Vmax下降至约2000mm/min。

(板厚t＝20mm)

如图6所示，在气压Pn为0.4～1.2MPa的全范围中，毛刺高度为基准值(1200μm)以下，切割性评价为良。另外，最大切割速度Vmax在气压Pn为0.4～1.2MPa的全范围中是400～600mm/min。

从以上结果，在开口直径D为7mm的情况下，至少在气压Pn为0.4～0.6MPa的范围中能够用良好的切割对板厚为6～20mm的SUS304的厚板材进行切割的情况变得清楚。另外，在气压Pn为0.4～1.2MPa的全范围中，也会清楚最大切割速度Vmax当气压Pn越小则越大。

(开口直径D)

在上述测定条件中，还将喷嘴2b的开口直径D作为参数，评价开口直径D为2.0、4.0、7.0、10.0、12.0mm的情况下的切割性。测定调查了在气压Pn为0.4～0.6MPa的范围中可进行良好切割的SUS304的板厚t。图7是表示评价结果的图表。

并且，如下述表2所示，在开口直径D为2.0、4.0、7.0、10.0、12.0mm的喷嘴2b中分别分配喷嘴编号N1～N5。

[表2]

喷嘴编号	N1	N2	N3	N4	N5
						开口直径D(mm)	2.0	4.0	7.0	10.0	12.0

如图7所示，开口直径D越大，即使厚的板厚也能进行良好切割。即，可良好切割的板厚最大值依存于喷嘴2b的开口直径D。另外，在开口直径D为10mm以上中，可切割的板厚饱和。

例如，在上述固定条件(除了开口直径D)下激光切割板厚t＝10mm的板材的情况下可根据图7选择喷嘴编号N1～N5中的全部的喷嘴2b。另外，在激光切割板厚t＝20mm的板材的情况下可根据图7选择喷嘴编号N3～N5的喷嘴2b。

(激光Ls的输出M)

其次，还将可选择的喷嘴2b是否依存于激光Ls的输出M、上述固定条件的激光Ls的输出M作为参数，进行同样的评价。具体的说，在上述6kW以外的、4kW以及9kW的各自的输出M中，测定了可良好切割的板厚t与开口直径D的关系。并且，在各板厚t中有多个可良好切割的开口直径D的情况下，选择了最大切割速度Vmax大的开口直径D。由于最大切割速度Vmax越大加工所需要时间越短而辅助气体AG的消耗量就会变少。图8是表示测定结果的图表。

如图8所示，输出M越大就能够良好切割更厚的工件。另外，不论输出M如何，板厚t越厚，为了良好切割就需要大的开口直径D。

(开口直径D以及输出M)

即，在实际的激光切割中，通过根据相对于用第一切割进行切割的工件W(第一板材)的第一板厚的用之后的第二切割进行切割的工件W(第二板材)的第二板厚的大小，改变激光Ls的输出M以及喷嘴2b的开口直径D中的一方或两方，能够与工件W的板厚变化对应地进行良好切割。以下详细地说明改变输出M以及开口直径D的一方或两方的情况。

＜仅改变开口直径D的情况＞

在想要不改变激光Ls的输出M地切割不同的板厚t的工件W的情况下，根据板厚t选择不同的开口直径D的喷嘴2b。在切割的工件W温度板厚t比在前加工中切割了的工件W的板厚t大的情况下，选择比前加工中的开口直径D大的开口直径D的喷嘴2b。另外，在板厚t比前加工的板厚t小的情况下，选择比前加工的开口直径D小的开口直径D的喷嘴2b。并且，用已选择的喷嘴2b执行激光切割。例如，根据图8，在切割前加工中的板厚t为10mm、板厚t为16mm的工件W的情况下，不改变输出M＝6kW不改变，将开口直径D从2mm改变为7mm。

＜仅改变激光Ls的输出M的情况＞

在想要不更换喷嘴2b地切割不同的板厚t的工件W的情况下，根据板厚t将激光Ls的输出M设定为不同的值。在切割的工件W的板厚t比前加工中切割的工件W的板厚t大的情况下，设定为比前加工中的输出M大的输出M。另一方面，板厚t比前加工的板厚t小的情况下，设定为比前加工中的输出M小的输出M。例如，根据图8，在切割前加工中的板厚t为10mm、板厚t为16mm的工件W的情况下，开口直径D＝4mm的喷嘴2b不更换，将输出M从4kW变更为9kW。

＜改变喷嘴2b的开口直径D以及激光Ls的输出M两者的情况＞

在切割与前加工中良好切割了的工件W的板厚t相同的板厚t的工件W的情况下，通过增大开口直径D以及输出M中的一方且缩小另一方而能够维持良好切割。例如，根据图8，在板厚t为12mm的情况下，前加工中的开口直径D为2mm、输出M为9kW时，将开口直径D增大为7mm、且将输出M减小为4kW。

变更开口直径D以及输出M中的哪一个基于将来加工的工件W的板厚t、激光振荡器6的消耗电力、喷嘴2b的状态(维护时期)等的多种条件而适当确定。由于能够用这两个参数(开口直径D以及输出M)的选择维持良好切割，能够抑制生产效率的降低。例如，通过相对于某开口直径D的喷嘴2b损伤的不良情况调整激光振荡器6的输出M而能够维持良好切割的可能性增加。另外，相对于因激光振荡器6的故障而不能设定大的输出M的不良情况，通过更换为开口直径D不同的喷嘴2b而能够维持良好切割的可能性增加。

如此，为了厚板材的工件W的良好切割可选择的喷嘴2b能够根据激光Ls的输出M而确定。在同一开口直径D的情况下，输出M越大则厚工件W的良好切割越成为可能的理由如以下进行推断。由于输出M越大激光Ls的能量密度就越高，因此切口内的熔融金属的粘度下降。如果辅助气体AG的气压Pn相同，则由辅助气体AG产生的熔融金属的冷却热量不会改变。因此，熔融金属的粘度以输出M大的量进一步降低，能促进熔融金属向切口外的排出。其结果，在同一开口直径D的情况下，更厚的工件W的良好切割成为可能。

另外，在同一开口直径D的情况下，输出M越大而更厚的工件W的良好切割越成为可能的理由还如下那样推断为考虑切口内的等离子状态。即，如果辅助气体AG的气压Pn相同，则切口内的等离子状态就不会变化。因此，输出M越大，激光Ls的能量中的不受等离子的影响的能量越增加。通过该能量的增加能促进切口内侧面的溶解。其结果，在同一开口直径D的情况可实现更厚工件W的良好切割。

根据以上的测定(评价)结果，会明白能够特别指定工件W的板厚t、为了该板厚t的工件W的良好切割而应选择的喷嘴编号的关系。因此，相对于输出M以及板厚t的各组合，将能以辅助气体AG的最小消耗量进行良好切割的喷嘴编号目录化。如上述，表1表示喷嘴选择目录Tn的一例。并且，如上述，喷嘴编号与开口直径D的关系在上述表2中表示。

根据表1中表示的喷嘴选择目录Tn能够特别指定相对于板厚t以及输出M的各组合而应选择的喷嘴编号。例如在板厚t为10.0mm的情况、输出M为9kW的情况下，能根据N1号的喷嘴2b进行辅助气体AG最小消耗量下的良好切割。在板厚t为20.0mm的情况下，没有输出M在4kW下能够选择的喷嘴2b，在输出M为6kW或9kW中根据过N3号的喷嘴2b可进行辅助气体AG最小消耗量下的良好切割。

喷嘴选择目录Tn从外部向控制装置5中输入并存储于存储部12中。激光加工装置51使用所存储的喷嘴选择目录Tn如图9所示的流程图所示选择喷嘴2b并执行激光切割。

控制装置5的喷嘴选择部14从存储于存储部12中的加工程序PG中获得接下来进行激光切割的工件W的板厚t(步骤1)，其次，获得在该激光切割中进行照射的激光Ls的输出M(步骤2)。接着，喷嘴选择部14参照喷嘴选择目录Tn把握与在步骤1中获得的板厚t以及输出M对应的喷嘴编号(步骤3)。例如，参照上述表1所示的喷嘴选择目录Tn，如果板厚t为12.0mm、输出M为6kW则选择N2号的喷嘴2b。

喷嘴选择部14以将被选择的N2号的喷嘴2b安装于主体部2a的方式指示喷嘴更换器8，喷嘴更换器8将N2号的喷嘴2b安装于主体部2a(步骤4)。基于来自CPU11的指示，激光振荡器6以输出M＝6kW向加工头2供给激光Ls。另外，辅助气体供给装置7在0.4～0.6MPa的范围内维持辅助气体的气压Pn。另外，驱动部3以向加工程序PG的指定路径照射激光Ls的方式相对于工件W相对地移动加工头2而激光切割工件W(步骤5)。

图10以及图11是表示板厚t(横轴)与辅助气体的消耗量(右纵轴)的关系的图表。并且，该图表也表示板厚t(横轴)与最大切割速度(左纵轴)的关系。图10表示现有的CO₂激光中的辅助气体的消耗量。图11表示使用振荡光纤维激光器的激光振荡器6与基于喷嘴选择目录Tn选择的喷嘴2b的加工方法中的辅助气体AG的消耗量。

根据上述的激光加工方法，通过相对于板厚t为6mm以上的SUS304的板材使用具备与板厚t相应的开口直径D的喷嘴2b，能在0.4～0.6MPa的比较低的气压Pn下进行高速的良好切割。并且，预先准备根据板厚t而能够特别指定在少量的辅助气体AG下可进行良好切割的开口直径D的喷嘴选择目录Tn，通过参照喷嘴选择目录Tn而能够容易地选择最适合的喷嘴2b。根据本实施方式的激光加工装置51以及激光加工方法，如图11所示，能以减少辅助气体AG的消耗量且低成本地激光切割厚板材的工件W。

(间隙Gp)

在上述的方法中，间隙Gp＝0.3mm被包含于固定条件中。发明者进行还将间隙Gp作为参数的测定，会发现毛刺高度以及辅助气体消耗量Q依存于间隙Gp的情况。关于该见解参照图12～图14在以下进行说明。

图12～图14是表示分别间隙Gp＝0.3mm、0.5mm、0.7mm的情况下的气压Pn(横轴)与最大切割速度Vmax(左纵轴)的关系、及气压Pn(横轴)与毛刺高度(右纵轴)的关系的图表。图12表示板厚t＝6mm的SUS304材料的激光切割的情况，图13表示板厚t＝12mm的情况，图14表示板厚t＝20mm的情况。

说明板厚t＝6mm的情况。如图12所示，在气压Pn＝0.4MPa中，间隙Gp＝0.7mm中的毛刺高度更大，不能够良好切割，切割性劣化。在气压Pn＝0.6MPa中，由间隙Gp产生的切割性的差不被认可，可进行良好切割。在气压Pn＝0.8MPa中，间隙Gp＝0.3mm中的毛刺高度更大，不能够良好切割而切割性劣化。在气压Pn为1.0MPa以上中，全部的间隙Gp中不能良好切割而切割性劣化。最大切割速度Vmax在气压Pn＝0.4～1.2MPa下不论间隙Gp如何均为8500～9000mm/min，是良好的。

说明板厚t＝12mm的情况。如图13所示，在气压Pn＝0.4～0.6MPa中，间隙Gp＝0.7mm下的毛刺高度更大，不能够良好切割而切割性劣化。另一方面，在气压Pn为0.8MPa以上中，间隙Gp＝0.7mm情况中的毛刺高度变得更小。即，关于间隙Gp＝0.7mm，气压Pn＝0.8MPa下的毛刺高度比间隙Gp＝0.3mm下的毛刺高度小且能进行良好切割。另外，关于间隙Gp＝0.7mm，比气压Pn为1MPa以上中的毛刺高度比间隙Gp＝0.3以及0.5mm下的毛刺高度小而能进行良好切割。最大切割速度Vmax因间隙Gp产生的差不大，间隙Gp＝0.7mm中的最大切割速度Vmax不论气压Pn如何都比间隙Gp＝0.3以及0.5mm中的最大切割速度Vmax大，维持最优值。

说明板厚t＝20mm的情况。如图14所示，在气压Pn＝0.4MPa中，间隙Gp＝0.5mm以及0.7mm中的毛刺高度更大(Gp＝0.7mm中特别大)，不能够良好切割而切割性劣化。在气压Pn为0.6MPa以上中，没有因间隙Gp产生的显著的差，良好切割成为可能。最大切割速度Vmax在气压Pn＝0.4～1.2MPa下没有因间隙Gp而产生的显著的差，但气压Pn越大，最大切割速度Vmax越小。

根据图12～图14所示的图表能理解间隙Gp越大则可良好切割的气压Pn的最大值就越大。另外，也会理解为存在在气压Pn＝0.4～0.8MPa下即使是不能良好切割的板厚t也通过增大间隙Gp(例如一台阶)而进行良好切割的情况。即使在如此增大间隙Gp的情况下需要减小切割速度且增大气压Pn的微调整，也理解为能够以与气压Pn＝0.6MPa以下的切割速度相同的良好的切割速度进行激光切割的情况(气压Pn越小，最大切割速度Vmax越大)。因此，在增大了间隙Gp的情况下，相比较于气压Pn超过1MPa的情况，能够期待减少辅助气体消耗量Q的情况。

参照图4～图6基于上述示例(降低气压Pn可进行良好切割的示例)而具体地说明。在由于减少辅助气体消耗量Q而减小气压Pn(如Pn＝0.4～0.6MPa)但难以以特定的板厚t(如t＝12mm)进行良好切割的情况下，增大间隙Gp(例如，从Gp＝0.3mm变更为0.5mm)且增大气压Pn(变更为Pn＝0.8MPa)。

图15是表示间隙Gp＝0.3mm、0.5mm、0.7mm中的气压Pn与辅助气体消耗量Q的关系的图表。喷嘴2b的开口直径D是7mm。如图15所示，气压Pn越大，辅助气体消耗量Q越多。不依赖于气压Pn，间隙Gp越大，辅助气体消耗量Q越多。若间隙Gp小，则从喷嘴2b喷出的辅助气体AG从工件W受到的阻力变大，考虑即使主体部2a内的气压Pn相同也要抑制喷出的辅助气体AG的量而抑制消耗量Q。即，从辅助气体消耗量Q的观点，间隙Gp优选小的一方。

因此，通过在间隙Gp＝0.7mm以上中相比于气压Pn＝0.4～0.6MPa大而可进行高速的良好切割(图12～图14所示的倾向)，辅助气体消耗量Q相比于更小的间隙Gp＝0.3mm以及0.5mm的情况也增加。因此，来自降低(最优化)辅助气体消耗量Q的观点的间隙Gp设定方法，接下来说明的方法是有效的。即，模拟控制部13通常较小地设定为间隙Gp＝0.3～0.5mm左右而控制驱动部3(降低辅助气体消耗量Q)。并且，在切割工件W的表面Wa上的局部性起伏显著的部位的情况下为了避免模拟移动中的工件W与喷嘴2b的接触，以暂时增大间隙Gp的方式控制驱动部3。

(喷嘴台阶Hn)

发明者也进行了将喷嘴台阶Hn(轴线CL2方向的内喷嘴部2bb的前端部2bb1与外喷嘴部2ba的前端部2b1的距离)作为参数的测定。其结果，由于喷嘴台阶Hn与毛刺高度的关系、及喷嘴台阶Hn与“良好切割焦点宽度[good-cutting tolerant focal range]”的关系变得清楚，因此参照图16～图20说明。并且，“良好切割焦点宽度”是指可进行良好切割的激光Ls的焦点距离的范围，是为了良好切割可允许的焦点位置的范围[tolerance range ofa focal position for good-cutting]。

图16～图20表示材质、板厚t不同的五种工件W中的测定结果。为了方便，用柱状图表示良好切割焦点宽度(左纵轴)，用曲线图表表示毛刺高度(右纵轴)。图16是板厚t＝4.5mm的热轧钢板(SPH)的测定结果，图17是板厚t＝9.0mm的一般结构用轧钢板(SS400)的测定结果。另外，图18是板厚t＝8.0mm的不锈钢(SUS304)的测定结果，图19是板厚t＝12.0mm的SUS304的测定结果，图20是板厚t＝16.00mm的SUS304的测定结果。喷嘴台阶Hn以0mm、1mm、3mm、5.5mm进行测定。良好切割焦点宽度越大，就越在焦点调节上产生余量。因此，良好切割焦点宽度大的一方在加工动作容易性的观点中是优选的。

如图16(SPH：t＝4.5mm)所示，喷嘴台阶Hn＝5.5mm中的良好切割焦点宽度比Hn＝3mm以下的情况大(Hn＝5.5mm良好)。另一方面，喷嘴台阶Hn＝0中的毛刺高度比Hn＝1mm以上的情况大(Hn＝1mm以上良好)。

良好切割焦点宽度越大，就越能得到以下的优点。在以激光加工装置的制造者向加工现场提供的加工条件(由该制造者进行的推荐加工条件)为基础的加工环境、包括实际的加工现场中的整理材料以及设置机械等的加工环境中会有存在多少差异的情况。此时，假设相对于制造者推荐的激光的焦点位置，加工现场中的实际的激光的焦点位置稍微偏移的情况。即使是这样的情况，只要良好切割焦点宽度(能够良好地切割工件W的焦点位置宽度)大，也能不调整其他条件而良好地切割工件W。

如图17(SS：板厚t＝9.0mm)所示，喷嘴台阶Hn＝0中的良好切割焦点宽度比Hn＝1mm以上的情况小(Hn＝1mm以上良好)。另一方面，喷嘴台阶Hn＝5.5mm中的毛刺高度比Hn＝3mm以下的情况小(Hn＝5.5mm良好)。

如图18(SUS：板厚t＝8.0mm)所示，喷嘴台阶Hn＝0中的良好切割焦点宽度比Hn＝1mm以上的情况小(Hn＝1mm以上良好)。另一方面，喷嘴台阶Hn＝0中的毛刺高度比Hn＝1mm以上的情况大(Hn＝1mm以上良好)。

如图19(SUS：板厚t＝12.0mm)所示，喷嘴台阶Hn＝0中的良好切割焦点宽度比Hn＝1mm以上的情况小(Hn＝1mm以上良好)。另一方面，关于毛刺高度因喷嘴台阶Hn而引起的显著不同不被认可。

如图20(SUS：板厚t＝16.0mm)所示，喷嘴台阶Hn＝0中的良好切割焦点宽度比Hn＝1mm以上的情况小(Hn＝1mm以上良好)。另一方面，喷嘴台阶Hn＝5.5mm中的毛刺高度比Hn＝3mm以下的情况小(Hn＝5.5mm良好)。

根据图16～图20所示的测定结果，关于良好切割焦点宽度，由于喷嘴台阶Hn＝1mm以上与Hn＝0比较同等或更好而优选。而且，喷嘴台阶Hn＝5.5mm由于是Hn＝1mm以上的测定结果中最良的良好切割焦点宽度而更优选。

另一方面，关于毛刺高度，根据喷嘴台阶Hn＝0与Hn＝1mm以上的比较不能确认共通的倾向。可是，喷嘴台阶Hn＝5.5mm由于与Hn＝3mm以下比较同等或更好而更优选。因此，若考虑良好切割焦点宽度以及毛刺高度，优选至少设定为喷嘴台阶Hn＝1mm以上，更优选设定为Hn＝5.5mm。

上述的切割加工条件在用于测定的SUS、SPH、SS以外的SPCC(冷轧钢板)等的铁类材料中也能够同样地执行，得到同样的效果。另外，激光振荡器6振荡的激光并不限于光纤激光器。激光振荡器6振荡的激光可以是与光纤激光器的波长相同的CO₂激光的约1/10左右的波长的直接二极管激光器。即使是直接二极管激光器也能够得到与光纤激光器相同的效果。

(毛刺高度极大)

在参照图4～图6说明的毛刺高度的测定结果中，气压Pn越高，最大切割速度Vmax越降低且毛刺高度越增加。若考虑由辅助气体AG的冷却效果产生的毛刺产生现象，则由于气压Pn越高而辅助气体AG的流量以及流速越增加，因此切口内的熔融金属的冷却被辅助气体AG促进。其结果，熔融金属的粘度上升而熔融金属难以从切口中排出而增加毛刺的高度。可是，由于若板厚t大则妨碍要流经切口的辅助气体AG的流动，因此能抑制由辅助气体AG产生的切口内的熔融金属的冷却促进。

在上述测定条件中的板厚t＝6～20mm的工件W的切割中，板厚t越小则相比于切口内的熔融金属的冷却促进就更利于由气流产生的熔融金属的排出，能抑制毛刺高度。另一方面，板厚t越大就越能抑制切口内的熔融金属的冷却促进，同样地利于由气流产生的熔融金属的排出，能抑制毛刺高度。因此，若板厚t为中间厚度，则相比于由气流产生的熔融金属的排出而利于切口内的熔融金属的冷却促进，提高熔融金属的粘度。其结果，推断具有能抑制熔融金属的排出而毛刺高度变大的情况。

如上述，在能预先确认毛刺高度为极大的板厚t的范围的情况下，通过关于范围增大激光Ls的输出M而可实现良好切割。或者，如在其范围中参照图12等进行说明那样，通过增大气压Pn而可实现良好切割。

(辅助气体AG)

本实施方式的辅助气体供给装置7作为辅助气体AG从罐中供给99.999％的氮气。可以从大气中通过过滤器等精制氮气并供给。该情况下，能够在辅助气体AG中以任意比例(如百分之几)含有氧气。

若与激光Ls一起使用含有百分之几氧气的氮气富氮的辅助气体AG切割软钢，则在切割时会产生氧化反应热。该氧化反应热抑制由辅助气体AG的流动而产生的熔融金属的冷却而抑制熔融金属的粘度上升。其结果，认为促进从切口内部的熔融金属的排出而使毛刺高度变小。即，即使气压Pn＝0.8MPa以上也可进行参照图4～图6说明的良好切割。

在本实施方式的激光加工装置51中，可至少以气压Pn＝0.4～0.6MPa进行铁类厚板材的良好切割。另外，在根据板厚t调整间隙Gp的情况下，能至少以Pn＝0.4～0.8MPa进行铁类厚板材的良好切割。Pn＝0.4～0.6MPa一般来说与打孔加工中的气压相等。因此，不改变气压就能够进行为了切割加工需要从用于打孔加工的气压向高压的切换的现有加工。即，一直以来，不需要打孔加工与切割加工之间的气压Pn的切换。由此，不需要伴随气压Pn切换的气压静定时间而提高加工效率。

(变形例)

激光加工方法以及装置并不限于本实施方式的顺序以及结构，在未脱离其宗旨的范围中可变形。

喷嘴2b可以不是双喷嘴，也可以是单喷嘴。可是，由于一般来说双喷嘴相比于单喷嘴辅助气体消耗量Q少，因此作为喷嘴2b优选使用双喷嘴。另外，在喷嘴2b的内部中并不是均匀内径的空间Va(参照图2)，可以形成直径变化的空间Va。在该情况下，在喷嘴2b的内部中只要形成在前端部2b1附近不会急剧扩径而是缓缓地变径的空间Va(参照图12所举例的多种形状的喷嘴)即可，如果形成那样的空间Va也能够得到同样的效果。

切割性可以不基于毛刺高度进行评价，可以基于切割面的表面粗糙度进行评价。另外，激光加工装置51可以不具备喷嘴更换器8。在该情况下，喷嘴选择部14用声音或图像从输出装置15(参照图1)的向作业者通知(喷嘴信息输出)喷嘴编号。在可进行由喷嘴更换器8进行的喷嘴2b的自动更换的情况下，也优选通过输出装置15通知喷嘴编号。

[实施方式2]

其次，说明使用实施方式1的喷嘴2b与作为辅助气体AAG使用富氮气体AG1进行良好切割的实施方式2(在实施方式1中作为辅助气体AG使用纯度99.999％的氮气[无氧切割])。说明实施方式2的激光加工装置51以及激光加工方法。

如图22所示，激光加工装置A51具备工件工作台A1、加工头A2、驱动部A3以及控制装置A5。在工件工作台1上载置板材的工件AW。加工头A2对载置于工件工作台A1上的板材的工件AW照射激光ALs。驱动部A3使工件工作台A1以及加工头A2中的至少一方移动而使两者的三维相对位置变化。控制装置A5控制加工头A2以及驱动部A3的动作。

另外，激光加工装置A51具备激光振荡器A6以及辅助气体供给装置A7。激光振荡器A6向加工头A2供给光纤维激光的激光ALs。激光振荡器A6输出波长1μm带的激光并向加工头2供给。激光振荡器A6振荡的激光并不限于光纤维激光，也可以是DDL(直接二极管激光)、盘式激光。在激光振荡器A6是光纤维激光振荡器的情况下，光纤维激光振荡器输出波长1060nm～1080nm的激光。在激光振荡器A6是DDL振荡器的情况下，DDL振荡器输出波长910nm～950nm的激光。

辅助气体供给装置A7作为辅助气体AAG向加工头A2供给富氮气体AAG1。辅助气体供给装置A7具备具有气体分离膜过滤器(中空丝膜过滤器)的气体分离单元A7a。辅助气体供给装置A7是将富氮气体AG1作为辅助气体AAG输出的所周知的气体供给装置。并且，本实施方式中的喷嘴A2b可以是与上述喷嘴2b不同的单喷嘴的结构。本实施方式中的辅助气体AAG是含有氧气的富氮气体AAG1，工件AW切割时向切割施加铁与氧气的反应热。即，辅助气体AAG由于不仅是冷却工件AW，因此喷嘴A2b可以是单喷嘴。

控制装置A5具备中央处理装置(CPU)A11、存储部A12以及模拟控制部A13而构成。用于切割工件AW的加工程序APG通过通信接口(未图示)等从外部向控制装置A5供给，储存于存储部A12中。CPUA11以沿由加工程序APG规定的切割路径向工件AW照射激光ALs的方式控制激光振荡器A6以及驱动部A3的动作。激光Ls通过形成于喷嘴A2b的前端部A2b1的开口部A2b2(照射口)沿轴线ACL2向下方射出。将开口部A2b2的内径称为开口直径AD。喷嘴A2b中的前端部A2b1、开口部A2b2以及开口直径AD分别与实施方式1中的喷嘴2b中的前端部2b1、开口部2b2以及开口直径D对应。

在由激光ALs进行的工件AW的切割时使用辅助气体AAG的情况下，CPUA11控制由辅助气体供给装置A7进行的辅助气体AAG的供给动作。辅助气体AAG作为具有包括轴线ACL2的预定横截面形状的流束(例如，圆形截面的流束)，以所期望的气压从开口部A2b2向下方喷射。在此，气压例如作为加工头A2的主体部A2a内的压力，使用辅助气体供给装置A7被控制装置A5控制。

如图23所示，辅助气体供给装置A7从流路上游侧(图23中右侧)依次具备集尘过滤器A7b、气体分离单元A7a以及电磁开闭阀A7c。集尘过滤器A7b例如连接于铺设于工厂内的1.0MPa左右的压缩空气线AP。集尘过滤器A7b除去流入的高压空气内的尘埃。除去了尘埃的高压空气流入气体分离单元A7a的输入口A7a1。向辅助气体供给装置A7的压缩空气的供给不论压缩空气线AP如何都可以是通过与压缩空气线AP独立设置的压缩机。

气体分离单元A7a如上述具有气体分离膜过滤器(中空丝膜过滤器)，利用分子尺寸从空气中分离氧气。因此，被去除了氧气的富氮气体AG1从输出口A7a2流出。另外，被分离的富氧气体AG2从输出口A7a3流出。通常，使用中空丝膜过滤器生成的富氮气体AG1的氮气浓度取决于压缩空气的供给压力、中空丝膜过滤器的多年劣化，是90％以上且小于99.5％(体积比率)。氮气以外的剩余大部分大概是难以被分离的氧气。即，在富氮气体AG1中至少含有0.5％以上且小于10％的氧气。

氮气的浓度考虑伴随多年劣化的过滤器的分离功能降低而设定，伴随使用时间在该范围内降低。即，氮气浓度降低至90％的时刻是中空丝膜过滤器的寿命。富氮气体AG1相比较于使用氮气液化气瓶的99.999％以上的高纯度氮气，氧气的混合比率高。因此，由于富氮气体AG1视为氮气与氧气的混合气体，因此也称为混合气体AG1。另外，辅助气体供给装置A7也是生成富氮气体的富氮气体发生装置。

精制氮气与氧气的混合气体的方法有使用氮气液化气瓶与大气(或者氮气液化气瓶与氧气液化气瓶)混合的方法、通过PSA(Pressure Swing Adsorption)法得到富氮气体并与来自大气(或者氧气液化气瓶)的氧气混合的方法。在这些方法中，需要高价的氮气液化气瓶、PSA装置。可是，在本实施方式中的方法中使用的辅助气体的气压如后述为1.0MPa以下。因此，相对于用超过1.0MPa的高压使用高价的氮气的现有加工方法，本实施方式中的辅助气体的消耗成本会降低。

从输出口A7a2流出的混合气体AG1经过电磁开闭阀A7c向加工头A2的主体部A2a供给。电磁开闭阀A7c的动作被控制装置A5控制。

辅助气体供给装置A7如上述从来自压缩空气线AP的1.0MPa左右的高压气体中生成富氮的混合气体AG1，不升压地从喷嘴A2b的开口部A2b2喷射。通过气体分离单元A7a的混合气体AG1的压力相比于压缩空气线AP的空气也降低，为1.0MPa以下。

如上述，不使用氮气液化气瓶地从空气中生成的富氮的辅助气体AAG作为混合气体AG1生成，生成的混合气体AG1以小于1.0MPa的气压喷射。如果能进行利用该混合气体AG1的良好切割，则不需要高价的液化气瓶。另外，由于因低气压而喷射量少，用于激光切割的成本降低。

将通过辅助气体供给装置A7从空气中生成的混合气体AG1作为辅助气体AAG使用，相比于从前以足够低压的气压＝0.6MPa进行了用于可良好切割铁类板材的条件的实验。另外，评价了可进行良好切割的条件下的切割性以及最适切割速度AV(m/min)。

用于实验的板材的板厚At以及材质、固定条件如下。

板厚At：1.6mm，3.2mm，4.5mm，6.0mm，9.0mm

材质：SPH(热扎钢板)

＜固定条件＞

气压：0.6MPa

激光的输出AM：6kW

喷嘴台阶Hn(参照图2):5.5mm

间隙AGp：0.3mm

切割性基于工件AW的切割部距离与喷嘴A2b相反面(下面)的上述毛刺高度(毛刺的最大尺寸)进行评价。在毛刺高度为作为制品而要求的预先设定的基准值以下的情况下，切割性良好。

实验的结果可以看出，通过选择与板厚At相应的开口直径AD的喷嘴A2b，能够良好切割各板厚At的工件AW。板厚At与可良好切割的喷嘴A2b的开口直径AD的关系如下。

而且，该条件下求出在各板厚At中切割性最良的最适切割速度AV(m/min)，将板厚At作为横轴、将最适切割速度AV作为纵轴表示于图24的图表中。在该图表中，由上述混合气体AG1产生的板厚At(横轴)与最适切割速度AV(纵轴)的关系用实线表示。

在图24的图表中作为比较实验，用虚线表示通过纯度99.999％以上的氮气可进行良好切割的板厚At与最适切割速度AV的关系。此时，用根据板厚At设定的下述标准条件切割相同材料。另外，激光的输出AM与混合气体AG1的情况相同为6kW。

＜标准条件＞

如从图24中清楚，在板厚At为1.6～9.0mm的范围中，使用混合气体AG1的切割方法以比使用氮气的切割高的最适切割速度可进行良好切割。由于以相同的气压且最适切割速度快则能够在短时间内执行预定路径的切割，因此辅助气体AAG的消耗量会变少。相对于氮气的气压最低为1.2MPa，混合气体AG1的气压为一半以下的0.6MPa。因此，可以看出，混合气体AG1(辅助气体AAG)的消耗量相比于氮气的消耗量显著少。

图25是表示由最适切割速度AV进行的各板厚At下的毛刺高度的图表。在板厚At为1.6～9.0mm的全范围中，混合气体AG1的毛刺高度为氮气的毛刺高度以下，混合气体AG1的切割性优异。尤其除了毛刺高度大致相同的板厚At＝4.5mm的情况，混合气体AG1的毛刺高度是氮气的毛刺高度的约一半左右，会清楚能得到极良好的切割性。

根据混合气体AG1，相比较于氮气，能够以低气压、高切割速度、低毛刺高度切割的理由从切割面观察等中如下那样推断。若混合气体AG1的氧气的体积比率为0.5％以上则在切割部位中产生显著的氧化反应，通过其反应热降低切口内的熔融金属的粘度而进一步地扩大熔融范围。通过切口内的熔融范围的扩大而增加熔融金属的总量，除了激光的热量，由氧化反应热产生的加热效果会降低溶解金属的粘度。因此，即使辅助气体AAG为低压，熔融金属也会向切口外排出，切割速度变快。

另外，通过切口内的熔融范围的扩张而扩大切口宽度，降低辅助气体AAG在切口内承受的阻力。因此，在以更低的气压在切口内流过辅助气体AAG成为可能的同时，能维持切口内的熔融金属的排出。作为结果，向1.0MPa以下的气压降低与毛刺高度降低成为可能。即，作为辅助气体AAG使用富氮的混合气体AG1，使气压为1MPa以下，若使用开口直径AD比标准条件大的喷嘴A2b切割中厚板材以及后板材的SPH材料(热轧钢板)，则相比于上述的标准条件，切割速度快、且能够进一步降低毛刺高度(提高切割性)。

(变形例)

激光加工方法以及装置并不限于本实施方式的顺序以及结构，在不脱离其宗旨的范围中可变形。

切割性可以不基于毛刺高度评价，可以将切割面的表面粗糙度等的其他项目组合而综合地评价。另外，被切割材料并不限于SPH，本实施方式的方法以及装置在包括SPC(冷轧钢板)、不锈钢等的铁类材料中也能同样地适用，能得到相同的效果。并且，气压可以不是0.6MPa，只要至少是0.6MPa以上且1.0MPa以下，便能得到同样的效果。而且，控制装置A5可以不配置于激光加工装置A51。例如，控制装置A5可以作为不同个体配置于激光加工装置A51的附近或远离位置，与激光加工装置A51无线或有线通信。

激光加工装置A51可以具有以下的结构。即，激光加工装置A51具有生成波长1μm带的激光的激光振荡器A6、生成氧气浓度0.5％以上且小于10％的富氮气体AG1的富氮气体发生装置即辅助气体供给装置A7。激光加工装置A51还具有设定相对于预定板厚At的喷嘴A2b的开口直径AD并在每块板厚At中存储预先把握的加工条件的存储部A12。存储的加工条件包括最适切割速度AV。在此，将来自辅助气体供给装置A7的氧气浓度为0.5％以上且小于10％的富氮气体AG1作为辅助气体AG使用，在以1.0MPa以下的气压喷射辅助气体AG且用激光ALs切割铁类板材的工件AW时，可切割且切割性最优的切割速度是最适切割速度AV。并且，激光加工装置A51具有从存储于存储部A12中的加工条件中选择与接下来加工的板厚At相应的加工条件并基于已选择的加工条件控制激光振荡器6、辅助气体辅助装置A7以及加工头A2的动作的控制装置A5。

Claims (8)

1.一种激光加工方法，从喷嘴向铁类板材照射光纤维激光器或直接二极管激光器产生的激光，从分别具有不同的开口直径的喷嘴开口部的多个喷嘴中选择具有根据上述板材的板厚预先设定的开口直径的喷嘴开口部的喷嘴并使用，在向上述板材照射上述激光的同时，从上述喷嘴开口部以0.4～1.0MPa的气压向上述板材喷出辅助气体来切割上述板材，该激光加工方法的特征在于，

按照上述激光的每个不同的输出求出对每个不同的上述板厚的利用0.4～1.0MPa的气压下的辅助气体喷射而切割性为良好的上述开口直径并预先制成喷嘴选择目录，在参照上述喷嘴选择目录，选择具有与将要切割的板材的板厚以及上述激光的输出对应的上述开口直径的上述喷嘴开口部的喷嘴时，在能够选择的上述喷嘴具有多个的情况下，选择最大切割速度最大的喷嘴作为使用于切割加工的上述喷嘴。

2.根据权利要求1所述的激光加工方法，其特征在于，

在切割第一板材的第一切割加工之后进行切割第二板材的第二切割加工，在上述第一板材的第一板厚与上述第二板材的第二板厚不同时，

根据相对于上述第一板厚的上述第二板厚的增减对在第一切割加工中使用的上述喷嘴的上述开口直径以及上述激光的输出中的至少一方进行增大或减小来进行上述第二切割加工。

3.根据权利要求1所述的激光加工方法，其特征在于，

在切割第一板材的第一切割加工之后进行切割第二板材的第二切割加工，在上述第一板材的第一板厚与上述第二板材的第二板厚相同的情况下，

增大在上述第一切割加工中使用的上述喷嘴的上述开口直径以及上述激光的输出中的一方且减小另一方来进行上述第二切割加工。

4.根据权利要求1所述的激光加工方法，其特征在于，

上述喷嘴设为具有外喷嘴部以及内喷嘴部的双喷嘴，

上述喷嘴开口部设为上述外喷嘴部的开口部，使上述内喷嘴部的开口部相比于上述外喷嘴部的开口部位于靠沿着上述喷嘴的轴线的里侧。

5.根据权利要求1所述的激光加工方法，其特征在于，

在上述板材是不锈钢的情况下，以0.4～0.8MPa的气压喷出上述辅助气体。

6.一种激光加工装置，其特征在于，

具备：

具有射出激光且喷出辅助气体的喷嘴开口部的喷嘴；

通过光纤维激光器或直接二极管激光器供给从上述喷嘴开口部射出的激光的激光振荡器；

供给从上述喷嘴开口部喷出的上述辅助气体的辅助气体供给装置；

存储部，其存储有，对每个铁类板材中的作为切割对象的多个板厚，将利用0.4～1.0MPa的气压下的辅助气体喷射而切割性为良好的上述喷嘴开口部的开口直径与上述激光的每个不同的输出对应起来的喷嘴选择目录；以及

喷嘴选择部，其在参照存储于上述存储部中的上述喷嘴选择目录，选择具有与接下来切割的板材的板厚以及上述激光的输出对应的开口直径的上述喷嘴开口部的喷嘴时，在能够选择的上述喷嘴具有多个的情况下，选择最大切割速度最大的喷嘴。

7.根据权利要求6所述的激光加工装置，其特征在于，

上述喷嘴是具有外喷嘴部以及内喷嘴部的双喷嘴，

上述喷嘴开口部是上述外喷嘴部的开口部，

上述内喷嘴部的开口部相比于上述外喷嘴部的开口部位于靠沿着上述喷嘴的轴线的里侧。

8.根据权利要求6所述的激光加工装置，其特征在于，

上述喷嘴选择部向外部输出特定已选择的上述喷嘴的信息。

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