FR2982185A1

FR2982185A1 - Cutting part using laser beam, comprises focusing laser beam along propagation axis in direction of part to be cut, bringing focused laser beam to part by first pipe provided with output orifice, and distributing gas jet by second pipe

Info

Publication number: FR2982185A1
Application number: FR1160050A
Authority: FR
Inventors: Philippe Lefebvre; Isabelle Debecker; Thomas Jouanneau; Karim Chouf
Original assignee: Air Liquide SA; LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Current assignee: Air Liquide SA; LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Priority date: 2011-11-07
Filing date: 2011-11-07
Publication date: 2013-05-10

Abstract

The method comprises focusing a laser beam (22) along a propagation axis (2) in a direction of a part (30) to be cut, bringing the focused laser beam to the part by a first pipe provided with an output orifice (15a), distributing a gas jet (5) by a second pipe provided with an output orifice, where the second pipe is distinct and independent of the first pipe, directing the gas jet towards an interaction zone between the laser beam and the part, and cutting the part by the focused laser beam and the gas jet. The gas jet is directed to form an angle of 25-55[deg] with the propagation axis. The method comprises focusing a laser beam (22) along a propagation axis (2) in a direction of a part (30) to be cut, bringing the focused laser beam to the part by a first pipe provided with an output orifice (15a), distributing a gas jet (5) by a second pipe provided with an output orifice, where the second pipe is distinct and independent of the first pipe, directing the gas jet towards an interaction zone between the laser beam and the part, and cutting the part by the focused laser beam and the gas jet. The gas jet distributed by the second pipe is directed to form an angle of 25-55[deg] with the propagation axis of the laser beam. The gas jet is delivered to a rear of the laser beam according to a cutting direction. The output orifice of the second pipe includes a section in a form of slit of a longitudinal dimension (0.8-7 mm) larger than a transverse dimension (0.2-0.5 mm) of the section. The section of the output orifice of the second pipe is a rectangular section and an oblong section. The output orifice of the second pipe is positioned at a distance of 0.8-3 mm from a surface of the part. The second pipe comprises an internal profile of rectilinear form. The laser beam has a power of 0.5-8 kW. The laser beam is generated by a laser generator of carbon dioxide type and Yttrium aluminum garnet types. An independent claim is included for a laser installation.

Description

L'invention a trait à un procédé de coupage par faisceau laser dont la consommation de gaz est réduite grâce à l'utilisation d'un jet de gaz présentant un angle d'inclinaison par rapport à l'axe de propagation du faisceau laser, ainsi qu'une installation de coupage laser apte à mettre en oeuvre ledit procédé.The invention relates to a laser beam cutting method whose gas consumption is reduced by the use of a gas jet having an angle of inclination with respect to the axis of propagation of the laser beam, and that a laser cutting facility capable of implementing said method.

Le coupage par faisceau laser nécessite l'utilisation d'un jet de gaz pour évacuer le métal fondu par le faisceau laser hors de la saignée de découpe. Le jet de gaz est généralement distribué par une buse de coupage laser, le plus souvent en cuivre, comprenant un conduit interne unique ayant pour fonctions de laisser passer le faisceau laser et de distribuer le gaz jusqu'à la zone d'interaction entre le faisceau laser et la pièce à couper. Habituellement, ces conduits ont un orifice de sortie de forme circulaire et sont coaxiaux au faisceau laser, c'est-à-dire que l'axe central du conduit est aligné avec l'axe de propagation du faisceau laser. Le jet de gaz distribué par le conduit et le faisceau laser sont ainsi coaxiaux et se propage selon une direction généralement perpendiculaire à la surface de la pièce à couper. Généralement, le profil du conduit interne d'une buse de coupage laser est à symétrie rotationnelle et comprend une section de forme tronconique, avec ou sans canal cylindrique de sortie, ou tronconique de type convergent/divergent (i.e. tuyère de Laval) ou toute autre géométrie adaptée.Laser beam cutting requires the use of a gas jet to evacuate the molten metal from the laser beam out of the cutting groove. The jet of gas is generally distributed by a laser cutting nozzle, usually made of copper, comprising a single internal conduit whose functions are to let the laser beam pass and to distribute the gas to the interaction zone between the beam laser and the piece to cut. Usually, these conduits have a circular-shaped exit orifice and are coaxial with the laser beam, i.e., the central axis of the conduit is aligned with the axis of propagation of the laser beam. The jet of gas distributed by the conduit and the laser beam are coaxial and propagates in a direction generally perpendicular to the surface of the workpiece. Generally, the profile of the internal duct of a laser cutting nozzle is rotational symmetrical and comprises a frustoconical section, with or without a cylindrical exit channel, or frustoconical convergent / divergent type (ie Laval nozzle) or any other adapted geometry.

Les diamètres des orifices de sortie de ces conduits sont généralement compris entre 0.8 et 3 mm. Des exemples de buses comprenant de tels conduits montées sur des têtes de coupage laser sont notamment donnés dans les documents US-A-5192847 et US-A-2011/0210109, ainsi qu'en Figure 1A.The diameters of the outlet orifices of these conduits are generally between 0.8 and 3 mm. Examples of nozzles comprising such conduits mounted on laser cutting heads are given in particular in US-A-5192847 and US-A-2011/0210109, as well as in Figure 1A.

Afin de permettre une découpe sans défaut, c'est-à-dire sans bavure adhérente, avec des faces lisses et/ou non oxydées, il est nécessaire d'utiliser des pressions de gaz élevées, en général de plusieurs bar, dans la tête de focalisation afin de permettre au gaz de rentrer dans la saignée pour chasser efficacement le métal en fusion. Or, une grande partie du gaz utilisé, typiquement entre 50 et 90% du débit de gaz distribué par la buse, n'a aucune action sur le processus de découpe, c'est-à-dire sur l'expulsion du métal en fusion, car elle part sur les cotés de la saignée de découpe. Ces pertes de gaz sont en fait dues à l'énorme différence entre la section de passage de l'orifice de sortie du conduit interne de la buse et la section de la tâche focale du faisceau laser. Ainsi, à titre indicatif, la section de passage d'une buse avec orifice de sortie de diamètre égal à 1.5 mm est 25 fois plus importante que la section de la tache focale créée par le faisceau laser traversant cette buse.In order to allow a flawless cutting, that is to say without adhering burr, with smooth and / or non-oxidized faces, it is necessary to use high gas pressures, generally several bars, in the head focusing to allow the gas to enter the kerf to effectively chase the molten metal. However, a large part of the gas used, typically between 50 and 90% of the gas flow distributed by the nozzle, has no effect on the cutting process, that is to say on the expulsion of the molten metal. because it goes on the sides of the cutting bleed. These gas losses are in fact due to the enormous difference between the passage section of the outlet orifice of the inner duct of the nozzle and the section of the focal spot of the laser beam. Thus, as an indication, the passage section of a nozzle with an outlet orifice of diameter equal to 1.5 mm is 25 times greater than the section of the focal spot created by the laser beam passing through this nozzle.

Il en résulte des débits et donc des consommations de gaz importants, alors qu'une majeure partie de celui-ci n'est pas utile au procédé. Pour tenter d'augmenter la proportion de gaz d'assistance pénétrant dans la saignée de découpe et réduire la consommation de gaz, une méthode serait d'utiliser un conduit de gaz dont le diamètre de l'orifice de sortie serait réduit, dans l'idéal à un diamètre proche de la largeur de la saignée de découpe, c'est-à-dire de l'ordre de 0.2 à 0.5 mm. Toutefois, le faisceau laser se propageant à travers le même conduit, la réduction du diamètre du conduit augmenterait considérablement le risque d'échauffement de la buse lors du passage du faisceau laser de forte puissance par ce conduit, ce qui détériorerait les 10 performances de découpe. On peut remédier à ce problème en utilisant des conduits distincts pour amener le faisceau laser jusqu'à la pièce à couper et distribuer le jet de gaz au niveau du point d'impact du faisceau laser sur la pièce. Pour cela, le conduit de gaz est orienté de manière à ce que l'axe de propagation du jet de gaz distribué forme un angle d'inclinaison avec l'axe de propagation 15 du faisceau laser. De cette façon on peut réduire le diamètre de l'orifice circulaire du conduit de gaz à un diamètre proche de celui de la saignée de découpe, sans que cela ne gêne le passage du faisceau laser. Néanmoins, utiliser un jet de gaz émis par un conduit dont l'orifice circulaire a un diamètre proche de la largeur de la saignée de découpe entraîne une réduction de la dimension 20 longitudinale du jet, c'est-à-dire dans la direction de découpe, en particulier de la dimension du jet couvrant le front de la saignée de découpe, ce qui réduit l'efficacité du processus d'expulsion du métal fondu et engendre l'apparition de défauts sur les faces de coupe. Pour que le jet de gaz agisse efficacement sur le métal fondu recouvrant le front de la saignée de découpe, on utilise avantageusement un conduit de distribution de gaz dont l'orifice 25 de sortie a une section de passage ayant la forme d'une fente, c'est-à-dire possède une dimension longitudinale plus grande que sa dimension transverse. De telles géométries de conduits de distribution de gaz sont décrites dans les documents DE-A-102008025044 et EP-A-1618985A1. Ainsi, DE-A-102008025044 a proposé d'utiliser des buses présentant de multiples 30 orifices dont les sections ne sont pas à symétrie rotationnelle et dont les conduits de distribution de gaz présentent un angle d'inclinaison par rapport à l'axe du faisceau laser. Toutefois, dans ce procédé, le conduit central de passage du faisceau laser délivre également un jet de gaz principal simultanément aux jets auxiliaires, ce qui ne résout pas le problème de la réduction du débit de gaz, i.e. de la réduction de la consommation de gaz en 35 coupage laser, et voire même, l'aggrave.This results in flow rates and therefore significant gas consumption, while a major part of it is not useful to the process. In an attempt to increase the proportion of assisting gases entering the cutting groove and to reduce gas consumption, one method would be to use a gas pipe with a reduced exit port diameter in the ideal to a diameter close to the width of the cutting groove, that is to say of the order of 0.2 to 0.5 mm. However, since the laser beam propagates through the same conduit, reducing the diameter of the conduit would greatly increase the risk of heating the nozzle during the passage of the high power laser beam through this conduit, which would degrade the cutting performance. . This problem can be remedied by using separate conduits to bring the laser beam to the workpiece and distribute the jet of gas at the point of impact of the laser beam on the workpiece. For this, the gas duct is oriented so that the propagation axis of the distributed gas jet forms an inclination angle with the axis of propagation of the laser beam. In this way it is possible to reduce the diameter of the circular orifice of the gas conduit to a diameter close to that of the cutting groove, without this hindering the passage of the laser beam. Nevertheless, using a jet of gas emitted by a duct whose circular orifice has a diameter close to the width of the cutting groove results in a reduction in the longitudinal dimension of the jet, that is to say in the direction of rotation. cutting, in particular the size of the jet covering the front of the cutting groove, which reduces the efficiency of the expulsion process of the molten metal and causes the appearance of defects on the cutting faces. In order for the jet of gas to act effectively on the molten metal covering the cutting edge front, a gas distribution pipe is advantageously used, the outlet orifice of which has a slit-like passage section. that is to say, has a longitudinal dimension greater than its transverse dimension. Such geometries of gas distribution conduits are described in DE-A-102008025044 and EP-A-1618985A1. Thus, DE-A-102008025044 proposed to use nozzles having multiple orifices whose sections are not rotational symmetrical and whose gas distribution ducts have an angle of inclination with respect to the axis of the beam laser. However, in this method, the central conduit for passing the laser beam also delivers a main gas jet simultaneously with the auxiliary jets, which does not solve the problem of reducing the gas flow rate, ie the reduction in gas consumption. in laser cutting, and even aggravates it.

Par ailleurs, EP-A-1618985 a aussi proposé d'utiliser un jet de gaz supersonique incliné par rapport à l'axe du faisceau laser pour améliorer les performances de découpe des matériaux céramiques. Le jet de gaz est émis par un conduit dont le profil est du type convergent-divergent, i.e. à géométrie de Laval. Le conduit de ce type de buses présente, le long de la direction de propagation du jet de gaz, une première section dite convergente où le diamètre de passage de gaz est progressivement réduit, un étranglement au niveau duquel le diamètre de passage de gaz est minimal, suivi d'une section dite divergente où le diamètre de passage de gaz augmente progressivement jusqu'à l'orifice de sortie de la buse. Cette géométrie particulière rend la conception et la fabrication de ces buses beaucoup plus complexe et couteuse que celles des buses standard. Les caractéristiques dynamiques du jet de gaz produit sont également beaucoup plus sensibles à l'état de surface des parois du canal dans lequel se propage le gaz. Ainsi, une rugosité trop élevée conduit à la dégradation des conditions d'écoulement du jet dans la saignée de découpe. Au vu de cela, le problème qui se pose est de permettre une découpe efficace des matériaux métalliques, en particulier l'acier, l'acier inoxydable, et l'aluminium et ses alliages, ne présentant pas les problèmes ci-dessus, notamment sans engendrer une forte consommation de gaz de coupe ou sans avoir recours à des buses de géométries complexes. Dit autrement, le but de la présente invention est de résoudre les problèmes exposés précédemment en proposant un procédé de coupage laser avec une consommation de gaz réduite, sans gêner le passage du faisceau laser, tout en maintenant une couverture suffisante du front de découpe par le jet de gaz et en conservant un conduit de distribution de gaz de géométrie simple. La solution de l'invention est un procédé de coupage par faisceau laser d'une pièce à découper, dans lequel : a) on focalise un faisceau laser le long d'un axe de propagation en direction de la pièce à découper, b) on amène le faisceau laser focalisé jusqu'à la pièce à découper par un premier conduit muni d'un orifice de sortie, ledit premier conduit ne distribuant aucun jet de gaz, c) on distribue un jet de gaz par un deuxième conduit muni d'un orifice de sortie, ledit deuxième conduit étant distinct et indépendant du premier conduit, d) on dirige le jet de gaz vers la zone d'interaction entre le faisceau laser et la pièce à découper, et e) on découpe la pièce au moyen du faisceau laser focalisé et du jet de gaz, caractérisé en ce que le jet de gaz distribué par le deuxième conduit est orienté de manière à former un angle avec l'axe de propagation du faisceau laser compris entre 10 et 80°.Furthermore, EP-A-1618985 has also proposed using a supersonic gas jet inclined with respect to the axis of the laser beam to improve the cutting performance of ceramic materials. The jet of gas is emitted by a duct whose profile is of the convergent-divergent type, i.e. Laval geometry. The duct of this type of nozzle has, along the direction of propagation of the gas jet, a first so-called convergent section where the gas passage diameter is progressively reduced, a throat at which the gas flow diameter is minimal. followed by a so-called diverging section where the gas passage diameter increases progressively to the outlet orifice of the nozzle. This particular geometry makes the design and manufacture of these nozzles much more complex and expensive than those of standard nozzles. The dynamic characteristics of the gas jet produced are also much more sensitive to the surface condition of the walls of the channel in which the gas is propagated. Thus, a too high roughness leads to the degradation of the flow conditions of the jet in the cutting groove. In view of this, the problem is to allow efficient cutting of metallic materials, in particular steel, stainless steel, and aluminum and its alloys, not having the above problems, especially without generate a high consumption of cutting gas or without the use of nozzles of complex geometries. In other words, the object of the present invention is to solve the problems described above by proposing a laser cutting method with a reduced gas consumption, without hindering the passage of the laser beam, while maintaining sufficient coverage of the cutting edge by the gas jet and retaining a gas distribution conduit of simple geometry. The solution of the invention is a laser beam cutting method of a workpiece, in which: a) a laser beam is focused along an axis of propagation in the direction of the piece to be cut, b) brings the focused laser beam to the workpiece by a first conduit having an outlet, said first conduit dispensing no jet of gas, c) distributing a jet of gas through a second conduit provided with a outlet orifice, said second duct being distinct and independent of the first duct, d) directing the jet of gas towards the zone of interaction between the laser beam and the piece to be cut, and e) cutting the piece by means of the beam focused laser and gas jet, characterized in that the gas jet distributed by the second conduit is oriented to form an angle with the axis of propagation of the laser beam between 10 and 80 °.

En effet, les inventeurs de la présente invention ont mis en évidence qu'il était possible d'obtenir de bonnes performances de découpe sur les matériaux métalliques sans utiliser de jet de gaz coaxial au faisceau laser ni de géométrie de canal complexe, telle une géométrie de Laval, simplement en orientant le jet de gaz de manière à former un angle 0 compris entre 10 et 80°, de préférence entre 20 et 70°, et plus avantageusement entre 25 et 55°, avec l'axe de propagation du faisceau laser, ledit faisceau n'étant donc pas distribué la buse distribuant ledit jet de gaz. Par ailleurs, selon le mode de réalisation considéré, l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - le jet de gaz forme un angle avec l'axe de propagation du faisceau laser compris entre 20 et 70°, de préférence entre 25 et 55°. - le jet de gaz est délivré à l'arrière du faisceau laser selon la direction de découpe. - le jet de gaz est délivré par un deuxième conduit dont l'orifice de sortie a une section en forme de fente d'une dimension longitudinale plus grande que sa dimension transverse. - le jet de gaz est délivré par un deuxième conduit dont l'orifice de sortie a une section de forme rectangulaire. - le jet de gaz est délivré par un deuxième conduit dont l'orifice de sortie a une section de forme oblongue. - la section de l'orifice de sortie du deuxième conduit a une dimension longitudinale comprise entre 0.6 et 8 mm, de préférence entre 0.8 et 7 mm. - la section de l'orifice de sortie du deuxième conduit a une dimension transverse comprise entre 0.2 et 1 mm, de préférence entre 0.2 et 0.5 mm. - l'orifice de sortie du deuxième conduit est positionné à une distance de la surface de la pièce à découper comprise entre 0.5 et 4 mm, de préférence entre 0.8 et 3 mm. - le deuxième conduit a un profil interne de forme rectiligne. - le faisceau laser a une puissance comprise entre 0.1 et 25 kW, de préférence entre 0.5 et 8 kW. - on génère le faisceau laser par un générateur laser est de type CO2, YAG, à fibres ou à disques. - la pièce à découper est en matériau métallique choisi parmi les alliages ferreux, cuivreux, d'aluminium ou de titane, de préférence la pièce à découper est en acier inoxydable ou en acier doux. L'invention concerne aussi une installation de coupage laser comprenant un générateur laser émettant un faisceau laser, une tête de focalisation reliée au générateur laser, ladite tête de focalisation comprenant au moins une optique de focalisation et un premier conduit de passage du faisceau laser focalisé, une commande numérique de déplacement relatif de la pièce à découper par rapport au faisceau laser focalisé et un deuxième conduit de distribution de gaz selon l'invention, caractérisée en ce que ladite installation comprend en outre une source de gaz unique alimentant seulement le deuxième conduit de distribution de gaz de manière à distribuer un jet de gaz uniquement par ledit deuxième conduit de distribution de gaz, le deuxième conduit étant muni de moyens de déplacement connectés à la commande numérique pour déplacer le deuxième conduit en rotation autour de l'axe de propagation du faisceau laser. L'invention va maintenant être mieux comprise grâce à la description détaillée suivante faite en références aux Figures annexées parmi lesquelles : - la Figure lA schématise une tête de focalisation d'une installation de coupage laser comprenant une buse à conduit interne classique, - la Figure 1B schématise la section de la tâche focale du faisceau laser et la section de passage de l'orifice de sortie d'un conduit interne classique de buse, - la Figure 2A est une vue en coupe d'un jet de gaz selon l'invention dans le plan de la direction de découpe laser, - la Figure 2B est une vue en coupe d'un jet de gaz selon l'invention dans un plan perpendiculaire à la direction de découpe laser, et - les Figures 3A et 3B illustrent un mode de réalisation de l'invention. La Figure lA représente la tête de focalisation 20 d'une installation de coupage laser classique, à laquelle est fixée une buse laser 21 classique dont le conduit interne 23 est traversée par un faisceau laser focalisé 22 et par du gaz d'assistance (flèche 24) servant à expulser le métal fondu par le faisceau hors de la saignée 31 de coupe formée par le faisceau 22 dans la pièce métallique à couper 30, par exemple une tôle en acier ou en acier inoxydable. Le gaz d'assistance peut être un gaz actif, tel de l'oxygène, de l'air, du CO2, de l'hydrogène, ou un gaz inerte, tel l'argon, l'azote, l'hélium, ou un mélange de plusieurs ces gaz actifs et/ou inertes. La composition du gaz est choisie notamment en fonction de la nature de la pièce à couper. Le faisceau qui vient impacter la pièce va y fondre le métal qui sera expulsé en-dessous de la pièce par la pression du gaz d'assistance.Indeed, the inventors of the present invention have demonstrated that it was possible to obtain good cutting performance on metallic materials without using coaxial gas jet to the laser beam or complex channel geometry, such as geometry. Laval, simply by orienting the jet of gas to form an angle 0 between 10 and 80 °, preferably between 20 and 70 °, and more preferably between 25 and 55 °, with the axis of propagation of the laser beam , said beam not being distributed the nozzle distributing said jet of gas. Moreover, according to the embodiment considered, the invention may comprise one or more of the following features: the gas jet forms an angle with the axis of propagation of the laser beam of between 20 and 70 °, preferably between 25 and 55 °. the jet of gas is delivered to the rear of the laser beam in the cutting direction. the jet of gas is delivered by a second duct whose exit orifice has a slit-shaped section with a longitudinal dimension larger than its transverse dimension. the jet of gas is delivered by a second duct whose exit orifice has a section of rectangular shape. the jet of gas is delivered by a second duct whose exit orifice has an oblong section. the section of the outlet orifice of the second duct has a longitudinal dimension of between 0.6 and 8 mm, preferably between 0.8 and 7 mm. the section of the outlet orifice of the second conduit has a transverse dimension of between 0.2 and 1 mm, preferably between 0.2 and 0.5 mm. the outlet orifice of the second duct is positioned at a distance from the surface of the piece to be cut between 0.5 and 4 mm, preferably between 0.8 and 3 mm. the second conduit has an internal profile of rectilinear shape. the laser beam has a power of between 0.1 and 25 kW, preferably between 0.5 and 8 kW. the laser beam is generated by a laser generator of the CO2, YAG, fiber or disk type. - The workpiece is made of metal material selected from ferrous alloys, cuprous, aluminum or titanium, preferably the workpiece is made of stainless steel or mild steel. The invention also relates to a laser cutting installation comprising a laser generator emitting a laser beam, a focusing head connected to the laser generator, said focusing head comprising at least one focusing optics and a first conduit for passing the focused laser beam, a numerical control of relative displacement of the workpiece relative to the focused laser beam and a second gas distribution conduit according to the invention, characterized in that said installation further comprises a single gas source supplying only the second conduit of distributing gas so as to dispense a jet of gas only through said second gas distribution duct, the second duct being provided with displacement means connected to the digital control to move the second duct in rotation around the axis of propagation of the laser beam. The invention will now be better understood thanks to the following detailed description given with reference to the appended figures in which: FIG. 1A shows a focusing head of a laser cutting installation comprising a conventional internal conduit nozzle, FIG. 1B schematizes the section of the focal spot of the laser beam and the passage section of the outlet orifice of a conventional internal nozzle duct; FIG. 2A is a sectional view of a gas jet according to the invention; in the plane of the laser cutting direction, - Figure 2B is a sectional view of a gas jet according to the invention in a plane perpendicular to the laser cutting direction, and - Figures 3A and 3B illustrate a embodiment of the invention. FIG. 1A shows the focusing head 20 of a conventional laser cutting installation, to which a conventional laser nozzle 21 is attached, the internal conduit 23 of which is traversed by a focused laser beam 22 and by assist gas (arrow 24 ) for expelling the molten metal by the beam out of the cutting groove 31 formed by the beam 22 in the metal part to be cut 30, for example a sheet steel or stainless steel. The assist gas may be an active gas, such as oxygen, air, CO2, hydrogen, or an inert gas, such as argon, nitrogen, helium, or mixing several of these active and / or inert gases. The composition of the gas is chosen in particular according to the nature of the piece to be cut. The beam that impacts the part will melt the metal that will be expelled below the workpiece by the pressure of the assist gas.

La Figure 1B permet de bien visualiser la section S1 de passage de l'orifice 24 de la buse 21 par rapport à la taille S2 de la tâche focale du faisceau 22. Comme on le voit, la section Si est très supérieure à la taille S2 de la tâche focale du faisceau 22, ce qui engendre, avec les buses classiques, une consommation élevée de gaz d'assistance dont seulement une faible proportion va servir à expulser le métal fondu hors de la saignée de coupe 31.FIG. 1B makes it possible to clearly visualize the section S1 of passage of the orifice 24 of the nozzle 21 with respect to the size S2 of the focal spot of the beam 22. As can be seen, the section Si is much larger than the size S2 the focal task of the beam 22, which generates, with the conventional nozzles, a high consumption of assist gas which only a small proportion will be used to expel the molten metal out of the cutting groove 31.

Pour réduire considérablement la consommation de gaz nécessaire à l'opération de découpe, la présente invention propose un procédé de coupage laser amélioré mettant en oeuvre un débit de gaz et/ou une pression de gaz réduits, sans gêner le passage du faisceau laser, tout en maintenant une couverture suffisante du front de découpe par le jet de gaz, et en conservant une géométrie simple du conduit de distribution de gaz. Pour cela, selon l'invention, le procédé de coupage laser met en oeuvre un jet de gaz orienté de manière à ce que l'axe de propagation du jet de gaz forme un angle d'inclinaison avec l'axe de propagation du faisceau laser, à savoir un angle compris entre 10 et 80°, de préférence entre 20 et 70°, et avantageusement entre 25 et 55°. En effet, le fait de travailler avec un jet de gaz incliné permet d'utiliser des conduits distincts pour, d'une part, amener le faisceau laser jusqu'à la pièce à couper et d'autre part, distribuer le jet de gaz au niveau du point d'impact du faisceau laser sur la pièce. Le faisceau laser et le jet de gaz n'empruntent plus le même conduit. Ceci autorise à réduire la section de passage de gaz, en particulier la dimension transverse de la section de passage, sans que cela ne gêne le passage du faisceau laser. Par conséquent, le débit de gaz utilisé pour l'opération de découpe laser est considérablement réduit par rapport au débit de gaz utilisé avec une buse de coupage laser dont le conduit central délivre un jet de gaz coaxial au faisceau laser. De plus, la pression de gaz nécessaire au procédé de découpe et, par conséquent, le débit de gaz sont aussi réduits par le fait que le jet de gaz impacte sur le front de découpe généré par le laser avec un angle d'inclinaison. Cette opération permet d'accroitre l'amplitude des forces de friction résultant des contraintes de cisaillement exercées par le gaz sur le front de découpe. L'efficacité du gaz pour chasser le métal fondu hors de la saignée s'en trouve améliorée, ce qui favorise l'obtention de faces de coupes droites et sans bavure. Le jet de gaz est donc apte, à lui seul, à expulser efficacement le métal fondu, et ce, quelle que soit la puissance et la longueur d'onde du faisceau laser. Il n'est plus nécessaire que le conduit central de passage de faisceau soit alimenté en gaz, ce qui réduit considérablement la consommation de gaz nécessaire à l'opération de découpe laser. Ainsi, le procédé de l'invention se caractérise principalement par l'utilisation d'un jet de gaz incliné par rapport à l'axe du faisceau laser et distribué par un conduit de gaz distinct et indépendant du conduit de passage du faisceau laser, ledit conduit de passage du faisceau n'étant pas alimenté en gaz. La Figure 2A illustre la mise en oeuvre d'un procédé de coupage selon l'invention. Le faisceau laser focalisé 22 se propage selon un axe de propagation 2 à travers un conduit 15 muni d'un orifice de sortie 15a, de préférence de section circulaire, et est focalisé sur une pièce à découper 30.To significantly reduce the gas consumption required for the cutting operation, the present invention provides an improved laser cutting method employing a reduced gas flow rate and / or gas pressure without interfering with the passage of the laser beam. maintaining a sufficient coverage of the cutting edge by the jet of gas, and maintaining a simple geometry of the gas distribution conduit. For this, according to the invention, the laser cutting method uses a jet of gas oriented so that the axis of propagation of the gas jet forms an angle of inclination with the axis of propagation of the laser beam , namely an angle of between 10 and 80 °, preferably between 20 and 70 °, and preferably between 25 and 55 °. Indeed, the fact of working with an inclined gas jet makes it possible to use separate conduits to, on the one hand, bring the laser beam to the workpiece to be cut and on the other hand, to distribute the jet of gas at level of the point of impact of the laser beam on the part. The laser beam and the jet of gas no longer use the same conduit. This allows to reduce the gas passage section, in particular the transverse dimension of the passage section, without this hindering the passage of the laser beam. As a result, the gas flow rate used for the laser cutting operation is considerably reduced with respect to the gas flow rate used with a laser cutting nozzle whose central duct delivers a coaxial gas jet to the laser beam. In addition, the gas pressure necessary for the cutting process and, consequently, the gas flow rate are also reduced by the fact that the jet of gas impinges on the cutting edge generated by the laser with an inclination angle. This operation makes it possible to increase the amplitude of the frictional forces resulting from the shear stresses exerted by the gas on the cutting edge. The efficiency of the gas to drive the molten metal out of the kerf is improved, which favors obtaining faces of straight cuts without burr. The jet of gas is therefore able, by itself, to effectively expel the molten metal, and regardless of the power and wavelength of the laser beam. It is no longer necessary for the central beam duct to be supplied with gas, which considerably reduces the gas consumption required for the laser cutting operation. Thus, the method of the invention is characterized mainly by the use of a gas jet inclined relative to the axis of the laser beam and distributed by a separate gas conduit and independent of the conduit for the passage of the laser beam, said passage duct of the beam not being supplied with gas. Figure 2A illustrates the implementation of a cutting method according to the invention. The focused laser beam 22 propagates along an axis of propagation 2 through a conduit 15 provided with an outlet orifice 15a, preferably of circular section, and is focused on a piece to be cut 30.

Le conduit 15 n'est relié à aucun dispositif d'alimentation en gaz et ne distribue aucun jet de gaz. Le jet de gaz 5 est distribué par un conduit 14 alimenté en gaz, c'est-à-dire relié à un dispositif tel une bouteille de gaz, une capacité de stockage ou un réseau de distribution de gaz, et muni d'un orifice de sortie 14a. Le jet de gaz 5 est orienté de manière à former un angle d'inclinaison 0 par rapport à l'axe de propagation 2 du faisceau laser 22. En d'autres termes, l'axe de propagation central du jet est incliné d'un angle 0 par rapport à l'axe de propagation 2 du faisceau laser 22. Pour cela, l'axe central 13 du conduit 14 de distribution de gaz est incliné d'un angle 0 de manière à ce que le jet de gaz présente le même angle d'inclinaison par rapport à l'axe du faisceau laser. Les axes de propagation du jet 5 et l'axe central du conduit 14 sont ainsi confondus en l'axe 13. L'angle d'inclinaison 0 du jet de gaz 5 par rapport à l'axe de propagation 2 du faisceau laser 22 est compris entre 10 et 80°, de préférence entre 20 et 70°, et avantageusement entre 25 et 55°. Le jet de gaz 5 est délivré par un conduit de gaz 14 dont l'orifice de sortie 14a a une section en forme de fente. Autrement dit, l'orifice de sortie 14a a une section d'une dimension longitudinale 8 plus grande que sa dimension transverse 10.The conduit 15 is not connected to any gas supply device and does not dispense any jet of gas. The jet of gas 5 is distributed by a conduit 14 fed with gas, that is to say connected to a device such as a gas cylinder, a storage capacity or a gas distribution network, and provided with an orifice output 14a. The jet of gas 5 is oriented so as to form an inclination angle θ with respect to the axis of propagation 2 of the laser beam 22. In other words, the central axis of propagation of the jet is inclined by angle 0 relative to the axis of propagation 2 of the laser beam 22. For this, the central axis 13 of the gas distribution duct 14 is inclined at an angle θ so that the jet of gas has the same angle of inclination with respect to the axis of the laser beam. The propagation axes of the jet 5 and the central axis of the duct 14 thus coincide in the axis 13. The inclination angle θ of the gas jet 5 with respect to the propagation axis 2 of the laser beam 22 is between 10 and 80 °, preferably between 20 and 70 °, and preferably between 25 and 55 °. The jet of gas 5 is delivered by a gas duct 14 whose outlet 14a has a slit-shaped section. In other words, the outlet orifice 14a has a section of a longitudinal dimension 8 larger than its transverse dimension 10.

Comme illustré sur le schéma de la Figure 2A, on entend par dimension longitudinale 8 la longueur de la section de l'orifice de sortie 14a selon un axe perpendiculaire à l'axe de propagation 13 du jet de gaz 5 et tangentiel au plan formé par la direction de découpe 4 et l'axe de propagation 2 du faisceau laser. Comme illustré sur le schéma de la Figure 2B, on entend par dimension transverse 10 la longueur de la section de l'orifice de sortie 14a selon un axe perpendiculaire à l'axe de propagation 13 du jet de gaz 5 et perpendiculaire au plan formé par la direction de découpe 4 et l'axe de propagation 2 du faisceau laser. De façon générale, la section de l'orifice de sortie 14a peut prendre une forme rectangulaire ou une forme oblongue.As illustrated in the diagram of FIG. 2A, longitudinal dimension 8 is understood to mean the length of the section of the outlet orifice 14a along an axis perpendicular to the axis of propagation 13 of the gas jet 5 and tangential to the plane formed by the cutting direction 4 and the propagation axis 2 of the laser beam. As illustrated in the diagram of FIG. 2B, transverse dimension 10 is understood to mean the length of the section of the outlet orifice 14a along an axis perpendicular to the axis of propagation 13 of the gas jet 5 and perpendicular to the plane formed by the cutting direction 4 and the propagation axis 2 of the laser beam. In general, the section of the outlet orifice 14a may take a rectangular shape or an oblong shape.

Plus précisément, la dimension transverse 10 de l'orifice de sortie de la buse 6 est de l'ordre de la largeur de saignée 7, i. e. comprise entre 0.2 et 1 mm, de préférence entre 0.2 et 0.5 mm. La dimension longitudinale 8 de l'orifice de sortie de la buse 6 est ajustée de sorte que le jet de gaz 5 couvre le front de découpe 9 sur toute sa profondeur. Elle est comprise entre 0.6 et 8 mm, de préférence entre 0.8 et 7 mm. De manière optimale, le jet de gaz incliné 5 est dirigé vers le front 9 de la saignée de découpe 31 et est délivré à l'arrière du faisceau laser 22 lorsque l'on suit la direction de découpe 4. Avantageusement, l'orifice de sortie 14a du conduit de distribution de gaz 14 est placée de manière à ce que le jet de gaz 5 impacte la tôle au niveau de la zone d'interaction laser et couvre le front de découpe sur toute sa profondeur. Le jet de gaz est positionné de manière optimale en ajustant la distance 12 de la buse par rapport à la surface de la pièce 30 à découper et la distance 11 de la buse par rapport à l'axe du faisceau laser 2. Les distances 11 et 12 sont définies en partant par rapport au centre du canal de l'orifice de sortie 14a situé sur l'axe 13.More specifically, the transverse dimension of the outlet orifice of the nozzle 6 is of the order of the width of the groove 7, i. e. between 0.2 and 1 mm, preferably between 0.2 and 0.5 mm. The longitudinal dimension 8 of the outlet orifice of the nozzle 6 is adjusted so that the jet of gas 5 covers the cutting edge 9 over its entire depth. It is between 0.6 and 8 mm, preferably between 0.8 and 7 mm. Optimally, the inclined gas jet 5 is directed towards the front 9 of the cutting groove 31 and is delivered to the rear of the laser beam 22 when following the cutting direction 4. Advantageously, the orifice 14a outlet of the gas distribution duct 14 is placed so that the jet of gas 5 impacts the sheet at the laser interaction zone and covers the cutting edge over its entire depth. The jet of gas is optimally positioned by adjusting the distance 12 of the nozzle from the surface of the workpiece 30 to be cut and the distance 11 from the nozzle relative to the axis of the laser beam 2. The distances 11 and 12 are defined starting from the center of the channel of the outlet orifice 14a located on the axis 13.

Par exemple pour couper une tôle de 5 mm d'épaisseur il est préférable que l'orifice de sortie 14a ait une section d'une dimension transverse de 0.3 mm est une section d'une dimension longitudinale de 3 mm. Pour un angle d'inclinaison 0 du jet de gaz 5 de 30°, la distance 12 est comprise entre 0.5 et 4 mm, de préférence entre 0.8 et 3 mm. Toute variation de la distance 12 entraîne un ajustement de la distance 11. A titre indicatif, pour une distance 12 de 0.81 mm, la distance 11 est de 2.19 mm. Pour une distance 12 de 1.81 mm, la distance 11 est de 2.77 mm. Pour une distance 12 de 2.81 mm, la distance 11 est de 3.35 mm. La solution de l'invention peut être mise en oeuvre selon différents modes de réalisation, dont des exemples sont schématisés sur les Figures 3A et 3B et décrits ci-dessous. Selon un premier mode de réalisation, le dispositif de distribution de gaz est une buse indépendante du dispositif de passage du faisceau laser. Le conduit 14 de distribution du jet de gaz 5 consiste en un canal usiné dans un dispositif de forme longiligne, par exemple un tube (Figures 2A et 2B). Selon un second mode de réalisation, le dispositif de distribution de gaz et le dispositif de passage du faisceau laser sont solidaires et forment une même buse. Le conduit 14 est un canal pratiqué dans une buse de coupage laser (Figures 3A et 3B) dont la section l'orifice de sortie 14a est de dimensions ajustées en fonction de l'épaisseur de la pièce à découper et de la largeur de la saignée. Une ouverture centrale est pratiquée dans la buse et forme le conduit 15 de passage du faisceau laser par l'orifice de sortie 15a. Dans tous les modes de réalisations décrits, le conduit de gaz 14 a un profil interne de forme rectiligne. Conformément à l'invention, et quel que soit le mode réalisation de l'invention, seul le conduit 14 est relié à une alimentation en gaz et apte à délivré un jet de gaz 5 selon l'invention. Par ailleurs, la solution de l'invention concerne également une installation de coupage laser. La tête de coupage laser utilisée est une tête de focalisation classique apte à et conçue pour permettre de distribuer le faisceau laser focalisé jusqu'à la pièce à découper. La tête de focalisation est reliée à un générateur laser émettant un faisceau laser 2 et comprend au moins une optique de focalisation et un conduit 15 de passage du faisceau laser 2 focalisé. La tête de focalisation est portée par une poutre mobile sur un bâti-porteur, ladite tête de focalisation étant elle-même mobile sur ladite poutre mobile.For example, to cut a sheet 5 mm thick it is preferable that the outlet 14a has a section of a transverse dimension of 0.3 mm is a section of a longitudinal dimension of 3 mm. For an inclination angle θ of the gas jet 5 of 30 °, the distance 12 is between 0.5 and 4 mm, preferably between 0.8 and 3 mm. Any variation in the distance 12 results in an adjustment of the distance 11. As a guide, for a distance 12 of 0.81 mm, the distance 11 is 2.19 mm. For a distance 12 of 1.81 mm, the distance 11 is 2.77 mm. For a distance 12 of 2.81 mm, the distance 11 is 3.35 mm. The solution of the invention can be implemented according to various embodiments, examples of which are shown diagrammatically in FIGS. 3A and 3B and described below. According to a first embodiment, the gas distribution device is a nozzle independent of the laser beam passing device. The gas jet distribution duct 14 consists of a channel machined in a device of elongate shape, for example a tube (FIGS. 2A and 2B). According to a second embodiment, the gas distribution device and the laser beam passing device are integral and form a single nozzle. The duct 14 is a channel made in a laser cutting nozzle (FIGS. 3A and 3B), the section of which the outlet orifice 14a is of dimensions adjusted according to the thickness of the piece to be cut and the width of the groove. . A central opening is made in the nozzle and forms the conduit 15 for passing the laser beam through the outlet 15a. In all the embodiments described, the gas conduit 14 has an internal profile of rectilinear shape. According to the invention, and whatever the embodiment of the invention, only the conduit 14 is connected to a gas supply and capable of delivering a jet of gas 5 according to the invention. Moreover, the solution of the invention also relates to a laser cutting installation. The laser cutting head used is a conventional focusing head capable of and designed to allow the focused laser beam to be distributed to the workpiece. The focusing head is connected to a laser generator emitting a laser beam 2 and comprises at least one focusing optics and a conduit 15 for passing the focused laser beam 2. The focusing head is carried by a mobile beam on a carrier frame, said focusing head being itself movable on said movable beam.

Le générateur laser est de type adapté à la découpe laser, i. e. laser CO2, laser solide, e.g. laser à fibre, laser à disque, laser YAG. Le générateur laser a une puissance comprise entre 0.1 et 25 kW, de préférence entre 0.5 et 8 kW. L'installation de coupage laser comprend en outre une source de gaz unique alimentant seulement le conduit 14 de distribution de gaz de manière à distribuer un jet de gaz 5 uniquement par ledit conduit 14 de distribution de gaz. L'installation de coupage laser de l'invention est munie d'une commande numérique de déplacement relatif de la pièce à découper. Pour réaliser la découpe d'une pièce de forme, c'est-à-dire une opération de découpe multidirectionnelle, le conduit de distribution est muni de moyens de déplacement, lesdits moyens étant connectés à la commande numérique de l'installation de découpe et aptes à déplacer le conduit 14 en rotation autour de l'axe de propagation du faisceau laser. L'orientation du jet de gaz est ainsi ajustée à tout moment en fonction de la direction de découpe, tout en maintenant un angle d'inclinaison de jet de gaz par rapport à l'axe du faisceau laser constant. De façon alternative, le conduit de gaz est muni de moyens de rotation continue à grande vitesse, par exemple un moteur ou tout autre système faisant tourner le conduit autour de l'axe du faisceau laser à une vitesse de rotation comprise entre 100 et 100 000 tours par minute de préférence entre 1000 et 70 000 tours par minute.The laser generator is of a type suitable for laser cutting, i. e. CO2 laser, solid laser, e.g. fiber laser, disk laser, YAG laser. The laser generator has a power of between 0.1 and 25 kW, preferably between 0.5 and 8 kW. The laser cutting installation further comprises a single gas source supplying only the gas distribution conduit 14 so as to dispense a jet of gas only through said gas distribution conduit 14. The laser cutting device of the invention is provided with a numerical control relative displacement of the workpiece. To perform the cutting of a form piece, that is to say a multidirectional cutting operation, the distribution duct is provided with displacement means, said means being connected to the numerical control of the cutting installation and able to move the conduit 14 in rotation around the axis of propagation of the laser beam. The orientation of the gas jet is thus adjusted at any time according to the cutting direction, while maintaining a gas jet tilt angle with respect to the axis of the constant laser beam. Alternatively, the gas duct is provided with high speed continuous rotation means, for example a motor or any other system rotating the duct around the axis of the laser beam at a rotation speed of between 100 and 100,000. revolutions per minute preferably between 1000 and 70 000 revolutions per minute.

L'application principale de l'invention est la découpe des matériaux métalliques, typiquement les alliages ferreux tels que les aciers doux et les aciers inoxydables, les alliages cuivreux, les alliages légers tels l'aluminium et ses alliages ou le titane et ses alliages. Exemple Afin de montrer l'efficacité du procédé selon l'invention par rapport à procédé de coupage laser classique, des essais comparatifs ont été réalisés en utilisant une installation de coupage avec générateur laser de type CO2 pour générer un faisceau laser qui est amené à une tête de focalisation laser comprenant des optiques de focalisation, à savoir des lentilles. La tête de focalisation laser est équipée, selon le cas : - d'une buse standard coaxiale avec orifice de sortie circulaire de 1,8 mm de diamètre (essai comparatif selon l'art antérieur) ou - d'une buse selon les Figures 2A et 2B ou 3A et 3B avec un orifice de sortie de section rectangulaire dont la dimension transverse est de 0.2 mm et la dimension longitudinale est de 4 mm (essai comparatif selon la présente invention). L'angle d'inclinaison du jet de gaz par rapport à l'axe du faisceau laser est de l'ordre 30°. Le gaz d'assistance utilisé est de l'azote.The main application of the invention is the cutting of metallic materials, typically ferrous alloys such as mild steels and stainless steels, copper alloys, light alloys such as aluminum and its alloys or titanium and its alloys. EXAMPLE In order to show the efficiency of the method according to the invention compared to conventional laser cutting method, comparative tests were carried out using a cutting facility with CO2 laser generator to generate a laser beam which is brought to a laser focusing head comprising focusing optics, namely lenses. The laser focusing head is equipped, as the case may be: with a standard coaxial nozzle with a circular exit orifice of 1.8 mm diameter (comparative test according to the prior art) or with a nozzle according to FIGS. 2A and 2B or 3A and 3B with an exit orifice of rectangular cross section whose transverse dimension is 0.2 mm and the longitudinal dimension is 4 mm (comparative test according to the present invention). The angle of inclination of the gas jet relative to the axis of the laser beam is of the order of 30 °. The assist gas used is nitrogen.

La pièce coupée est une tôle d'acier inoxydable type 304 L de 5 mm d'épaisseur. Le faisceau laser a une puissance de 4 kW. Les résultats obtenus ont montré que : - avec la buse standard, une pression du gaz de 14 bar et un débit de gaz de l'ordre de 400 l/min sont nécessaires pour obtenir une coupe de qualité. Dans ce cas, la vitesse de coupe était de 2.6 m/min. Une pression du gaz inférieure à 14 bar est insuffisante pour obtenir une coupe de qualité. A 12 bar, les bords de coupe comportent de nombreuses bavures adhérentes à la vitesse de coupe de 2.6 m/min. Ceci démontre que l'évacuation du métal en fusion se fait mal ou très difficilement, du fait d'une action insuffisante du gaz sur le métal en fusion devant être expulsé. - avec la buse de l'invention, des essais faits à des pressions comprises entre 4.5 et 5.5 bar et à débits de gaz inférieurs à 100 l/min ont conduit à des coupes de bonne qualité, c'est-à-dire à des bords de coupe dépourvus de bavure adhérente, et une vitesse de coupe équivalente à celle obtenue dans des conditions optimales avec la buse standard.The cut piece is a stainless steel sheet type 304 L 5 mm thick. The laser beam has a power of 4 kW. The results obtained showed that: - with the standard nozzle, a gas pressure of 14 bar and a gas flow rate of about 400 l / min are required to obtain a quality cut. In this case, the cutting speed was 2.6 m / min. A gas pressure lower than 14 bar is insufficient to obtain a quality cut. At 12 bar, the cutting edges have numerous burrs adhering to the cutting speed of 2.6 m / min. This demonstrates that the evacuation of the molten metal is bad or very difficult, due to insufficient action of the gas on the molten metal to be expelled. with the nozzle of the invention, tests carried out at pressures of between 4.5 and 5.5 bar and with gas flow rates of less than 100 l / min led to cuts of good quality, that is to say to cutting edges without sticky burrs, and a cutting speed equivalent to that obtained in optimal conditions with the standard nozzle.

Ces essais démontrent clairement l'efficacité d'un procédé selon l'invention qui permet de réduire considérablement les pressions de gaz à mettre en oeuvre par rapport à une buse standard, toutes conditions étant égales par ailleurs, et donc de réduire également les consommations gazeuses.These tests clearly demonstrate the effectiveness of a process according to the invention which makes it possible to considerably reduce the gas pressures to be used compared to a standard nozzle, all other conditions being equal, and therefore also to reduce the gaseous consumption. .

Claims

REVENDICATIONS1. A method of laser beam cutting (22) of a workpiece (30) to be cut, wherein: a) a laser beam (22) is focused along an axis of propagation (2) towards the workpiece (30); ) to be cut, b) the focused laser beam (22) is brought to the workpiece (30) to be cut by a first conduit (15) provided with an outlet (15a), said first conduit (15) distributing no jet of gas, c) distributing a jet of gas (5) through a second conduit (14) provided with an outlet (14a), said second conduit (14) being distinct and independent of the first conduit (15). d) directing the jet of gas (5) to the interaction zone (9) between the laser beam (22) and the workpiece (30) to be cut, and e) cutting the workpiece (30) by means of of the focused laser beam (22) and the gas jet (5), characterized in that the gas jet (5) distributed by the second duct (14) is oriented to form an angle (0) with the axis of propagation (2) of the laser beam (22) between 10 and 80 °.

2. Method according to the preceding claim, characterized in that the gas jet (5) forms an angle (0) with the axis of propagation (2) of the laser beam (22) between 20 and 70 °, preferably between 25 and 55 °.

3. Method according to one of the preceding claim, characterized in that the jet of gas (5) is delivered to the rear of the laser beam (22) in the cutting direction (4).

4. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the gas jet (5) is delivered by a second conduit (14) whose outlet (14a) has a slit-shaped section of a longitudinal dimension (8) larger than its transverse dimension (10).

5. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the gas jet (5) is delivered by a second conduit (14) whose outlet (14a) has a rectangular section.

6. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the jet of gas (5) is delivered by a second conduit (14) whose outlet (14a) has an oblong section.

7. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the section of the outlet orifice (14a) of the second conduit (14) has a longitudinal dimension (8) of between 0.6 and 8 mm, preferably between 0.8 and 7 mm.

8. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the section of the outlet orifice (14a) of the second conduit (14) has a transverse dimension (10) of between 0.2 and 1 mm, preferably between 0.2 and 0.5 mm.

9. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the outlet (14a) of the second conduit (14) is positioned at a distance (12) from the surface of the workpiece (30) to be cut between 0.5 and 4 mm, preferably between 0.8 and 3 mm.

10. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the second conduit (14) has an internal profile of rectilinear shape.

11. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the laser beam (22) has a power between 0.1 and 25 kW, preferably between 0.5 and 8 kW.

12. Method according to one of the preceding claims, characterized in that generates the laser beam (22) by a laser generator is of type CO2, YAG, fiber or disk.

13. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the piece (30) to be cut is of metal material selected from ferrous alloys, cuprous, aluminum or titanium, preferably the piece (30) to cut is made of stainless steel or mild steel.

14. Laser cutting apparatus comprising a laser generator emitting a laser beam (22), a focussing head connected to the laser generator, said focusing head comprising at least one focusing optics and a first conduit (15) for passing the laser beam ( 22), a numerical control of relative displacement of the workpiece (30) to be cut with respect to the focused laser beam (22) and a second gas distribution duct (14) according to one of claims 1 to 10, characterized in that said installation further comprises a source of single gas supplying only the second gas distribution duct (14) so as to dispense a jet of gas (5) only through said second gas distribution duct (14), the second duct (14) being provided with displacement means connected to the digital control for moving the second conduit (14) in rotation about the axis (2) of propagation of the laser beam (22) .