JP2002001564A - レーザー加工装置およびその装置を利用する加工方法 - Google Patents
レーザー加工装置およびその装置を利用する加工方法Info
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- JP2002001564A JP2002001564A JP2000188845A JP2000188845A JP2002001564A JP 2002001564 A JP2002001564 A JP 2002001564A JP 2000188845 A JP2000188845 A JP 2000188845A JP 2000188845 A JP2000188845 A JP 2000188845A JP 2002001564 A JP2002001564 A JP 2002001564A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 加工性能、加工品質に優れた熱加工を行うこ
とができるレーザー加工装置およびレーザー加工方法を
提供する。 【解決手段】レーザー加工装置Ｓは、通常のレーザー発
振器４０から発振されたレーザー光を加工点に集光させ
る光学系１４を備えたレーザー加工ヘッド１０と、加工
点近傍にレーザー光を照射可能な半導体レーザー２０と
を有して成る。
とができるレーザー加工装置およびレーザー加工方法を
提供する。 【解決手段】レーザー加工装置Ｓは、通常のレーザー発
振器４０から発振されたレーザー光を加工点に集光させ
る光学系１４を備えたレーザー加工ヘッド１０と、加工
点近傍にレーザー光を照射可能な半導体レーザー２０と
を有して成る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザー加工装置
に係り、さらに詳細には金属などの溶接等の熱加工に好
適なレーザー加工装置およびこれを用いたレーザー加工
方法に関する。
に係り、さらに詳細には金属などの溶接等の熱加工に好
適なレーザー加工装置およびこれを用いたレーザー加工
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザー光を用いて溶接、切断などの熱
加工を行う場合、レーザー発振器から発振されたレーザ
ー光は適当な光学系で加工点に集光される。レーザー発
振には、励起方法の違いによって連続（ＣＷ）発振とパ
ルス発振とがあり、アルミニウムのようにレーザー光に
対して高い反射率を有する材料を溶接する場合、高いピ
ーク出力を出すことのできるパルスレーザー光が一般に
用いられている。このアルミニウムの溶接では、アルミ
ニウムの熱伝導率が高く、吸収した熱エネルギーの拡散
が早いため溶融池が急冷され、溶接部に割れが発生する
という問題がある。これを回避するために、従来、レー
ザー光のパルス波形に細工をしている。すなわち、材料
を溶融させるための強いパルスの後ろに、溶融池を急冷
させないための弱いパルスを付けている。これにより、
ある程度割れを回避することができるが、レーザー出力
を強いパルスと弱いパルスとに分散させてしまうため、
強い方のパルスのエネルギーレベルが低くなり、材料の
溶接可能な限界厚みが薄くなってしまうという問題があ
る。
加工を行う場合、レーザー発振器から発振されたレーザ
ー光は適当な光学系で加工点に集光される。レーザー発
振には、励起方法の違いによって連続（ＣＷ）発振とパ
ルス発振とがあり、アルミニウムのようにレーザー光に
対して高い反射率を有する材料を溶接する場合、高いピ
ーク出力を出すことのできるパルスレーザー光が一般に
用いられている。このアルミニウムの溶接では、アルミ
ニウムの熱伝導率が高く、吸収した熱エネルギーの拡散
が早いため溶融池が急冷され、溶接部に割れが発生する
という問題がある。これを回避するために、従来、レー
ザー光のパルス波形に細工をしている。すなわち、材料
を溶融させるための強いパルスの後ろに、溶融池を急冷
させないための弱いパルスを付けている。これにより、
ある程度割れを回避することができるが、レーザー出力
を強いパルスと弱いパルスとに分散させてしまうため、
強い方のパルスのエネルギーレベルが低くなり、材料の
溶接可能な限界厚みが薄くなってしまうという問題があ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みて為されたもので、加工性能、加工品質に優れた熱
加工を行うことができるレーザー加工装置およびレーザ
ー加工方法を提供することを目的とする。
鑑みて為されたもので、加工性能、加工品質に優れた熱
加工を行うことができるレーザー加工装置およびレーザ
ー加工方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載のレーザー加工装置は、レーザー発
振器から発振されたレーザー光を加工点に集光させる光
学系を備えたレーザー加工ヘッドと、前記加工点近傍に
レーザー光を照射可能な半導体レーザーとを有して成る
ことを特徴とする。
に、請求項１に記載のレーザー加工装置は、レーザー発
振器から発振されたレーザー光を加工点に集光させる光
学系を備えたレーザー加工ヘッドと、前記加工点近傍に
レーザー光を照射可能な半導体レーザーとを有して成る
ことを特徴とする。
【０００５】請求項２に記載のレーザー加工方法は、請
求項１に記載のレーザー加工装置を用いたレーザー加工
方法であって、前記加工点前方に前記半導体レーザーの
レーザー光を照射しつつ、前記レーザー発振器から発振
されたレーザー光により加工を行うことを特徴とする。
求項１に記載のレーザー加工装置を用いたレーザー加工
方法であって、前記加工点前方に前記半導体レーザーの
レーザー光を照射しつつ、前記レーザー発振器から発振
されたレーザー光により加工を行うことを特徴とする。
【０００６】請求項３に記載のレーザー加工方法は、請
求項１に記載のレーザー加工装置を用いたレーザー加工
方法であって、前記加工点後方に前記半導体レーザーの
レーザー光を照射しつつ、前記レーザー発振器から発振
されたレーザー光により加工を行うことを特徴とすると
する。
求項１に記載のレーザー加工装置を用いたレーザー加工
方法であって、前記加工点後方に前記半導体レーザーの
レーザー光を照射しつつ、前記レーザー発振器から発振
されたレーザー光により加工を行うことを特徴とすると
する。
【０００７】半導体レーザーは、固体レーザー、気体レ
ーザーなどに比べてコンパクトで発振効率が高く、低電
力で高出力を出すことが可能である。また、半導体レー
ザーのレーザー光は異方性が大きいため、点状には集光
しづらく、線状に集光するのに適している。したがっ
て、通常の固体レーザーまたはガスレーザー発振器で発
振されたレーザー光を集光し、照射するレーザー加工ヘ
ッドと半導体レーザーとを備えたレーザー加工装置にお
いては、点状に集光された通常の発振器で発振されたレ
ーザー光（パルス波）と、線状に集光された半導体レー
ザーのレーザー光（連続波）とを加工点上に重ねて集光
させることができる。これにより、パルスレーザー光で
ワークを溶融させる一方、弱い連続光の半導体レーザー
のレーザー光で予熱あるいは徐冷を行うことができる。
ーザーなどに比べてコンパクトで発振効率が高く、低電
力で高出力を出すことが可能である。また、半導体レー
ザーのレーザー光は異方性が大きいため、点状には集光
しづらく、線状に集光するのに適している。したがっ
て、通常の固体レーザーまたはガスレーザー発振器で発
振されたレーザー光を集光し、照射するレーザー加工ヘ
ッドと半導体レーザーとを備えたレーザー加工装置にお
いては、点状に集光された通常の発振器で発振されたレ
ーザー光（パルス波）と、線状に集光された半導体レー
ザーのレーザー光（連続波）とを加工点上に重ねて集光
させることができる。これにより、パルスレーザー光で
ワークを溶融させる一方、弱い連続光の半導体レーザー
のレーザー光で予熱あるいは徐冷を行うことができる。
【０００８】したがって、このレーザー加工装置を用い
ると、通常の発振器で発振されたパルスレーザー光を加
工点に点状に集光させるとともに、半導体レーザーのレ
ーザー光を加工点前方に線状に集光させることにより、
溶接、切断等の本加工の前に余熱を加えるプレヒートを
することができるので、溶け込みを深くすることなどが
できるため、ワークの溶接あるいは切断等の加工可能な
限界厚みを厚くすることができる。また、通常の発振器
で発振されたパルスレーザー光を加工点に点状に集光さ
せるとともに、半導体レーザーのレーザー光を加工点後
方に線状に集光させることにより、溶接加工後などに余
熱を与えるアフターヒートをすることができるので、ワ
ークの割れ等を防止することができる。このように、本
発明によれば、加工性能、加工品質に優れた熱加工を行
うことができる。
ると、通常の発振器で発振されたパルスレーザー光を加
工点に点状に集光させるとともに、半導体レーザーのレ
ーザー光を加工点前方に線状に集光させることにより、
溶接、切断等の本加工の前に余熱を加えるプレヒートを
することができるので、溶け込みを深くすることなどが
できるため、ワークの溶接あるいは切断等の加工可能な
限界厚みを厚くすることができる。また、通常の発振器
で発振されたパルスレーザー光を加工点に点状に集光さ
せるとともに、半導体レーザーのレーザー光を加工点後
方に線状に集光させることにより、溶接加工後などに余
熱を与えるアフターヒートをすることができるので、ワ
ークの割れ等を防止することができる。このように、本
発明によれば、加工性能、加工品質に優れた熱加工を行
うことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。本発明の実施の形態に係るレーザ
ー加工装置Ｓは、図１に示すように、レーザー加工ヘッ
ド１０と半導体レーザー２０とを備えている。レーザー
加工ヘッド１０は、筒状の加工ヘッド本体１１と、この
加工ヘッド本体１１の内部に先端側に向かって順に配設
されたコリメートレンズ１２と集光レンズ１３とからな
る出射光学系（光学系）１４と、加工ヘッド本体１１の
先端部に設けられたレーザーノズル１５とを備えてい
る。一方、半導体レーザー２０は、加工ヘッド本体１１
の外側に取付部材３０によって取り付けられている。半
導体レーザー２０は、加工ヘッド本体１１の軸線に対し
て傾斜されて固定されており、半導体レーザー２０から
出射されたレーザー光は、レーザー加工ヘッド１０から
出射された通常の発振器で発振されたレーザー光による
ワークＷの加工点近傍に照射できるようになっている。
を参照して説明する。本発明の実施の形態に係るレーザ
ー加工装置Ｓは、図１に示すように、レーザー加工ヘッ
ド１０と半導体レーザー２０とを備えている。レーザー
加工ヘッド１０は、筒状の加工ヘッド本体１１と、この
加工ヘッド本体１１の内部に先端側に向かって順に配設
されたコリメートレンズ１２と集光レンズ１３とからな
る出射光学系（光学系）１４と、加工ヘッド本体１１の
先端部に設けられたレーザーノズル１５とを備えてい
る。一方、半導体レーザー２０は、加工ヘッド本体１１
の外側に取付部材３０によって取り付けられている。半
導体レーザー２０は、加工ヘッド本体１１の軸線に対し
て傾斜されて固定されており、半導体レーザー２０から
出射されたレーザー光は、レーザー加工ヘッド１０から
出射された通常の発振器で発振されたレーザー光による
ワークＷの加工点近傍に照射できるようになっている。
【００１０】そして、パルスレーザー発振器であるＹＡ
Ｇレーザー発振器（レーザー発振器）４０から出射され
たレーザー光は、集光レンズ５０により集光され、光フ
ァイバー６０の入射端６０ａから入射し、光ファイバー
６０を伝搬して、出射端６０ｂからレーザー加工装置Ｓ
の加工ヘッド本体１１内に出射される。出射されたレー
ザー光はコリメートレンズ１２によって平行光に変換さ
れ、集光レンズ１３により点状に集光されて、レーザー
ノズル１５からワークＷの加工点上に照射される。これ
と同時に、半導体レーザー２０からのレーザー光がワー
クＷの加工点近傍に線状に照射される。
Ｇレーザー発振器（レーザー発振器）４０から出射され
たレーザー光は、集光レンズ５０により集光され、光フ
ァイバー６０の入射端６０ａから入射し、光ファイバー
６０を伝搬して、出射端６０ｂからレーザー加工装置Ｓ
の加工ヘッド本体１１内に出射される。出射されたレー
ザー光はコリメートレンズ１２によって平行光に変換さ
れ、集光レンズ１３により点状に集光されて、レーザー
ノズル１５からワークＷの加工点上に照射される。これ
と同時に、半導体レーザー２０からのレーザー光がワー
クＷの加工点近傍に線状に照射される。
【００１１】このレーザー加工装置Ｓを用いると、図２
に示すように、レーザー加工ヘッド１０の通常の発振器
で発振されたパルスレーザー光を加工点に点状に集光さ
せる一方、半導体レーザー２０のレーザー光を加工点前
方に線状に集光させることにより、本加工の前に余熱を
加えるプレヒートをすることができる。したがって、例
えば、表面処理鋼板を溶接するときに、このプレヒート
により表面処理部を除去し、その後溶接を行うことがで
きるので、溶接効率を高めることができる。
に示すように、レーザー加工ヘッド１０の通常の発振器
で発振されたパルスレーザー光を加工点に点状に集光さ
せる一方、半導体レーザー２０のレーザー光を加工点前
方に線状に集光させることにより、本加工の前に余熱を
加えるプレヒートをすることができる。したがって、例
えば、表面処理鋼板を溶接するときに、このプレヒート
により表面処理部を除去し、その後溶接を行うことがで
きるので、溶接効率を高めることができる。
【００１２】また、図３に示すように、レーザー加工ヘ
ッド１０の通常の発振器で発振されたパルスレーザー光
を加工点に点状に集光させる一方、半導体レーザー２０
のレーザー光を加工点後方に線状に集光させることによ
り、溶接加工後に余熱を与えるアフターヒートをするこ
とができる。したがって、例えば、アルミニウムを溶接
するときに、このアフターヒートにより溶融池を徐冷す
ることができるので、溶接後の割れを防ぐことができ
る。
ッド１０の通常の発振器で発振されたパルスレーザー光
を加工点に点状に集光させる一方、半導体レーザー２０
のレーザー光を加工点後方に線状に集光させることによ
り、溶接加工後に余熱を与えるアフターヒートをするこ
とができる。したがって、例えば、アルミニウムを溶接
するときに、このアフターヒートにより溶融池を徐冷す
ることができるので、溶接後の割れを防ぐことができ
る。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
通常の固体レーザーまたはガスレーザー発振器で発振さ
れたレーザー光を集光して照射するレーザー加工ヘッド
と半導体レーザーとを備えているので、レーザー加工ヘ
ッドにより加工点に点状に集光された本加工用のレーザ
ー光に、半導体レーザーにより線状に集光された半導体
レーザー光を重ねることができ、それらの相対位置関係
を調整することで、本加工に対してプレヒート、アフタ
ーヒートを行うことができる。その結果、高性能、高品
質なレーザー加工を行うことが可能になる。
通常の固体レーザーまたはガスレーザー発振器で発振さ
れたレーザー光を集光して照射するレーザー加工ヘッド
と半導体レーザーとを備えているので、レーザー加工ヘ
ッドにより加工点に点状に集光された本加工用のレーザ
ー光に、半導体レーザーにより線状に集光された半導体
レーザー光を重ねることができ、それらの相対位置関係
を調整することで、本加工に対してプレヒート、アフタ
ーヒートを行うことができる。その結果、高性能、高品
質なレーザー加工を行うことが可能になる。
【図１】本発明の実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るレーザー加工装置を
用いたレーザー加工方法を説明するための図である。
用いたレーザー加工方法を説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るレーザー加工装置を
用いた他のレーザー加工方法を説明するための図であ
る。
用いた他のレーザー加工方法を説明するための図であ
る。
Ｓ レーザー加工装置 １０ レーザー加工ヘッド １２ コリメートレンズ １３ 集光レンズ １４ 出射光学系（光学系） ２０ 半導体レーザー ４０ ＹＡＧレーザー発振器（レーザー発振器）
Claims (3)
- 【請求項１】 レーザー発振器から発振されたレーザー
光を加工点に集光させる光学系を備えたレーザー加工ヘ
ッドと、 前記加工点近傍にレーザー光を照射可能な半導体レーザ
ーとを有して成ることを特徴とするレーザー加工装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載のレーザー加工装置を用
いたレーザー加工方法であって、 前記加工点前方に前記半導体レーザーのレーザー光を照
射しつつ、前記レーザー発振器から発振されたレーザー
光により加工を行うことを特徴とするとするレーザー加
工方法。 - 【請求項３】 請求項１に記載のレーザー加工装置を用
いたレーザー加工方法であって、 前記加工点後方に前記半導体レーザーのレーザー光を照
射しつつ、前記レーザー発振器から発振されたレーザー
光により加工を行うことを特徴とするとするレーザー加
工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000188845A JP2002001564A (ja) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | レーザー加工装置およびその装置を利用する加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000188845A JP2002001564A (ja) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | レーザー加工装置およびその装置を利用する加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002001564A true JP2002001564A (ja) | 2002-01-08 |
Family
ID=18688565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000188845A Pending JP2002001564A (ja) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | レーザー加工装置およびその装置を利用する加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002001564A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011245546A (ja) * | 2010-05-31 | 2011-12-08 | Denso Corp | レーザ溶接方法、パイプ接合体、および、それを用いた燃料噴射弁 |
| US9272364B2 (en) | 2005-02-22 | 2016-03-01 | Samsung Display Co., Ltd. | Laser irradiation device and laser induced thermal imaging method |
| JP2018171623A (ja) * | 2017-03-31 | 2018-11-08 | 古河電気工業株式会社 | 溶接装置および溶接方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59130695A (ja) * | 1983-01-14 | 1984-07-27 | Inoue Japax Res Inc | 光加工装置 |
| JPS62174790U (ja) * | 1986-04-25 | 1987-11-06 | ||
| JPH0332482A (ja) * | 1989-06-27 | 1991-02-13 | Fanuc Ltd | レーザ加工機 |
| JPH04327387A (ja) * | 1991-04-26 | 1992-11-16 | Toshiba Corp | レーザー溶接装置 |
| JPH06238474A (ja) * | 1993-02-22 | 1994-08-30 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | レーザ加工装置 |
| JPH0780673A (ja) * | 1993-09-08 | 1995-03-28 | Nippon Avionics Co Ltd | レーザ加工機 |
| JPH0985473A (ja) * | 1995-09-20 | 1997-03-31 | Shimadzu Corp | レーザ加熱装置 |
| JP2000000683A (ja) * | 1998-06-12 | 2000-01-07 | Advanced Materials Processing Inst Kinki Japan | レーザ溶接方法 |
-
2000
- 2000-06-23 JP JP2000188845A patent/JP2002001564A/ja active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59130695A (ja) * | 1983-01-14 | 1984-07-27 | Inoue Japax Res Inc | 光加工装置 |
| JPS62174790U (ja) * | 1986-04-25 | 1987-11-06 | ||
| JPH0332482A (ja) * | 1989-06-27 | 1991-02-13 | Fanuc Ltd | レーザ加工機 |
| JPH04327387A (ja) * | 1991-04-26 | 1992-11-16 | Toshiba Corp | レーザー溶接装置 |
| JPH06238474A (ja) * | 1993-02-22 | 1994-08-30 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | レーザ加工装置 |
| JPH0780673A (ja) * | 1993-09-08 | 1995-03-28 | Nippon Avionics Co Ltd | レーザ加工機 |
| JPH0985473A (ja) * | 1995-09-20 | 1997-03-31 | Shimadzu Corp | レーザ加熱装置 |
| JP2000000683A (ja) * | 1998-06-12 | 2000-01-07 | Advanced Materials Processing Inst Kinki Japan | レーザ溶接方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9272364B2 (en) | 2005-02-22 | 2016-03-01 | Samsung Display Co., Ltd. | Laser irradiation device and laser induced thermal imaging method |
| JP2011245546A (ja) * | 2010-05-31 | 2011-12-08 | Denso Corp | レーザ溶接方法、パイプ接合体、および、それを用いた燃料噴射弁 |
| JP2018171623A (ja) * | 2017-03-31 | 2018-11-08 | 古河電気工業株式会社 | 溶接装置および溶接方法 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100506 |
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