JP2622350B2 - 水中レーザ切断装置 - Google Patents
水中レーザ切断装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、被切断物をレーザビー
ムを用いて水中で切断する水中レーザ切断装置に係わ
り、特に板厚の厚いステンレス鋼材等を切断するのに適
した水中レーザ切断装置に関する。
ムを用いて水中で切断する水中レーザ切断装置に係わ
り、特に板厚の厚いステンレス鋼材等を切断するのに適
した水中レーザ切断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ステンレス鋼等の厚板を切断する
ものとして、レーザビームを用いて水中で切断する水中
レーザ切断装置が知られている。この装置では、図４に
示すように、被切断物３に照射されるレーザビーム２の
周囲に加圧水カーテン７と共にエアカーテン８を形成
し、被切断物３のレーザビーム２が入射される表面に隣
接して気体空間を形成し、切断部をドライに保った状態
で水中レーザ切断が行われる。このとき一般に、レーザ
ビーム２が通過する切断ノズル９には、アシストガスと
して酸素ガスが高圧で供給される。
ものとして、レーザビームを用いて水中で切断する水中
レーザ切断装置が知られている。この装置では、図４に
示すように、被切断物３に照射されるレーザビーム２の
周囲に加圧水カーテン７と共にエアカーテン８を形成
し、被切断物３のレーザビーム２が入射される表面に隣
接して気体空間を形成し、切断部をドライに保った状態
で水中レーザ切断が行われる。このとき一般に、レーザ
ビーム２が通過する切断ノズル９には、アシストガスと
して酸素ガスが高圧で供給される。
【０００３】なお、図中の符号１はレーザ切断ヘッド、
符号４は切断ノズル９の中心をレーザビーム２が通過す
るように位置決め固定するためのノズル調芯機構、符号
５は加圧水カーテン７を形成するための水を供給する加
圧水供給口、符号６はエアカーテン８を形成するための
空気を供給する空気供給口を示している。
符号４は切断ノズル９の中心をレーザビーム２が通過す
るように位置決め固定するためのノズル調芯機構、符号
５は加圧水カーテン７を形成するための水を供給する加
圧水供給口、符号６はエアカーテン８を形成するための
空気を供給する空気供給口を示している。
【０００４】しかしながら、この種の装置にあっては次
のような問題があった。即ち、被切断物３の厚さが大き
くなると（＞１００ｍｍ）、アシストガスの圧力を大き
くしても、切断溝や被切断物底面からの水の侵入により
アシストガス中に水のミストが生じ、レーザビーム２が
吸収される。このため、レーザビーム２のエネルギーが
被切断物底面まで届かなくなり、レーザビーム２の出力
を大きくしても切断が不可能となる。
のような問題があった。即ち、被切断物３の厚さが大き
くなると（＞１００ｍｍ）、アシストガスの圧力を大き
くしても、切断溝や被切断物底面からの水の侵入により
アシストガス中に水のミストが生じ、レーザビーム２が
吸収される。このため、レーザビーム２のエネルギーが
被切断物底面まで届かなくなり、レーザビーム２の出力
を大きくしても切断が不可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の水
中レーザ切断装置においては、被切断物の板厚が厚くな
ると、アシストガスで覆われた切断界面並びにアシスト
ガス中への水（水のミスト）の侵入を防止することがで
きず、レーザ出力を大きくしても切断が不可能となる問
題があった。
中レーザ切断装置においては、被切断物の板厚が厚くな
ると、アシストガスで覆われた切断界面並びにアシスト
ガス中への水（水のミスト）の侵入を防止することがで
きず、レーザ出力を大きくしても切断が不可能となる問
題があった。
【０００６】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、アシストガスで覆われた
切断界面並びにアシストガス中への水の侵入を防止する
ことができ、ステンレス鋼材等の厚さの大きい被切断物
の水中切断を可能とする水中レーザ切断装置を提供する
ことにある。
で、その目的とするところは、アシストガスで覆われた
切断界面並びにアシストガス中への水の侵入を防止する
ことができ、ステンレス鋼材等の厚さの大きい被切断物
の水中切断を可能とする水中レーザ切断装置を提供する
ことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、次のような構成を採用している。即ち本
発明は、被切断物に水中でレーザビームを照射して該被
切断物を切断する水中レーザ切断装置において、被切断
物に照射されるレーザビームの周囲に加圧水カーテンを
形成する手段と、その加圧水カーテンの内側にエアカー
テンを形成する手段と、エアカーテン内でレーザビーム
による切断部後方にジェット水流を形成する手段とを具
備してなることを特徴とする。
決するために、次のような構成を採用している。即ち本
発明は、被切断物に水中でレーザビームを照射して該被
切断物を切断する水中レーザ切断装置において、被切断
物に照射されるレーザビームの周囲に加圧水カーテンを
形成する手段と、その加圧水カーテンの内側にエアカー
テンを形成する手段と、エアカーテン内でレーザビーム
による切断部後方にジェット水流を形成する手段とを具
備してなることを特徴とする。
【０００８】
【作用】本発明によれば、加圧水カーテン及びエアカー
テンを形成すると共に、エアカーテン内の切断線後方位
置で切断された溝内にジェット水流を形成することによ
り、アシストガスに覆われた切断界面への水の侵入を防
止し、強靭なアシストガス流を形成することができる。
そして、アシストガス流の拡散が防止されて切断底部に
達するので、底部からの水の侵入を防止する。このた
め、板厚の厚い被切断物であってもレーザビームにより
切断することが可能となる。
テンを形成すると共に、エアカーテン内の切断線後方位
置で切断された溝内にジェット水流を形成することによ
り、アシストガスに覆われた切断界面への水の侵入を防
止し、強靭なアシストガス流を形成することができる。
そして、アシストガス流の拡散が防止されて切断底部に
達するので、底部からの水の侵入を防止する。このた
め、板厚の厚い被切断物であってもレーザビームにより
切断することが可能となる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明の一実施例に係わる水中レーザ切断
装置の概略構成を示す断面図で、図２は図１の矢視Ａ−
Ａ断面図である。
する。図１は本発明の一実施例に係わる水中レーザ切断
装置の概略構成を示す断面図で、図２は図１の矢視Ａ−
Ａ断面図である。
【００１０】図において、レーザ切断ヘッド１の下端部
には切断ノズル９が取り付けられている。レーザ切断ヘ
ッド１にはノズル調芯機構４が装備されており、切断ノ
ズル９の中心をレーザビーム２が通過するように位置決
め固定される。レーザビーム２は集光されてレーザ切断
ヘッド１，切断ノズル９を経由して、厚板ステンレス鋼
である被切断物３に集束照射される。
には切断ノズル９が取り付けられている。レーザ切断ヘ
ッド１にはノズル調芯機構４が装備されており、切断ノ
ズル９の中心をレーザビーム２が通過するように位置決
め固定される。レーザビーム２は集光されてレーザ切断
ヘッド１，切断ノズル９を経由して、厚板ステンレス鋼
である被切断物３に集束照射される。
【００１１】切断ノズル９の内側には、レーザビーム２
と同軸にアシストガスとして通常加圧された酸素ガスが
供給される。レーザビーム２が被切断物３に入射される
表面に隣接してドライな気体空間を形成する必要があ
る。そのため、加圧水供給口５から加圧水が供給され、
切断ノズル９の外周にリング状に加圧水カーテン７とし
て噴射される。加圧水カーテン７の内側には空気供給口
６から加圧された空気が供給され、切断ノズル９の外周
で加圧水カーテン７の内側にリング状にエアカーテン８
が形成される。
と同軸にアシストガスとして通常加圧された酸素ガスが
供給される。レーザビーム２が被切断物３に入射される
表面に隣接してドライな気体空間を形成する必要があ
る。そのため、加圧水供給口５から加圧水が供給され、
切断ノズル９の外周にリング状に加圧水カーテン７とし
て噴射される。加圧水カーテン７の内側には空気供給口
６から加圧された空気が供給され、切断ノズル９の外周
で加圧水カーテン７の内側にリング状にエアカーテン８
が形成される。
【００１２】ここまでの基本構成は従来装置と類似して
いるが、これに加えて本実施例ではジェット水供給口１
０からジェット水が供給され、このジェット水はレーザ
ビーム２による切断部の後方に吹き出されてジェット水
流１１を形成するものとなっている。また本実施例で
は、加圧水及び加圧空気の吹き出し口を切断ヘッド９に
近付けることにより、加圧水カーテン７の噴射外径を従
来の８０ｍｍの半分４０ｍｍに設定している。
いるが、これに加えて本実施例ではジェット水供給口１
０からジェット水が供給され、このジェット水はレーザ
ビーム２による切断部の後方に吹き出されてジェット水
流１１を形成するものとなっている。また本実施例で
は、加圧水及び加圧空気の吹き出し口を切断ヘッド９に
近付けることにより、加圧水カーテン７の噴射外径を従
来の８０ｍｍの半分４０ｍｍに設定している。
【００１３】なお、切断ノズル９の周囲に良好な加圧水
カーテン７を形成するために、加圧水の吹き出し口は切
断ノズル９と同軸的に、かつ加圧水が外側に広がるよう
に設けられている。ジェット水の吹き出し口はエアカー
テン８内に、レーザビーム２による切断部後方に位置す
るように設けられている。また、エアカーテン８を形成
する気体としては、空気、その他の不活性ガスを用いれ
ばよい。なお、図２において、符号１２はレーザ切断
部、符号１３は切断溝内への水の侵入部をそれぞれ示し
ている。
カーテン７を形成するために、加圧水の吹き出し口は切
断ノズル９と同軸的に、かつ加圧水が外側に広がるよう
に設けられている。ジェット水の吹き出し口はエアカー
テン８内に、レーザビーム２による切断部後方に位置す
るように設けられている。また、エアカーテン８を形成
する気体としては、空気、その他の不活性ガスを用いれ
ばよい。なお、図２において、符号１２はレーザ切断
部、符号１３は切断溝内への水の侵入部をそれぞれ示し
ている。
【００１４】このような構成において、加圧水カーテン
７は、外部の水がレーザビーム照射部へ侵入するものを
防止し、加圧水カーテン内部の水はエアカーテン８によ
り外部へ排除され、被切断物３表面のレーザビーム照射
部には気体空間が形成維持される。また、切断ノズル９
から噴射されるアシストガス（酸素ガス）により、切断
溝内への水の侵入は通常防止されている。
７は、外部の水がレーザビーム照射部へ侵入するものを
防止し、加圧水カーテン内部の水はエアカーテン８によ
り外部へ排除され、被切断物３表面のレーザビーム照射
部には気体空間が形成維持される。また、切断ノズル９
から噴射されるアシストガス（酸素ガス）により、切断
溝内への水の侵入は通常防止されている。
【００１５】これに加えてジェット水流１１を形成する
ことにより、切断底部から切断溝内への水の侵入が阻止
されることになり、切断溝内への水の侵入が確実に防止
される。このため、レーザビーム２を被切断物底部まで
確実に届かせることができ、板厚の厚い被切断物３であ
っても水中切断が可能となる。また、加圧水カーテン７
の噴射外径を小さくしているので、加圧水カーテン部に
噴射される水量を低減しつつ、従来と同様の被切断物表
面の気体空間を得ることができ、対象とする被切断物３
への適用性を向上させることができる。
ことにより、切断底部から切断溝内への水の侵入が阻止
されることになり、切断溝内への水の侵入が確実に防止
される。このため、レーザビーム２を被切断物底部まで
確実に届かせることができ、板厚の厚い被切断物３であ
っても水中切断が可能となる。また、加圧水カーテン７
の噴射外径を小さくしているので、加圧水カーテン部に
噴射される水量を低減しつつ、従来と同様の被切断物表
面の気体空間を得ることができ、対象とする被切断物３
への適用性を向上させることができる。
【００１６】図３に、本実施例を適用した場合の気体空
間形成の様子を示す。従来法でジェット水流のない状態
でも気体空間形成は可能であるが、その板厚方向到達長
さは１００ｍｍ程度である（加圧水カーテン直径の約２
倍程度）。これに対し、エアカーテン８内にジェット水
流１１を形成することにより、ジェット水流量にもよる
が、気体空間形成可能板厚を従来の数倍に拡大すること
ができる。
間形成の様子を示す。従来法でジェット水流のない状態
でも気体空間形成は可能であるが、その板厚方向到達長
さは１００ｍｍ程度である（加圧水カーテン直径の約２
倍程度）。これに対し、エアカーテン８内にジェット水
流１１を形成することにより、ジェット水流量にもよる
が、気体空間形成可能板厚を従来の数倍に拡大すること
ができる。
【００１７】これは、被切断物３の切断溝内にジェット
水流１１を確保させることにより、切断溝後方１３から
の水の侵入を遮断防止し、しかもアシストガス流１２の
拡散も防止し、被切断物裏面側からの水の侵入も抑制で
きるためである。
水流１１を確保させることにより、切断溝後方１３から
の水の侵入を遮断防止し、しかもアシストガス流１２の
拡散も防止し、被切断物裏面側からの水の侵入も抑制で
きるためである。
【００１８】また、加圧水カーテンの噴射外径を従来に
比べ半分に設定（外径約８０ｍｍ→外径約４０ｍｍ）す
ることにより、加圧水カーテン部に噴射される水量は低
減され、しかも従来と同様の被切断物表面の気体空間を
得ることができ、対象とする被切断物への適用性が向上
する。なお、本発明は上述した実施例に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して
実施することができる。
比べ半分に設定（外径約８０ｍｍ→外径約４０ｍｍ）す
ることにより、加圧水カーテン部に噴射される水量は低
減され、しかも従来と同様の被切断物表面の気体空間を
得ることができ、対象とする被切断物への適用性が向上
する。なお、本発明は上述した実施例に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して
実施することができる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、加
圧水カーテン及びエアカーテンを形成すると共に、エア
カーテン内の切断線後方位置で切断された溝内にジェッ
ト水流を形成することにより、アシストガスで覆われた
切断界面並びにアシストガス中への水（水のミスト）の
侵入を防止することができ、厚板ステンレス鋼等の板厚
の厚い被切断物の水中切断を可能とする水中レーザ切断
装置を実現することが可能となる。
圧水カーテン及びエアカーテンを形成すると共に、エア
カーテン内の切断線後方位置で切断された溝内にジェッ
ト水流を形成することにより、アシストガスで覆われた
切断界面並びにアシストガス中への水（水のミスト）の
侵入を防止することができ、厚板ステンレス鋼等の板厚
の厚い被切断物の水中切断を可能とする水中レーザ切断
装置を実現することが可能となる。
【図１】本発明の一実施例に係わる水中レーザ切断装置
の概略構成を示す断面図。
の概略構成を示す断面図。
【図２】図１の矢視Ａ−Ａ断面図。
【図３】ジェット水流と気体空間形成可能板厚との関係
を示す特性図。
を示す特性図。
【図４】従来の水中レーザ切断装置の概略構成を示す断
面図。
面図。
１…レーザ切断ヘッド ２…レーザビー
ム ３…被切断物 ４…ノズル調芯
機構 ５…加圧水供給口 ６…空気供給口 ７…加圧水カーテン ８…エアカーテ
ン ９…切断ノズル １０…ジェット
水供給口 １１…ジェット水流 １２…レーザ切
断部 １３…切断溝内の水の侵入部
ム ３…被切断物 ４…ノズル調芯
機構 ５…加圧水供給口 ６…空気供給口 ７…加圧水カーテン ８…エアカーテ
ン ９…切断ノズル １０…ジェット
水供給口 １１…ジェット水流 １２…レーザ切
断部 １３…切断溝内の水の侵入部
Claims (1)
- 【請求項１】被切断物に水中でレーザビームを照射して
該被切断物を切断する水中レーザ切断装置において、 前記被切断物に照射されるレーザビームの周囲に加圧水
カーテンを形成する手段と、前記加圧水カーテンの内側
にエアカーテンを形成する手段と、前記エアカーテン内
で前記レーザビームによる切断部後方にジェット水流を
形成する手段とを具備してなることを特徴とする水中レ
ーザ切断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5299671A JP2622350B2 (ja) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | 水中レーザ切断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5299671A JP2622350B2 (ja) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | 水中レーザ切断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07148593A JPH07148593A (ja) | 1995-06-13 |
| JP2622350B2 true JP2622350B2 (ja) | 1997-06-18 |
Family
ID=17875568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5299671A Expired - Fee Related JP2622350B2 (ja) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | 水中レーザ切断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2622350B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150165559A1 (en) * | 2013-12-13 | 2015-06-18 | Jens Guenter Gaebelein | Methods and apparatus to perform a liquid-jet guided laser process and to simplify the maintenance thereof |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW320586B (ja) * | 1995-11-24 | 1997-11-21 | Hitachi Ltd | |
| DE102008053729C5 (de) * | 2008-10-29 | 2013-03-07 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Laserbearbeitungsdüse zum Bearbeiten von Blechen |
| JP6340297B2 (ja) * | 2014-09-30 | 2018-06-06 | 三菱重工業株式会社 | レーザ切断装置 |
| CN109773355A (zh) * | 2019-03-25 | 2019-05-21 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种激光加工方法与装置 |
| CN111058033B (zh) * | 2019-12-30 | 2021-11-23 | 东南大学 | 水下送粉和送丝结合的激光熔覆头及其加工方法 |
| CN111230343B (zh) * | 2020-03-24 | 2021-12-24 | 株洲特装智能装备有限公司 | 一种激光切割用冷却水喷雾构件、喷雾装置以及激光切割机 |
| CN115647517B (zh) * | 2022-12-28 | 2023-04-07 | 山西中部智造科技有限公司 | 一种激光火焰切割器 |
-
1993
- 1993-11-30 JP JP5299671A patent/JP2622350B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150165559A1 (en) * | 2013-12-13 | 2015-06-18 | Jens Guenter Gaebelein | Methods and apparatus to perform a liquid-jet guided laser process and to simplify the maintenance thereof |
| US10022820B2 (en) * | 2013-12-13 | 2018-07-17 | Avonisys Ag | Methods and apparatus to perform a liquid-jet guided laser process and to simplify the maintenance thereof |
| US10940561B2 (en) | 2013-12-13 | 2021-03-09 | Avonisys Ag | Methods and apparatus to perform a liquid-jet guided laser process and to simplify the maintenance thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07148593A (ja) | 1995-06-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970121 |
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