JP2659860B2 - レーザ切断方法 - Google Patents
レーザ切断方法Info
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- JP2659860B2 JP2659860B2 JP2333060A JP33306090A JP2659860B2 JP 2659860 B2 JP2659860 B2 JP 2659860B2 JP 2333060 A JP2333060 A JP 2333060A JP 33306090 A JP33306090 A JP 33306090A JP 2659860 B2 JP2659860 B2 JP 2659860B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、レーザビームの照射によって金属厚板など
の被加工物を切断するレーザ切断方法およびレーザ切断
装置に関する。
の被加工物を切断するレーザ切断方法およびレーザ切断
装置に関する。
［従来の技術］ 従来、例えば廃炉解体などに際して、炉内構造物の金
属厚板をレーザビームによって切断する場合、第４図に
示すような方法がとられている。すなわち、レーザ切断
ヘッド１において図示しないレーザ光線からレーザビー
ム２を出射し、レーザ切断ヘッド１にレンズホルダ３を
介して取付けられた集光レンズ４により主ノズル５の先
端で集光して、被加工物６に照射することにより、被加
工物６の切断すべき箇所を加熱溶融する。
属厚板をレーザビームによって切断する場合、第４図に
示すような方法がとられている。すなわち、レーザ切断
ヘッド１において図示しないレーザ光線からレーザビー
ム２を出射し、レーザ切断ヘッド１にレンズホルダ３を
介して取付けられた集光レンズ４により主ノズル５の先
端で集光して、被加工物６に照射することにより、被加
工物６の切断すべき箇所を加熱溶融する。
また、このレーザビーム２の照射と同時に、被加工物
６の切断すべき箇所に主ノズル５からアシストガス７
（通常、O2を用いる）を供給してガウジングすると共
に、主ノズル５とは別個の補助ノズル（タンデムノズ
ル）８によって、高圧のアシストガス（通常、O2を用い
る）を供給することにより、溶融部分を吹飛ばしたり、
あるいは残存板厚を溶融して切断を行う。ここで、従来
のレーザ切断方法では補助ノズル８は主ノズル５に対し
て切断方向後方に取り付けられている。
６の切断すべき箇所に主ノズル５からアシストガス７
（通常、O2を用いる）を供給してガウジングすると共
に、主ノズル５とは別個の補助ノズル（タンデムノズ
ル）８によって、高圧のアシストガス（通常、O2を用い
る）を供給することにより、溶融部分を吹飛ばしたり、
あるいは残存板厚を溶融して切断を行う。ここで、従来
のレーザ切断方法では補助ノズル８は主ノズル５に対し
て切断方向後方に取り付けられている。
［発明が解決しようとする課題］ 上述した従来のレーザ切断方法では、第４図に示すよ
うに切断方向（レーザビーム２の進行方向）に対して角
度α傾いたドラグライン９が生じる。このため、レーザ
ビーム２は被加工物６上のレーザ照射部から発生する金
属蒸気等のプルームにより吸収されて減衰し、切断効果
が低下してしまう。
うに切断方向（レーザビーム２の進行方向）に対して角
度α傾いたドラグライン９が生じる。このため、レーザ
ビーム２は被加工物６上のレーザ照射部から発生する金
属蒸気等のプルームにより吸収されて減衰し、切断効果
が低下してしまう。
第５図は切断速度とドラグライン９の角度αの関係を
示している。同図に示すように、切断速度を上げるに従
いドラグライン９の角度αは増大する。
示している。同図に示すように、切断速度を上げるに従
いドラグライン９の角度αは増大する。
また、この種のレーザ切断方法においては、アシスト
ガス７の圧力を十分高めることが要求されるが、集光レ
ンズ４の耐圧力が小さいため、アシストガス７は一般的
に約３kgf/cm2以下でしか使用できない。そこで、アシ
ストガス７とは別に、レーザビーム２とは同軸でない補
助ノズル８により高圧のガスを供給することで、厚板の
切断を行っている。
ガス７の圧力を十分高めることが要求されるが、集光レ
ンズ４の耐圧力が小さいため、アシストガス７は一般的
に約３kgf/cm2以下でしか使用できない。そこで、アシ
ストガス７とは別に、レーザビーム２とは同軸でない補
助ノズル８により高圧のガスを供給することで、厚板の
切断を行っている。
しかしながら、補助ノズル８により供給される高圧ガ
スは、レーザビーム２と同軸でないため、補助ノズル８
を小型化（小径化）したとしても、被加工物６の板厚方
向とは、ある程度の角度が付いてしまうことになる。こ
のため、補助ノズル８から供給される高圧ガスによる溶
融金属吹飛ばし効果を最大限に発揮することができな
い。
スは、レーザビーム２と同軸でないため、補助ノズル８
を小型化（小径化）したとしても、被加工物６の板厚方
向とは、ある程度の角度が付いてしまうことになる。こ
のため、補助ノズル８から供給される高圧ガスによる溶
融金属吹飛ばし効果を最大限に発揮することができな
い。
本発明は、このような従来の問題点を解決するために
なされたもので、その目的とするところはレーザ照射部
から発生するプルームによるレーザビームの減衰を少な
くすると同時に、補助ノズルからの高圧ガス供給による
溶融金属吹飛ばし効果を増大させることにより、金属厚
板を容易に切断できるレーザ切断方法を提供することに
ある。
なされたもので、その目的とするところはレーザ照射部
から発生するプルームによるレーザビームの減衰を少な
くすると同時に、補助ノズルからの高圧ガス供給による
溶融金属吹飛ばし効果を増大させることにより、金属厚
板を容易に切断できるレーザ切断方法を提供することに
ある。
［課題を解決するための手段］ 上記の課題を解決するため、本発明に係るレーザ切断
方法はレーザビームを照射して被加工物を切断するに際
し、レーザビームを被加工物に対し前進角をつけて入射
させると同時に、高圧ガスを被加工物にほぼ垂直に照射
することを第１の特徴としている。
方法はレーザビームを照射して被加工物を切断するに際
し、レーザビームを被加工物に対し前進角をつけて入射
させると同時に、高圧ガスを被加工物にほぼ垂直に照射
することを第１の特徴としている。
［作用］ レーザビームの入射方向は、被加工物に対して垂直面
から傾くことになるため、レーザビームはレーザ照射部
から発生する金属蒸気等のプルームによる減衰を受ける
ことなく、被加工物に供給される。
から傾くことになるため、レーザビームはレーザ照射部
から発生する金属蒸気等のプルームによる減衰を受ける
ことなく、被加工物に供給される。
一方、補助ノズルから供給される高圧ガスは、被加工
物に対してほぼ垂直方向に、すなわち最短距離で照射さ
れるため、溶融金属を効果的に吹飛ばす作用を持つ。
物に対してほぼ垂直方向に、すなわち最短距離で照射さ
れるため、溶融金属を効果的に吹飛ばす作用を持つ。
［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
第１図は本発明の一実施例を説明するための図であ
り、レーザ切断装置の要部と被加工物の断面図を示して
いる。同図に示すように、レーザ切断ヘッド11において
図示しないレーザ光源からレーザビーム12を出射させ、
レーザ切断ヘッド11にレンズホルダ13を介して取付けら
れた集光レンズ14により主ノズル15の先端で集光し、被
加工物16にある前進角θをもって入射させる。この前進
角（入射角）は、被加工物16の板厚および切断速度によ
る決まるドラグラインの角度α（第４図、第５図参照）
以内に選定される。こうして被加工物16に照射されたレ
ーザビーム12は、被加工物16の切断すべき箇所を加熱溶
融する。
り、レーザ切断装置の要部と被加工物の断面図を示して
いる。同図に示すように、レーザ切断ヘッド11において
図示しないレーザ光源からレーザビーム12を出射させ、
レーザ切断ヘッド11にレンズホルダ13を介して取付けら
れた集光レンズ14により主ノズル15の先端で集光し、被
加工物16にある前進角θをもって入射させる。この前進
角（入射角）は、被加工物16の板厚および切断速度によ
る決まるドラグラインの角度α（第４図、第５図参照）
以内に選定される。こうして被加工物16に照射されたレ
ーザビーム12は、被加工物16の切断すべき箇所を加熱溶
融する。
ここで、レーザビーム12の入射方向は、被加工物16に
対して垂直面からβなる角度だけ傾くことになるため、
レーザビーム12は被加工物16のレーザ照射部から発生す
る金属蒸気等のプルームにより妨げられて減衰すること
がなく、またレーザビーム12の切断時の溶融境界面での
吸収が促進される。従って、レーザビーム12が被加工物
16に効率よく照射され、かつ効率よく吸収されることに
より、被加工物16が金属厚板の場合でも、容易に切断が
できる。
対して垂直面からβなる角度だけ傾くことになるため、
レーザビーム12は被加工物16のレーザ照射部から発生す
る金属蒸気等のプルームにより妨げられて減衰すること
がなく、またレーザビーム12の切断時の溶融境界面での
吸収が促進される。従って、レーザビーム12が被加工物
16に効率よく照射され、かつ効率よく吸収されることに
より、被加工物16が金属厚板の場合でも、容易に切断が
できる。
一方、このレーザビーム12の照射と同時に、切断すべ
き箇所にレーザビーム12と同軸に主ノズル15からアシス
トガス17（例えばO2ガス）を供給すると共に、主ノズル
15とは別個にレーザ切断ヘッド11と機械的に一体に設け
られた補助ノズル18から、被加工物16に対してほぼ垂直
に高圧ガス（例えばO2ガス）を供給する。ここで、アシ
ストガス17はノズル15を被加工物16から跳ね返るスパッ
タ粒子等から防護する。
き箇所にレーザビーム12と同軸に主ノズル15からアシス
トガス17（例えばO2ガス）を供給すると共に、主ノズル
15とは別個にレーザ切断ヘッド11と機械的に一体に設け
られた補助ノズル18から、被加工物16に対してほぼ垂直
に高圧ガス（例えばO2ガス）を供給する。ここで、アシ
ストガス17はノズル15を被加工物16から跳ね返るスパッ
タ粒子等から防護する。
補助ノズル18からの高圧ガスは、被加工物16の溶融部
分を吹飛ばす作用をなすが、被加工物16に対してほぼ垂
直方向に最短距離で照射されるために、その吹飛ばし効
果は従来技術に比較して格段に大きい。これにより切断
限界速度の向上、切断板厚の増大および切断面品質の向
上を図ることができる。
分を吹飛ばす作用をなすが、被加工物16に対してほぼ垂
直方向に最短距離で照射されるために、その吹飛ばし効
果は従来技術に比較して格段に大きい。これにより切断
限界速度の向上、切断板厚の増大および切断面品質の向
上を図ることができる。
第２図は、本発明の他の実施例におけるレーザ切断装
置の断面図である。このレーザ切断装置は、主ノズル15
の周囲の円周上に複数個この例では８個）の補助ノズル
（タンデムノズル）18を配置し、これらの補助ノズル18
からそれぞれ選択的に高圧ガス（アシストガス）を噴出
させ、図示しない被加工物に照射するように構成されて
いる。
置の断面図である。このレーザ切断装置は、主ノズル15
の周囲の円周上に複数個この例では８個）の補助ノズル
（タンデムノズル）18を配置し、これらの補助ノズル18
からそれぞれ選択的に高圧ガス（アシストガス）を噴出
させ、図示しない被加工物に照射するように構成されて
いる。
この実施例においても、先の実施例と同様にレーザビ
ーム12を集光レンズ14により主ノズル15の先端で集光
し、被加工物にある前進角をもって入射させることによ
り、被加工物のレーザ照射部から発生する金属蒸気等の
プルームによる減衰を防ぐと共に、レーザビーム12の切
断時の溶融境界面での吸収を促進させることで、切断効
率を上げると同時に、補助ノズル18により、被加工物に
ほぼ垂直に高圧ガスを照射することにより、溶融金属を
効果的に吹飛ばすことができる。
ーム12を集光レンズ14により主ノズル15の先端で集光
し、被加工物にある前進角をもって入射させることによ
り、被加工物のレーザ照射部から発生する金属蒸気等の
プルームによる減衰を防ぐと共に、レーザビーム12の切
断時の溶融境界面での吸収を促進させることで、切断効
率を上げると同時に、補助ノズル18により、被加工物に
ほぼ垂直に高圧ガスを照射することにより、溶融金属を
効果的に吹飛ばすことができる。
そして、この実施例では更に複数の補助ノズル18を主
ノズル15の周囲に配置し、主ノズル18の切断方向後方ま
たはその近傍のみの補助ノズルから高圧ガスを噴出させ
ることで、レーザ切断装置に対する被加工物の相対移動
方向によらず、高圧ガス（アシストガス）を被加工物の
切断溝内に照射することができる。
ノズル15の周囲に配置し、主ノズル18の切断方向後方ま
たはその近傍のみの補助ノズルから高圧ガスを噴出させ
ることで、レーザ切断装置に対する被加工物の相対移動
方向によらず、高圧ガス（アシストガス）を被加工物の
切断溝内に照射することができる。
例えば、この相対移動方向が第３図（ａ）に示す方向
の場合は、補助ノズル18のうちの「イ」から、また同図
（ｂ）に示す方向の場合は「ハ」から、さらに同図
（ｃ）に示す方向の場合は「ロ」または「ハ」からとい
う様に、被加工物の進行方向（切断方向）に対して後
方、または後方近くの補助ノズルからアシストガスを被
加工物の切断溝内に噴射することにより、いずれの進行
方向の場合も切断が可能となる。
の場合は、補助ノズル18のうちの「イ」から、また同図
（ｂ）に示す方向の場合は「ハ」から、さらに同図
（ｃ）に示す方向の場合は「ロ」または「ハ」からとい
う様に、被加工物の進行方向（切断方向）に対して後
方、または後方近くの補助ノズルからアシストガスを被
加工物の切断溝内に噴射することにより、いずれの進行
方向の場合も切断が可能となる。
なお、第２図に示したレーザ切断装置は、レーザビー
ムを前進角をつけずに被加工物に入射してレーザ切断を
行う場合にも適用することができる。
ムを前進角をつけずに被加工物に入射してレーザ切断を
行う場合にも適用することができる。
［発明の効果］ 本発明によれば、レーザビームをレーザ照射部から発
生する金属蒸気等のプルームによる減衰を受けることな
く、被加工物に照射でき、また補助ノズルから供給され
る高圧ガスによって溶融金属を効果的に吹飛ばすことが
できるので、切断限界速度の向上、切断板厚の増大およ
び切断面品質の向上を図ることができ、切断効率が向上
し、金属厚板を容易に品質よく切断することが可能とな
る。
生する金属蒸気等のプルームによる減衰を受けることな
く、被加工物に照射でき、また補助ノズルから供給され
る高圧ガスによって溶融金属を効果的に吹飛ばすことが
できるので、切断限界速度の向上、切断板厚の増大およ
び切断面品質の向上を図ることができ、切断効率が向上
し、金属厚板を容易に品質よく切断することが可能とな
る。
また、複数の補助ノズルを主ノズルの周囲に設けてレ
ーザ切断装置を構成することで、上記のレーザ切断方法
を実施することができるばかりでなく、被加工物の移動
方向によらず、高圧ガスを被加工物の切断溝内に照射し
て、二方向以上の切断を可能とすることができる。
ーザ切断装置を構成することで、上記のレーザ切断方法
を実施することができるばかりでなく、被加工物の移動
方向によらず、高圧ガスを被加工物の切断溝内に照射し
て、二方向以上の切断を可能とすることができる。
第１図は本発明の一実施例を説明するための断面図、第
２図（ａ）（ｂ）は本発明の他の実施例を説明するため
の断面図および平面図、第３図は第２図の実施例の作用
を説明するための図、第４図は従来のレーザ切断方法を
説明するための断面図、第５図は第４図に示した方法に
おける切断速度とドラグライン角度の関係を示す図であ
る。 11……レーザ切断ヘッド 12……レーザビーム 13……レンズホルダ 14……集光レンズ 15……主ノズル 16……被加工物 17……アシストガス 18……補助ノズル
２図（ａ）（ｂ）は本発明の他の実施例を説明するため
の断面図および平面図、第３図は第２図の実施例の作用
を説明するための図、第４図は従来のレーザ切断方法を
説明するための断面図、第５図は第４図に示した方法に
おける切断速度とドラグライン角度の関係を示す図であ
る。 11……レーザ切断ヘッド 12……レーザビーム 13……レンズホルダ 14……集光レンズ 15……主ノズル 16……被加工物 17……アシストガス 18……補助ノズル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−73189（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−57794（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−195888（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】レーザビームを照射して被加工物を切断す
るに際し、 レーザビームを被加工物に対し前進角をつけて入射させ
ると同時に、高圧ガスを被加工物にほぼ垂直に照射する
ことを特徴とするレーザ切断方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2333060A JP2659860B2 (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | レーザ切断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2333060A JP2659860B2 (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | レーザ切断方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9025154A Division JP2846297B2 (ja) | 1997-02-07 | 1997-02-07 | レーザ切断方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04200888A JPH04200888A (ja) | 1992-07-21 |
| JP2659860B2 true JP2659860B2 (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=18261822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2333060A Expired - Fee Related JP2659860B2 (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | レーザ切断方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2659860B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06285662A (ja) * | 1993-04-07 | 1994-10-11 | Fanuc Ltd | レーザ加工装置及びレーザ加工方法 |
| CN100374243C (zh) * | 2005-01-14 | 2008-03-12 | 财团法人工业技术研究院 | 激光辅助切削装置 |
| DE102007024701A1 (de) * | 2007-05-25 | 2008-11-27 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur Materialabtragung sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| DE102014205387A1 (de) * | 2014-03-24 | 2015-09-24 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zum Laserstrahlschneiden |
| JP6823933B2 (ja) * | 2016-03-04 | 2021-02-03 | 三菱重工業株式会社 | レーザ表面加工装置 |
| CN105834595A (zh) * | 2016-06-07 | 2016-08-10 | 成都市松川金属材料有限公司 | 一种尖角激光切割方法 |
-
1990
- 1990-11-29 JP JP2333060A patent/JP2659860B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04200888A (ja) | 1992-07-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |