JP2846297B2 - レーザ切断方法 - Google Patents
レーザ切断方法Info
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- JP2846297B2 JP2846297B2 JP9025154A JP2515497A JP2846297B2 JP 2846297 B2 JP2846297 B2 JP 2846297B2 JP 9025154 A JP9025154 A JP 9025154A JP 2515497 A JP2515497 A JP 2515497A JP 2846297 B2 JP2846297 B2 JP 2846297B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】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
断方法に関する。
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
断方法に関する。
【０００２】
【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、図４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源から
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。
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、図４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源から
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。
【０００３】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。
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。
【０００４】
【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、図４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。
切断方法では、図４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。
【０００５】図５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。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３ｋ
ｇｆ／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により高圧ガスを供給することで、厚板の切断
を行っている。
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。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３ｋ
ｇｆ／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により高圧ガスを供給することで、厚板の切断
を行っている。
【０００６】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。
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。
【０００７】さらに、従来のレーザ切断方法では補助ノ
ズル８が主ノズル５に対して切断方向後方に取り付けら
れているため、補助ノズル８による切断は二方向のみし
かできない。
ズル８が主ノズル５に対して切断方向後方に取り付けら
れているため、補助ノズル８による切断は二方向のみし
かできない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】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
的とするところは被加工物のレーザ照射部から発生する
金属蒸気等のブルームによる減衰を防ぐと共に、補助ノ
ズルにより被加工物にほぼ垂直に高圧ガスを噴射するこ
とにより、切断効率をあげ、かつ、二方向以上の方向に
おいて切断を行うことができるレーザ切断方法を提供す
ることにある。
従来の問題点を解決するためになされたもので、その目
的とするところは被加工物のレーザ照射部から発生する
金属蒸気等のブルームによる減衰を防ぐと共に、補助ノ
ズルにより被加工物にほぼ垂直に高圧ガスを噴射するこ
とにより、切断効率をあげ、かつ、二方向以上の方向に
おいて切断を行うことができるレーザ切断方法を提供す
ることにある。
【０００９】
【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、レーザビームと同
軸的に配置され、レーザビームの照射と同時にアシスト
ガスの噴射を行う主ノズルと、この主ノズルの周囲に該
主ノズルに対して傾けて配置された高圧ガスの噴射を行
う複数個の補助ノズルを用い、主ノズルからのレーザビ
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、補助ノズルから噴射される高圧ガスを被加工物にほ
ぼ垂直に噴射することを特徴とする。
め、本発明に係るレーザ切断方法は、レーザビームと同
軸的に配置され、レーザビームの照射と同時にアシスト
ガスの噴射を行う主ノズルと、この主ノズルの周囲に該
主ノズルに対して傾けて配置された高圧ガスの噴射を行
う複数個の補助ノズルを用い、主ノズルからのレーザビ
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、補助ノズルから噴射される高圧ガスを被加工物にほ
ぼ垂直に噴射することを特徴とする。
【００１０】このようにレーザビームの照射と同時にア
シストガスの噴射を行う主ノズルの周囲に、高圧ガスの
噴射を行う複数個の補助ノズルを主ノズルに対して傾け
て配置し、主ノズルからの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ブルームによる減
衰を防ぐと共に、補助ノズルから噴射される高圧ガスを
被加工物にほぼ垂直に噴射することにより切断効率をあ
げ、かつ、主ノズル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射することで、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。
シストガスの噴射を行う主ノズルの周囲に、高圧ガスの
噴射を行う複数個の補助ノズルを主ノズルに対して傾け
て配置し、主ノズルからの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ブルームによる減
衰を防ぐと共に、補助ノズルから噴射される高圧ガスを
被加工物にほぼ垂直に噴射することにより切断効率をあ
げ、かつ、主ノズル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射することで、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。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。図１は本発明の一実施形態を説明す
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）θは、被加
工物１６の板厚および切断速度によって決まるドラグラ
インの角度α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。
施形態を説明する。図１は本発明の一実施形態を説明す
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）θは、被加
工物１６の板厚および切断速度によって決まるドラグラ
インの角度α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。
【００１２】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θ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。
被加工物１６に対して垂直面からθ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。
【００１３】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。
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。
【００１４】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１
６に対してほぼ垂直方向に最短距離で噴射されるため
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。
物１６の溶融部分を吹飛ばす作用をなすが、被加工物１
６に対してほぼ垂直方向に最短距離で噴射されるため
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。
【００１５】図２は、本発明の他の実施形態におけるレ
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１８を配置し、これらの補助ノズル１
８からそれぞれ選択的に高圧ガスを噴出させ、図示しな
い被加工物に噴射するように構成されている。
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１８を配置し、これらの補助ノズル１
８からそれぞれ選択的に高圧ガスを噴出させ、図示しな
い被加工物に噴射するように構成されている。
【００１６】この実施形態においても、先の実施形態と
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１６にある前進角をも
って入射させることによって、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１６にほぼ垂直に高圧
ガスを噴射することにより、溶融金属を効果的に吹飛ば
すことができる。
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１６にある前進角をも
って入射させることによって、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１６にほぼ垂直に高圧
ガスを噴射することにより、溶融金属を効果的に吹飛ば
すことができる。
【００１７】そして、この実施形態では更に複数の補助
ノズル１８を主ノズル１５の周囲に傾けて配置し、主ノ
ズル１５の切断方向後方またはその近傍のみの補助ノズ
ル１８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１６の相対移動方向によらず、高圧
ガスを被加工物１６の切断溝内に噴射することができ
る。
ノズル１８を主ノズル１５の周囲に傾けて配置し、主ノ
ズル１５の切断方向後方またはその近傍のみの補助ノズ
ル１８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１６の相対移動方向によらず、高圧
ガスを被加工物１６の切断溝内に噴射することができ
る。
【００１８】例えば、この相対移動方向が図３（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、レーザ切断ヘッド１１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１
８から高圧ガスを被加工物１６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。
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、レーザ切断ヘッド１１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１
８から高圧ガスを被加工物１６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。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、レーザビームの照射と
同時にアシストガスの噴射を行う主ノズルの周囲に、高
圧ガスの噴射を行う複数個の補助ノズルを主ノズルに対
して傾けて配置し、主ノズルからの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ブルーム
による減衰を防ぐと共に、補助ノズルから噴射される高
圧ガスを被加工物にほぼ垂直に噴射することにより切断
効率をあげ、かつ、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。
同時にアシストガスの噴射を行う主ノズルの周囲に、高
圧ガスの噴射を行う複数個の補助ノズルを主ノズルに対
して傾けて配置し、主ノズルからの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ブルーム
による減衰を防ぐと共に、補助ノズルから噴射される高
圧ガスを被加工物にほぼ垂直に噴射することにより切断
効率をあげ、かつ、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。
【図１】本発明の一実施形態を説明するための断面図
【図２】本発明の他の実施形態を説明するための断面図
および平面図
および平面図
【図３】図３は図２の実施形態の作用を説明するための
図
図
【図４】従来のレーザ切断方法を説明するための断面図
【図５】図４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
イン角度の関係を示す図
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 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B23K 26/00 - 26/14
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
るレーザ切断方法において、 レーザビームと同軸的に配置され、レーザビームの照射
と同時にアシストガスの噴射を行う主ノズルと、この主
ノズルの周囲に該主ノズルに対して傾けて配置された高
圧ガスの噴射を行う複数個の補助ノズルを用い、 前記主ノズルからの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、 前記補助ノズルから噴射される高圧ガスを被加工物にほ
ぼ垂直に噴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 |
|---|---|---|---|
| JP9025154A JP2846297B2 (ja) | 1997-02-07 | 1997-02-07 | レーザ切断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9025154A JP2846297B2 (ja) | 1997-02-07 | 1997-02-07 | レーザ切断方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2333060A Division JP2659860B2 (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | レーザ切断方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09216081A JPH09216081A (ja) | 1997-08-19 |
| JP2846297B2 true JP2846297B2 (ja) | 1999-01-13 |
Family
ID=12158111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9025154A Expired - Fee Related JP2846297B2 (ja) | 1997-02-07 | 1997-02-07 | レーザ切断方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2846297B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3500071B2 (ja) | 1998-07-23 | 2004-02-23 | 株式会社日平トヤマ | レーザ加工方法及びレーザ加工装置 |
| US9168612B2 (en) * | 2011-01-28 | 2015-10-27 | Gas Technology Institute | Laser material processing tool |
| JP2015174096A (ja) * | 2014-03-13 | 2015-10-05 | 新日鐵住金株式会社 | レーザ切断方法及びレーザ切断装置 |
| JP6343497B2 (ja) * | 2014-05-30 | 2018-06-13 | 株式会社アマダホールディングス | レーザ加工方法及びレーザ加工装置 |
| DE102015015037A1 (de) * | 2015-11-23 | 2017-05-24 | Lubas Maschinen Gmbh | Vorrichtung an einer Schneidmaschine |
| CN105728940A (zh) * | 2016-04-29 | 2016-07-06 | 哈尔滨工业大学 | 一种激光焊接同轴保护装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2844597B2 (ja) * | 1988-01-18 | 1999-01-06 | 株式会社 小松製作所 | レーザ切断における切断用ノズルの構造とその切断方法 |
-
1997
- 1997-02-07 JP JP9025154A patent/JP2846297B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09216081A (ja) | 1997-08-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980602 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980922 |
|
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