JP3380319B2 - レーザ切断方法およびレーザ切断ノズル - Google Patents
レーザ切断方法およびレーザ切断ノズルInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アシストガスを用いた
レーザ切断方法およびレーザ切断ノズルに関する。
レーザ切断方法およびレーザ切断ノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、鋼材の一般的なレーザ切断方法
は、レーザヘッドにおいてレーザビームを集光レンズで
絞ると共にノズルによりアシストガスも噴射させ、これ
らを同軸に揃え切断部に供給する。特に軟鋼の切断にお
ける前記アシストガスとしては、その切断性能に鑑みて
酸素を用いることが一般的である。
は、レーザヘッドにおいてレーザビームを集光レンズで
絞ると共にノズルによりアシストガスも噴射させ、これ
らを同軸に揃え切断部に供給する。特に軟鋼の切断にお
ける前記アシストガスとしては、その切断性能に鑑みて
酸素を用いることが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この場合、
集光レンズによるレーザビームの焦点結像位置は、切断
材の材質等によって経験値により適宜設定されるが、ノ
ズルの内部形状を集光レンズによるレーザビームの集光
と干渉を起こさない範囲で設計する必要があるためにレ
ーザビームの集光特性に応じたノズル穴径を確保せねば
ならず、したがって、図１０に示すように、ノズル穴１
の径がレーザ切断によって生成される切断溝２幅に対し
て過大な大きさとなるといった問題がある。すなわち、
ノズル穴１の径が過大である場合、レーザ切断が進行し
している切断部をアシストガスが広範囲に覆うため、レ
ーザ切断周辺部の酸素濃度の上昇を招いてレーザ切断特
有のセルフバーニング現象の誘因となってレーザ切断を
不能ならしめていた。このため、アシストガスの供給に
ついては、その供給圧等に特別の考慮を払うことによ
り、前記問題に対応しているのが実情であり、施工能率
にも影響を与えていた。
集光レンズによるレーザビームの焦点結像位置は、切断
材の材質等によって経験値により適宜設定されるが、ノ
ズルの内部形状を集光レンズによるレーザビームの集光
と干渉を起こさない範囲で設計する必要があるためにレ
ーザビームの集光特性に応じたノズル穴径を確保せねば
ならず、したがって、図１０に示すように、ノズル穴１
の径がレーザ切断によって生成される切断溝２幅に対し
て過大な大きさとなるといった問題がある。すなわち、
ノズル穴１の径が過大である場合、レーザ切断が進行し
している切断部をアシストガスが広範囲に覆うため、レ
ーザ切断周辺部の酸素濃度の上昇を招いてレーザ切断特
有のセルフバーニング現象の誘因となってレーザ切断を
不能ならしめていた。このため、アシストガスの供給に
ついては、その供給圧等に特別の考慮を払うことによ
り、前記問題に対応しているのが実情であり、施工能率
にも影響を与えていた。
【０００４】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
ので、切断速度の上昇により切断の施工能率が向上する
レーザ切断方法およびレーザ切断ノズルを提供すること
を目的とするものである。
ので、切断速度の上昇により切断の施工能率が向上する
レーザ切断方法およびレーザ切断ノズルを提供すること
を目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載のレーザ切
断方法では、ノズルの開口部からレーザ光を照射する一
方、前記開口部から前記レーザ光を囲穣して該レーザ光
と同軸状にアシストガスを噴出させるレーザ切断方法に
おいて、前記ノズルの開口部からアシストガスを噴出さ
せると同時に前記開口部内に導入した外部の空気または
不活性ガスを前記開口部から噴射するアシストガスの外
周部に巻き込ませることを前記課題の解決手段とした。
断方法では、ノズルの開口部からレーザ光を照射する一
方、前記開口部から前記レーザ光を囲穣して該レーザ光
と同軸状にアシストガスを噴出させるレーザ切断方法に
おいて、前記ノズルの開口部からアシストガスを噴出さ
せると同時に前記開口部内に導入した外部の空気または
不活性ガスを前記開口部から噴射するアシストガスの外
周部に巻き込ませることを前記課題の解決手段とした。
【０００６】請求項２記載のレーザ切断ノズルでは、先
端開口部からレーザ光を照射する一方、前記開口部から
前記レーザ光を囲穣して該レーザ光と同軸状にアシスト
ガスを噴出させるレーザ切断ノズルにおいて、前記ノズ
ルは、ノズル先端部に向けて形成されたレーザ光および
アシストガスを導く主通路と、該主通路の先端に該主通
路に連通し、該主通路先端より断面積を大として形成さ
れ、先端部が開口する拡径開口部とが設けられ、ノズル
の側方から前記拡径開口部内またはアシストガス主通路
内にノズル外部の空気または不活性ガスを流入させる補
助通路が形成されていることを前記課題の解決手段とし
た。
端開口部からレーザ光を照射する一方、前記開口部から
前記レーザ光を囲穣して該レーザ光と同軸状にアシスト
ガスを噴出させるレーザ切断ノズルにおいて、前記ノズ
ルは、ノズル先端部に向けて形成されたレーザ光および
アシストガスを導く主通路と、該主通路の先端に該主通
路に連通し、該主通路先端より断面積を大として形成さ
れ、先端部が開口する拡径開口部とが設けられ、ノズル
の側方から前記拡径開口部内またはアシストガス主通路
内にノズル外部の空気または不活性ガスを流入させる補
助通路が形成されていることを前記課題の解決手段とし
た。
【０００７】請求項３記載のレーザ切断ノズルでは、請
求項２記載のレーザ切断ノズルにおいて、前記主通路と
拡径開口部との間の段部には、前記アシストガスの噴出
方向と反対方向に窪む環状凹部が形成されていることを
前記課題の解決手段とした。
求項２記載のレーザ切断ノズルにおいて、前記主通路と
拡径開口部との間の段部には、前記アシストガスの噴出
方向と反対方向に窪む環状凹部が形成されていることを
前記課題の解決手段とした。
【０００８】請求項４記載のレーザ切断ノズルでは、請
求項３記載のレーザ切断ノズルにおいて、前記補助通路
は、前記拡径開口部または前記アシストガス主通路の接
線に沿う方向に形成されていることを前記課題の解決手
段とした。
求項３記載のレーザ切断ノズルにおいて、前記補助通路
は、前記拡径開口部または前記アシストガス主通路の接
線に沿う方向に形成されていることを前記課題の解決手
段とした。
【０００９】請求項５記載のレーザ切断ノズルでは、請
求項２ないし４記載のレーザ切断ノズルにおいて、前記
補助通路に空気または不活性ガスを供給する供給源およ
びこれら空気または不活性ガスの流量を調整する調整機
構が接続されていることを前記課題の解決手段とした。
求項２ないし４記載のレーザ切断ノズルにおいて、前記
補助通路に空気または不活性ガスを供給する供給源およ
びこれら空気または不活性ガスの流量を調整する調整機
構が接続されていることを前記課題の解決手段とした。
【００１０】請求項６記載のレーザ切断ノズルでは、先
端開口部からレーザ光を照射する一方、前記開口部から
前記レーザ光を囲穣して該レーザ光と同軸状にアシスト
ガスを噴出させるレーザ切断ノズルにおいて、前記ノズ
ルは、ノズル先端部に向けて形成されたレーザ光および
アシストガスを導く主通路と、該主通路の先端に該主通
路に連通し、該主通路先端より断面積を大として形成さ
れ、先端部が開口する拡径開口部とを有し、前記拡径開
口部がアシストガスが噴射された際に吸引力を生じて拡
径開口部周囲の空気または不活性ガスをアシストガス外
周部に巻き込み可能に形成されていることを前記課題の
解決手段とした。
端開口部からレーザ光を照射する一方、前記開口部から
前記レーザ光を囲穣して該レーザ光と同軸状にアシスト
ガスを噴出させるレーザ切断ノズルにおいて、前記ノズ
ルは、ノズル先端部に向けて形成されたレーザ光および
アシストガスを導く主通路と、該主通路の先端に該主通
路に連通し、該主通路先端より断面積を大として形成さ
れ、先端部が開口する拡径開口部とを有し、前記拡径開
口部がアシストガスが噴射された際に吸引力を生じて拡
径開口部周囲の空気または不活性ガスをアシストガス外
周部に巻き込み可能に形成されていることを前記課題の
解決手段とした。
【００１１】
【作用】請求項１記載のレーザ切断方法によれば、ノズ
ル開口部内部において、アシストガス外周部に、外部の
空気または不活性ガスが巻き込まれてなるアシストガス
濃度の低い層を形成し、高濃度のアシストガスの領域を
狭めるようにする。
ル開口部内部において、アシストガス外周部に、外部の
空気または不活性ガスが巻き込まれてなるアシストガス
濃度の低い層を形成し、高濃度のアシストガスの領域を
狭めるようにする。
【００１２】請求項２記載のレーザ切断ノズルによれ
ば、主通路の拡径開口部からアシストガスが噴出された
際に、このアシストガスの自噴流によって拡径開口部内
に負圧が生じ、この負圧の作用によってノズル外部の空
気または不活性ガスが補助通路を介して拡径開口部内ま
たはアシストガス主通路内に吸引されてアシストガス噴
流外周部に巻き込まれ、この吸引された空気または不活
性ガスによって高濃度のアシストガスの領域が狭められ
る。
ば、主通路の拡径開口部からアシストガスが噴出された
際に、このアシストガスの自噴流によって拡径開口部内
に負圧が生じ、この負圧の作用によってノズル外部の空
気または不活性ガスが補助通路を介して拡径開口部内ま
たはアシストガス主通路内に吸引されてアシストガス噴
流外周部に巻き込まれ、この吸引された空気または不活
性ガスによって高濃度のアシストガスの領域が狭められ
る。
【００１３】請求項３記載のレーザ切断ノズルによれ
ば、アシストガス噴流の発生によって拡径開口部に生じ
た吸引力により拡径開口部に吸引されたノズル外部の空
気または不活性ガスが環状凹部に流入した後、アシスト
ガス噴流外周部に巻き込まれ、所望の断面積を有するア
シストガスの高濃度領域が得られる。
ば、アシストガス噴流の発生によって拡径開口部に生じ
た吸引力により拡径開口部に吸引されたノズル外部の空
気または不活性ガスが環状凹部に流入した後、アシスト
ガス噴流外周部に巻き込まれ、所望の断面積を有するア
シストガスの高濃度領域が得られる。
【００１４】請求項４記載のレーザ切断ノズルによれ
ば、補助通路から流入された空気または不活性ガスがア
シストガス噴流の外周部に螺旋状に巻き込まれてアシス
トガスの低濃度領域を形成するが、この低濃度領域を形
成するガスは遠心力で外部への積極的な流れとなるの
で、所望の断面積を有するアシストガスの高濃度領域が
安定して得られる。
ば、補助通路から流入された空気または不活性ガスがア
シストガス噴流の外周部に螺旋状に巻き込まれてアシス
トガスの低濃度領域を形成するが、この低濃度領域を形
成するガスは遠心力で外部への積極的な流れとなるの
で、所望の断面積を有するアシストガスの高濃度領域が
安定して得られる。
【００１５】請求項５記載のレーザ切断ノズルによれ
ば、供給源から供給された空気または不活性ガスが、調
整機構により所望の流量で補助通路に流入されるので、
この流量を制御することによって、所望の断面積を有す
るアシストガスの高濃度領域が得られる。
ば、供給源から供給された空気または不活性ガスが、調
整機構により所望の流量で補助通路に流入されるので、
この流量を制御することによって、所望の断面積を有す
るアシストガスの高濃度領域が得られる。
【００１６】請求項６記載のレーザ切断ノズルによれ
ば、拡径開口部からアシストガスが噴出された際に、こ
のアシストガスの自噴流によって拡径開口部内に負圧が
生じ、ノズル外部の空気または不活性ガスが拡径開口部
内に吸引されてアシストガス噴流外周部に巻き込まれ、
高濃度のアシストガス領域が狭められる。
ば、拡径開口部からアシストガスが噴出された際に、こ
のアシストガスの自噴流によって拡径開口部内に負圧が
生じ、ノズル外部の空気または不活性ガスが拡径開口部
内に吸引されてアシストガス噴流外周部に巻き込まれ、
高濃度のアシストガス領域が狭められる。
【００１７】
【実施例】以下本発明の第１実施例を、図１を参照して
説明する。図１において符号１１は、本実施例のレーザ
切断方法に用いられるレーザ切断ノズル（以下、単に
「ノズル」と略称する）である。なお、本実施例におい
て説明する構成部分は、他の実施例において同一の場
合、同一の符号を付し、その説明を簡略化する。
説明する。図１において符号１１は、本実施例のレーザ
切断方法に用いられるレーザ切断ノズル（以下、単に
「ノズル」と略称する）である。なお、本実施例におい
て説明する構成部分は、他の実施例において同一の場
合、同一の符号を付し、その説明を簡略化する。
【００１８】このノズル１１は、下端部にテーパ面とさ
れた円錐状部１１ａと、この円錐状部１１ａの上部に形
成された円柱状部１１ｂとからなる部材であって、自身
の軸線に沿って断面円形のアシストガスの主通路１２が
形成されている。主通路１２の先端には、前記主通路１
２より断面積が拡張された形状の断面円形の拡径開口部
１４が主通路１２に連通して設けられている。
れた円錐状部１１ａと、この円錐状部１１ａの上部に形
成された円柱状部１１ｂとからなる部材であって、自身
の軸線に沿って断面円形のアシストガスの主通路１２が
形成されている。主通路１２の先端には、前記主通路１
２より断面積が拡張された形状の断面円形の拡径開口部
１４が主通路１２に連通して設けられている。
【００１９】拡径開口部１４の下端部は、アシストガス
が噴射される開口部１３とされている。拡径開口部１４
に、ノズル１１の外部の空気を拡径開口部１４に導入す
るための補助通路１５の終端１５ａがその内側面に開口
されたものである。この補助通路１５は、前記拡径開口
部１４の軸に対して垂直方向に形成され、前記終端１５
ａとこの終端１５ａを通るノズル１１の断面径方向最外
部に設けられた始端１５ｂとの間を貫通して形成されて
おり、アシストガスが主通路１２から噴出された際に生
じる吸引力により、ノズル１１外の空気が補助通路１５
を介して拡径開口部１４に導入されるようになってい
る。また、拡径開口部１４は、前記補助通路１５から吸
引された空気がアシストガス内に混入されて、アシスト
ガス噴流１６の外周部にアシストガスの低濃度層１７が
生じるようになっている。
が噴射される開口部１３とされている。拡径開口部１４
に、ノズル１１の外部の空気を拡径開口部１４に導入す
るための補助通路１５の終端１５ａがその内側面に開口
されたものである。この補助通路１５は、前記拡径開口
部１４の軸に対して垂直方向に形成され、前記終端１５
ａとこの終端１５ａを通るノズル１１の断面径方向最外
部に設けられた始端１５ｂとの間を貫通して形成されて
おり、アシストガスが主通路１２から噴出された際に生
じる吸引力により、ノズル１１外の空気が補助通路１５
を介して拡径開口部１４に導入されるようになってい
る。また、拡径開口部１４は、前記補助通路１５から吸
引された空気がアシストガス内に混入されて、アシスト
ガス噴流１６の外周部にアシストガスの低濃度層１７が
生じるようになっている。
【００２０】前記ノズル１１を用いたレーザ切断におい
ては、図２に示すように、アシストガス噴流１６の低濃
度層１７の内側にアシストガスの高濃度層１８が形成さ
れるが、予め、この高濃度層１８が切断材１９に形成し
ようとする切断溝２０の幅との関係で適切な条件（例え
ば、断面寸法）となるようにアシストガス流量等を調整
した上切断施工することにより、アシストガス噴流１６
内に前記低濃度層１７を形成しない同口径の従来のノズ
ルに比して切断材１９の切断速度が向上する。
ては、図２に示すように、アシストガス噴流１６の低濃
度層１７の内側にアシストガスの高濃度層１８が形成さ
れるが、予め、この高濃度層１８が切断材１９に形成し
ようとする切断溝２０の幅との関係で適切な条件（例え
ば、断面寸法）となるようにアシストガス流量等を調整
した上切断施工することにより、アシストガス噴流１６
内に前記低濃度層１７を形成しない同口径の従来のノズ
ルに比して切断材１９の切断速度が向上する。
【００２１】表１は、レーザ出力２０００ワット、３０
００ワット、６０００ワットにおける各種板厚の鋼材を
切断する際の切断速度の実験結果を示すものである。表
１から分かるように、全てのレーザ出力や板厚条件にお
いて前記切断速度の向上が見られ、特に高出力で板厚の
薄い切断材１９を切断する場合ほど切断速度の向上が顕
著である。
００ワット、６０００ワットにおける各種板厚の鋼材を
切断する際の切断速度の実験結果を示すものである。表
１から分かるように、全てのレーザ出力や板厚条件にお
いて前記切断速度の向上が見られ、特に高出力で板厚の
薄い切断材１９を切断する場合ほど切断速度の向上が顕
著である。
【００２２】
【表１】
【００２３】以下、本発明の第２実施例を図３を参照し
て説明する。本実施例のノズル２２は、一端が拡径開口
部１４の上部側面に開口する補助通路２３がアシストガ
ス主通路１２の軸線に対して傾斜して設けられたもので
ある。この補助通路２３は、始端２４がノズルの基端部
側に終端２５がノズルの先端部側に位置をずらせて形成
されている。
て説明する。本実施例のノズル２２は、一端が拡径開口
部１４の上部側面に開口する補助通路２３がアシストガ
ス主通路１２の軸線に対して傾斜して設けられたもので
ある。この補助通路２３は、始端２４がノズルの基端部
側に終端２５がノズルの先端部側に位置をずらせて形成
されている。
【００２４】このノズル２２によれば、図１記載のノズ
ル１１と同様の作用で切断を行なうが、前記アシストガ
ス噴流１６によって拡径開口部１４における補助通路２
３の空気吸引力がより有効に作用し、アシストガス噴流
１６に所望の断面積の高濃度層１８を確実に形成するこ
とができる。
ル１１と同様の作用で切断を行なうが、前記アシストガ
ス噴流１６によって拡径開口部１４における補助通路２
３の空気吸引力がより有効に作用し、アシストガス噴流
１６に所望の断面積の高濃度層１８を確実に形成するこ
とができる。
【００２５】以下、本発明の第３実施例を図４を参照し
て説明する。本実施例のノズル２６は、図１記載のノズ
ル１１において、前記アシストガス主通路１２と拡径開
口部１４との間の段部２７に、前記アシストガスの噴出
方向と反対方向に窪む環状凹部２８が形成されているも
のである。前記環状凹部２８は、断面長方形状であっ
て、前記段部２７の外縁部に沿って形成されている。
て説明する。本実施例のノズル２６は、図１記載のノズ
ル１１において、前記アシストガス主通路１２と拡径開
口部１４との間の段部２７に、前記アシストガスの噴出
方向と反対方向に窪む環状凹部２８が形成されているも
のである。前記環状凹部２８は、断面長方形状であっ
て、前記段部２７の外縁部に沿って形成されている。
【００２６】このノズル２６によれば、アシストガス噴
流１６の発生によって拡径開口部１４に生じた吸引力に
より拡径開口部１４に吸引されたノズル２６外部の空気
または不活性ガスが環状凹部２８に流入した後、アシス
トガス噴流１６外周部に巻き込まれ、所望の断面積を有
するアシストガスの高濃度領域１８が得られる。従っ
て、ノズル２６によれば、補助通路の形成が不要であ
り、ノズル２６の製造が簡単となって、切断速度が向上
する低コストのノズルの提供が可能である。
流１６の発生によって拡径開口部１４に生じた吸引力に
より拡径開口部１４に吸引されたノズル２６外部の空気
または不活性ガスが環状凹部２８に流入した後、アシス
トガス噴流１６外周部に巻き込まれ、所望の断面積を有
するアシストガスの高濃度領域１８が得られる。従っ
て、ノズル２６によれば、補助通路の形成が不要であ
り、ノズル２６の製造が簡単となって、切断速度が向上
する低コストのノズルの提供が可能である。
【００２７】以下、本発明の第４実施例を図５を参照し
て説明する。本実施例のノズル２９は、図１記載のノズ
ル１１において、前記アシストガス主通路１２と拡径開
口部１４との間の段部２７に、前記アシストガスの噴出
方向と反対方向に窪む断面半円状の前記環状凹部３０が
形成されているものである。
て説明する。本実施例のノズル２９は、図１記載のノズ
ル１１において、前記アシストガス主通路１２と拡径開
口部１４との間の段部２７に、前記アシストガスの噴出
方向と反対方向に窪む断面半円状の前記環状凹部３０が
形成されているものである。
【００２８】このノズル２９によれば、アシストガス噴
流１６の発生によって拡径開口部１４に生じた吸引力に
より拡径開口部１４に吸引されたノズル２９外部の空気
または不活性ガスが環状凹部３０に流入した後、アシス
トガス噴流１６外周部に巻き込まれ、所望の断面積を有
するアシストガスの高濃度領域１８が得られるが、前記
図４記載のノズル２６に比して環状凹部３０内面が滑ら
かなので、吸引された空気、不活性ガスやアシストガス
噴流１６の流れに乱れが少なく、切断の安定性や施工精
度が向上する。
流１６の発生によって拡径開口部１４に生じた吸引力に
より拡径開口部１４に吸引されたノズル２９外部の空気
または不活性ガスが環状凹部３０に流入した後、アシス
トガス噴流１６外周部に巻き込まれ、所望の断面積を有
するアシストガスの高濃度領域１８が得られるが、前記
図４記載のノズル２６に比して環状凹部３０内面が滑ら
かなので、吸引された空気、不活性ガスやアシストガス
噴流１６の流れに乱れが少なく、切断の安定性や施工精
度が向上する。
【００２９】以下、本発明の第５実施例を図６（ａ）・
（ｂ）を参照して説明する。本実施例のノズル３１は、
図３記載のノズル２２において、補助通路２３が拡径開
口部１４の断面接線方向に沿って配設されたものであ
る。
（ｂ）を参照して説明する。本実施例のノズル３１は、
図３記載のノズル２２において、補助通路２３が拡径開
口部１４の断面接線方向に沿って配設されたものであ
る。
【００３０】このノズル３１によれば、拡径開口部１４
に吸引された空気が螺旋状に渦流となってアシストガス
噴流１６の外部に巻き込まれ、ノズル３１近傍での気流
等の発生等に対してもアシストガスの高濃度層１８を安
定に保持することができるので、レーザ切断の施工精度
が一層向上する。
に吸引された空気が螺旋状に渦流となってアシストガス
噴流１６の外部に巻き込まれ、ノズル３１近傍での気流
等の発生等に対してもアシストガスの高濃度層１８を安
定に保持することができるので、レーザ切断の施工精度
が一層向上する。
【００３１】なお、本実施例の場合、図１に示す補助通
路１５を拡径開口部１４の断面接線方向に配置した形態
であってもよい。
路１５を拡径開口部１４の断面接線方向に配置した形態
であってもよい。
【００３２】以下、本発明の第６実施例を図７を参照し
て説明する。本実施例のノズル３２は、ノズル３２の外
部の空気をノズル３２に吸引するための補助通路３３
が、アシストガス主通路１２に直接開口されているもの
である。前記補助通路３３は、アシストガス主通路１２
の軸線に対して傾斜して設けられたものであり、始端３
４がノズルの基端部側に終端３５がノズルの先端部側に
位置をずらせて形成されている。
て説明する。本実施例のノズル３２は、ノズル３２の外
部の空気をノズル３２に吸引するための補助通路３３
が、アシストガス主通路１２に直接開口されているもの
である。前記補助通路３３は、アシストガス主通路１２
の軸線に対して傾斜して設けられたものであり、始端３
４がノズルの基端部側に終端３５がノズルの先端部側に
位置をずらせて形成されている。
【００３３】このノズル３２によれば、構成が簡単なの
で、切断速度が向上するノズルをより安価で提供するこ
とができる。また、本実施例においても、補助通路３３
をアシストガス主通路１２の接線方向に沿って形成すれ
ば、切断の施工能率が向上することは言うまでもない。
で、切断速度が向上するノズルをより安価で提供するこ
とができる。また、本実施例においても、補助通路３３
をアシストガス主通路１２の接線方向に沿って形成すれ
ば、切断の施工能率が向上することは言うまでもない。
【００３４】以下、本発明の第７実施例を図８を参照し
て説明する。本実施例のノズル３６は、前記図１に記載
のノズル１１において、前記補助通路１５に空気または
不活性ガスを供給する供給源３７およびこれら空気また
は不活性ガスの流量を調整する調整機構３８が設けられ
たものである。
て説明する。本実施例のノズル３６は、前記図１に記載
のノズル１１において、前記補助通路１５に空気または
不活性ガスを供給する供給源３７およびこれら空気また
は不活性ガスの流量を調整する調整機構３８が設けられ
たものである。
【００３５】このノズル３６によれば、供給源３７から
供給された空気または不活性ガスが、調整機構３８によ
り所望の流量で補助通路１５に流入されるので、この流
量を制御してアシストガス噴流１６の外周部に形成され
る低濃度層１７の領域を形成することによって、所望の
断面積を有するアシストガスの高濃度層１８領域が得ら
れる。したがって、ノズル３６によれば、ノズルの穴径
や切断材１９の厚さに幅広く対応して切断速度の向上が
可能である。本実施例は、前記図１に記載のノズル１１
に適用したものであるが、これに限られず、補助通路を
有する他のノズルにも適用することができる。
供給された空気または不活性ガスが、調整機構３８によ
り所望の流量で補助通路１５に流入されるので、この流
量を制御してアシストガス噴流１６の外周部に形成され
る低濃度層１７の領域を形成することによって、所望の
断面積を有するアシストガスの高濃度層１８領域が得ら
れる。したがって、ノズル３６によれば、ノズルの穴径
や切断材１９の厚さに幅広く対応して切断速度の向上が
可能である。本実施例は、前記図１に記載のノズル１１
に適用したものであるが、これに限られず、補助通路を
有する他のノズルにも適用することができる。
【００３６】以下、本発明の第８実施例を図９を参照し
て説明する。本実施例のノズル３９は、拡径開口部４０
が、アシストガスが噴射された際に吸引力を生じて拡径
開口部４０周囲の空気または不活性ガスをアシストガス
噴流１６の外周部に巻き込ませる形状に形成されたもの
である。
て説明する。本実施例のノズル３９は、拡径開口部４０
が、アシストガスが噴射された際に吸引力を生じて拡径
開口部４０周囲の空気または不活性ガスをアシストガス
噴流１６の外周部に巻き込ませる形状に形成されたもの
である。
【００３７】前記ノズル３９によれば、補助通路が不要
なので、製造が容易であり、切断速度が向上するノズル
をより安価で提供することができる。
なので、製造が容易であり、切断速度が向上するノズル
をより安価で提供することができる。
【００３８】なお、アシストガス噴流の外周部に混入さ
れるガスは、空気以外、不活性ガス等であってもよい。
また、前記各実施例において、切断ガスは酸素に限られ
たものではなく、他の活性ガスを使用する場合にも適用
可能である。
れるガスは、空気以外、不活性ガス等であってもよい。
また、前記各実施例において、切断ガスは酸素に限られ
たものではなく、他の活性ガスを使用する場合にも適用
可能である。
【００３９】
【発明の効果】請求項１記載のレーザ切断方法によれ
ば、アシストガス噴流の外周部にアシストガス濃度が低
く切断に適さない層が形成され、アシストガスの高濃度
領域を所望の切り幅に一致させることができるので、ノ
ズル穴径の大きいノズルによって特に板厚の薄い切断材
の切断速度を容易に上昇させることができ、切断の施工
能率が向上する。
ば、アシストガス噴流の外周部にアシストガス濃度が低
く切断に適さない層が形成され、アシストガスの高濃度
領域を所望の切り幅に一致させることができるので、ノ
ズル穴径の大きいノズルによって特に板厚の薄い切断材
の切断速度を容易に上昇させることができ、切断の施工
能率が向上する。
【００４０】請求項２記載のレーザ切断ノズルでは、ア
シストガスの自噴流により生じた吸引力によって、補助
通路を介して拡径開口部またはアシストガス主通路に吸
引されたノズル外部の空気または不活性ガスがアシスト
ガス噴流の外周部に混入されることにより前記アシスト
ガスの低濃度の領域を形成し、所望の断面積を有するア
シストガス高濃度領域を容易かつ確実に形成することが
できるので、切断速度を容易に上昇させることができ、
切断の施工能率が向上する。
シストガスの自噴流により生じた吸引力によって、補助
通路を介して拡径開口部またはアシストガス主通路に吸
引されたノズル外部の空気または不活性ガスがアシスト
ガス噴流の外周部に混入されることにより前記アシスト
ガスの低濃度の領域を形成し、所望の断面積を有するア
シストガス高濃度領域を容易かつ確実に形成することが
できるので、切断速度を容易に上昇させることができ、
切断の施工能率が向上する。
【００４１】請求項３記載のレーザ切断ノズルでは、拡
径開口部に吸引されたノズル外部の空気または不活性ガ
スが環状凹部に流入した後、アシストガス外周部に巻き
込まれるので、補助通路無しの簡単な構成により安定性
の高いアシストガスの高濃度領域を形成することがで
き、切断速度が向上するノズルを安価で提供することが
できる。
径開口部に吸引されたノズル外部の空気または不活性ガ
スが環状凹部に流入した後、アシストガス外周部に巻き
込まれるので、補助通路無しの簡単な構成により安定性
の高いアシストガスの高濃度領域を形成することがで
き、切断速度が向上するノズルを安価で提供することが
できる。
【００４２】請求項４記載のレーザ切断ノズルでは、ノ
ズルに吸引されたノズル外部の空気または不活性ガスが
アシストガス外周部に螺旋状に旋回流となった状態でア
シストガスの低濃度領域を形成するので、所望の断面積
を有するアシストガス高濃度領域を安定に保持すること
ができ、切断の施工能率が向上する。
ズルに吸引されたノズル外部の空気または不活性ガスが
アシストガス外周部に螺旋状に旋回流となった状態でア
シストガスの低濃度領域を形成するので、所望の断面積
を有するアシストガス高濃度領域を安定に保持すること
ができ、切断の施工能率が向上する。
【００４３】請求項５記載のレーザ切断ノズルでは、供
給源から供給された空気または不活性ガスが、調整機構
により所望の流量で補助通路に流入されるので、この流
量を制御することによって、ノズルの穴径や切断材の厚
さに幅広く対応して所望の断面積を有するアシストガス
の高濃度領域を容易に得ることができる。
給源から供給された空気または不活性ガスが、調整機構
により所望の流量で補助通路に流入されるので、この流
量を制御することによって、ノズルの穴径や切断材の厚
さに幅広く対応して所望の断面積を有するアシストガス
の高濃度領域を容易に得ることができる。
【００４４】請求項６記載のレーザ切断ノズルでは、ア
シストガス噴流を噴射した際に拡径開口部に生じた吸引
力によってアシストガスの外周部に開口部周囲の空気ま
たは不活性ガスを巻き込むので、補助通路や環状凹部等
が不要であり、切断速度が向上するノズルを安価で提供
することができる。
シストガス噴流を噴射した際に拡径開口部に生じた吸引
力によってアシストガスの外周部に開口部周囲の空気ま
たは不活性ガスを巻き込むので、補助通路や環状凹部等
が不要であり、切断速度が向上するノズルを安価で提供
することができる。
【図１】本発明の第１実施例のレーザ切断ノズルを示す
部分断面側面図である。
部分断面側面図である。
【図２】本発明のレーザ切断ノズルにおいて形成される
アシストガス噴流を示す模式図である。
アシストガス噴流を示す模式図である。
【図３】本発明の第２実施例のレーザ切断ノズルを示す
部分断面側面図である。
部分断面側面図である。
【図４】本発明の第３実施例のレーザ切断ノズルを示す
部分断面側面図である。
部分断面側面図である。
【図５】本発明の第４実施例のレーザ切断ノズルを示す
部分断面側面図である。
部分断面側面図である。
【図６】本発明の第５実施例のレーザ切断ノズルを示す
図であって、（ａ）は部分断面側面図、（ｂ）は拡径開
口部部分の断面図である。
図であって、（ａ）は部分断面側面図、（ｂ）は拡径開
口部部分の断面図である。
【図７】本発明の第６実施例のレーザ切断ノズルを示す
部分断面側面図である。
部分断面側面図である。
【図８】本発明の第７実施例のレーザ切断ノズルを示す
部分断面側面図である。
部分断面側面図である。
【図９】本発明の第８実施例のレーザ切断ノズルを示す
部分断面側面図である。
部分断面側面図である。
【図１０】従来のレーザ切断ノズルにおいて形成される
アシストガス噴流を示す模式図である。
アシストガス噴流を示す模式図である。
１１ ノズル（レーザ切断ノズル）
１２ 主通路
１３ 開口部
１４ 拡径開口部
１５ 補助通路
１５ａ 終端
１５ｂ 始端
１６ アシストガス噴流
２２ ノズル
２３ 補助通路
２４ 始端
２５ 終端
２６ ノズル
２７ 段部
２８ 環状凹部
２９ ノズル
３０ 環状凹部
３１ ノズル
３２ ノズル
３３ 補助通路
３４ 始端
３５ 終端
３６ ノズル
３７ 供給源
３８ 調整機構
３９ ノズル
４０ 拡径開口部
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平４−134290（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−136295（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−84589（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−228694（ＪＰ，Ａ)
実開 平２−76687（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B23K 26/14
Claims (6)
- 【請求項１】 ノズルの開口部からレーザ光を照射する
一方、前記開口部から前記レーザ光を囲穣して該レーザ
光と同軸状にアシストガスを噴出させるレーザ切断方法
において、前記ノズルの開口部からアシストガスを噴出
させると同時に前記開口部内に導入した外部の空気また
は不活性ガスを前記開口部から噴射するアシストガスの
外周部に巻き込ませることを特徴とするレーザ切断方
法。 - 【請求項２】 先端開口部からレーザ光を照射する一
方、前記開口部から前記レーザ光を囲穣して該レーザ光
と同軸状にアシストガスを噴出させるレーザ切断ノズル
において、前記ノズルは、ノズル先端部に向けて形成さ
れたレーザ光およびアシストガスを導く主通路と、該主
通路の先端に該主通路に連通し、該主通路先端より断面
積を大として形成され、先端部が開口する拡径開口部と
が設けられ、ノズルの側方から前記拡径開口部内または
アシストガス主通路内にノズル外部の空気または不活性
ガスを流入させる補助通路が形成されていることを特徴
とするレーザ切断ノズル。 - 【請求項３】 請求項２記載のレーザ切断ノズルにおい
て、前記主通路と拡径開口部との間の段部には、前記ア
シストガスの噴出方向と反対方向に窪む環状凹部が形成
されていることを特徴とするレーザ切断ノズル。 - 【請求項４】 請求項３記載のレーザ切断ノズルにおい
て、前記補助通路は、前記拡径開口部または前記アシス
トガス主通路の接線に沿う方向に形成されていることを
特徴とするレーザ切断ノズル。 - 【請求項５】 請求項２ないし４記載のレーザ切断ノズ
ルにおいて、前記補助通路に空気または不活性ガスを供
給する供給源およびこれら空気または不活性ガスの流量
を調整する調整機構が接続されていることを特徴とする
レーザ切断ノズル。 - 【請求項６】 先端開口部からレーザ光を照射する一
方、前記開口部から前記レーザ光を囲穣して該レーザ光
と同軸状にアシストガスを噴出させるレーザ切断ノズル
において、前記ノズルは、ノズル先端部に向けて形成さ
れたレーザ光およびアシストガスを導く主通路と、該主
通路の先端に該主通路に連通し、該主通路先端より断面
積を大として形成され、先端部が開口する拡径開口部と
を有し、前記拡径開口部は、アシストガスが噴射された
際に吸引力を生じて拡径開口部周囲の空気または不活性
ガスを該アシストガスの外周部に巻き込ませる形状に形
成されていることを特徴とするレーザ切断ノズル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01070794A JP3380319B2 (ja) | 1994-02-01 | 1994-02-01 | レーザ切断方法およびレーザ切断ノズル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01070794A JP3380319B2 (ja) | 1994-02-01 | 1994-02-01 | レーザ切断方法およびレーザ切断ノズル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07214368A JPH07214368A (ja) | 1995-08-15 |
| JP3380319B2 true JP3380319B2 (ja) | 2003-02-24 |
Family
ID=11757780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01070794A Expired - Fee Related JP3380319B2 (ja) | 1994-02-01 | 1994-02-01 | レーザ切断方法およびレーザ切断ノズル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3380319B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102834217A (zh) * | 2010-03-29 | 2012-12-19 | 日酸田中株式会社 | 激光切割方法、激光切割用喷嘴及激光切割装置 |
| EP4013196A4 (en) * | 2019-09-26 | 2022-10-12 | O.M.C. Co., Ltd. | METHOD AND DEVICE FOR LASER BRAZING |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1657020A1 (de) | 2004-11-10 | 2006-05-17 | Synova S.A. | Verfahren und Vorrichtung zur Optimierung der Kohärenz eines Flüssigkeitsstrahls für eine Materialbearbeitung und Flüssigkeitsdüse für eine solche Vorrichtung |
| DE102005028243C5 (de) * | 2005-06-17 | 2020-07-09 | Precitec Gmbh & Co. Kg | Düsenanordnung für einen Laserbearbeitungskopf |
| KR101864905B1 (ko) * | 2013-10-31 | 2018-06-05 | 주식회사 엘지화학 | 레이저장치용 에어노즐 |
| CN110497078A (zh) * | 2019-09-12 | 2019-11-26 | 奔腾楚天激光（武汉）有限公司 | 一种光纤激光低气耗切割的节气喷嘴及切割工艺 |
| CN114346416B (zh) * | 2021-12-28 | 2024-03-22 | 苏州创鑫激光科技有限公司 | 用于激光加工设备的喷管组件 |
-
1994
- 1994-02-01 JP JP01070794A patent/JP3380319B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102834217A (zh) * | 2010-03-29 | 2012-12-19 | 日酸田中株式会社 | 激光切割方法、激光切割用喷嘴及激光切割装置 |
| CN102834217B (zh) * | 2010-03-29 | 2015-06-17 | 日酸田中株式会社 | 激光切割方法、激光切割用喷嘴及激光切割装置 |
| EP4013196A4 (en) * | 2019-09-26 | 2022-10-12 | O.M.C. Co., Ltd. | METHOD AND DEVICE FOR LASER BRAZING |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07214368A (ja) | 1995-08-15 |
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