JP6796568B2 - めっき鋼板のレーザ切断加工方法及びレーザ加工ヘッド並びにレーザ加工装置 - Google Patents
めっき鋼板のレーザ切断加工方法及びレーザ加工ヘッド並びにレーザ加工装置 Download PDFInfo
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Description
(1)前記板厚が2.3mmの場合、前記ノズルの径は、2.0mm〜7.0mmの範囲である、
(2)前記板厚が2.3mmより大きく3.2mm以下の場合、前記ノズルの径は、3.8mm〜7.0mmの範囲である、
(3)前記板厚が3.2mmより大きく4.5mm以下の場合、前記ノズルの径は、4.8mm〜7.0mmの範囲である、ことを特徴とする。
前記加工条件のうち前記焦点位置を、板厚に応じて以下の(1)〜(3)のいずれか一つに示す範囲に調節する、
(1)前記板厚が2.3mm以上3.2mm未満の場合、前記焦点位置は、−1.6mm〜+2.0mmの範囲である、
(2)前記板厚が3.2mm以上4.5mm未満の場合、前記焦点位置は、−1.8mm〜+2.0mmの範囲である、
(3)前記板厚が4.5mmの場合、前記焦点位置は、−2.0mm〜+2.0mmの範囲である、ことを特徴とする。
前記加工条件のうち前記ギャップを、板厚に応じて以下の(1)〜(3)のいずれか一つに示す範囲に調節する、
(1)前記板厚が2.3mm以上3.2mm未満の場合、前記ギャップは、0.3mm〜0.9mmの範囲である、
(2)前記板厚が3.2mm以上4.5mm未満の場合、前記ギャップは、0.3mm〜1.11mmの範囲である、
(3)前記板厚が4.5mmの場合、前記ギャップは、0.3mm〜1.16mmの範囲である、 ことを特徴とする。
前記加工条件のうち前記アシストガス圧を、板厚に応じて以下の(1)〜(3)のいずれか一つに示す範囲に調節する、
(1)前記板厚が2.3mm以上3.2mm未満の場合、前記アシストガス圧は、0.4MPa〜1.50MPaの範囲である、
(2)前記板厚が3.2mm以上4.5mm未満の場合、前記アシストガス圧は、0.4MPa〜1.68MPaの範囲である、
(3)前記板厚が4.5mmの場合、前記アシストガス圧は、0.4MPa〜1.98MPaの範囲である、ことを特徴とする。
前記加工条件のうち前記レーザ切断加工速度を、板厚に応じて以下の(1)〜(3)のいずれか一つに示す範囲に調節する、
(1)前記板厚が2.3mmの場合、前記レーザ切断加工速度は、8000mm/min〜12000mm/minの範囲である、
(2)前記板厚が3.2mmの場合、前記レーザ切断加工速度は、3300mm/min〜9000mm/minの範囲である、
(3)前記板厚が4.5mmの場合、前記レーザ切断加工速度は、700mm/min〜3300mm/minの範囲である、ことを特徴とする。
FOL−AJ4000
レーザ出力:4KW
材料:アルミニウム6%,マグネシウム3%,残り亜鉛91%のめっきを表面に被覆
しためっき鋼板、板厚t=3.2mm K35(片側めっき付着量175g/
m2)
切断サンプル形状:90mm×20mm
標準加工条件(板厚t=3.2mmの鋼板をレーザ切断加工する場合の条件)
・ノズル直径:S2.0(2.0mm)
・切断速度:F7000(7000mm/min)
・アシストガス:窒素ガス
・アシストガス圧:1.7MPa
・ノズルギャップ:0.3mm(めっき鋼板の上面とノズル下端部との間隙)
・焦点位置:0.0mm(ワーク上面を0として、上側を+、下側を−としている)
・集光径0.151mm、レイリー長1.688mm
上記の標準加工条件で、ファイバーレーザによってレーザ切断加工を行った。そして、4週間に亘って暴露試験を行った。暴露試験の結果は、図1(A)に示すとおりであった。図1(A)から明らかなように、2週間後には、切断面に僅かな赤錆の発生が見られた。そして、時間経過と共に赤錆の発生が多くなり、4週間後には、赤錆の発生が多く見られた。
レーザ出力:4KW
暴露試験期間:12週間
なお、レーザ出力4KWであるが、出力が変化すると、加工速度範囲も出力に比例して変化する。例えばレーザ出力が高くなると、加工可能な加工速度範囲も速くなる傾向となる。
ここで、焦点位置が+2.0mm,±0.0mm,−2.0mmの場合における切断溝と切断面に対するめっきの付着効果を模擬的に示すと、図25(A)〜図25(C)に示すようになる。図25(A)に示すように、焦点位置±0mm(図25(B)の場合)に対して焦点位置をワーク上面から上昇させた場合、ワークに照射されるビーム径が大きくなり、レーザエネルギー密度は小さくなる。よって、切断に必要な母材への入熱量を増やす必要があるため、ワーク上面のめっき成分の溶融する範囲が広くなる。このことは切断面を覆うのに十分なめっき成分が溶融することである。また、ビーム径が大きくなることで切断幅も大きくなるため、アシストガスが十分に切断面に流れ込むことができる。このことはワーク上面で溶融しためっき成分を切断面に十分に流動させることである。
図25(B)に示すように、レーザの焦点位置をワーク上面に合わせて加工した場合、図25(A)と比較して、レーザエネルギー密度は高くなり、母材への入熱量が減るため、ワーク上面のめっき成分の溶融する範囲が狭くなる。よって、切断面を覆うのに必要なめっき成分の溶融量を確保しづらくなる。また、ビーム径が小さくなることで切断幅も小さくなるため、アシストガスが切断面に流れ込みづらくなる。よって、ワーク上面で溶融しためっき成分を切断面に流動させづらくなる。
3 ワークテーブル
5 レーザ加工ヘッド
11 レーザ発振器
23 ノズル
33 圧力調整弁
35 制御装置
51 加工条件記憶部
Claims (12)
- 板厚が2.3mm〜4.5mmのZn系めっき鋼板のレーザ切断加工方法であって、
板厚に応じて設定される加工条件に従って、波長が1μm帯のレーザ光を、めっき鋼板の上面へ照射してレーザ切断加工を行う際、レーザ光の照射によって溶融及び/又は蒸発された上面のめっき層含有金属を、レーザ切断加工部へ噴出されるアシストガス又は補助ガスによって、めっき鋼板の切断面へ流動して、前記切断面にめっき層含有金属を被覆するために、前記加工条件のうち集光径d0及びレイリー長Zrを調節して、前記レーザ光を、集光径d0が0.151mm〜0.206mmの範囲で、集光径d0の2乗に比例するレイリー長Zrが1.688mm〜3.228mmの範囲のビームプロファイルに変更してレーザ切断加工を行うことを特徴とするめっき鋼板のレーザ切断加工方法。 - 請求項1に記載のめっき鋼板のレーザ切断加工方法において、
前記加工条件は、アシストガスを噴出するノズルの径を含み、
前記加工条件のうち前記ノズルの径を、板厚に応じて以下の(1)〜(3)のいずれか一つに示す範囲に調節する、
(1)前記板厚が2.3mmの場合、前記ノズルの径は、2.0mm〜7.0mmの範囲である、
(2)前記板厚が2.3mmより大きく3.2mm以下の場合、前記ノズルの径は、3.8mm〜7.0mmの範囲である、
(3)前記板厚が3.2mmより大きく4.5mm以下の場合、前記ノズルの径は、4.8mm〜7.0mmの範囲である
ことを特徴とするめっき鋼板のレーザ切断加工方法。 - 請求項2に記載のめっき鋼板のレーザ切断加工方法において、
前記加工条件は、レーザ光の焦点位置を含み、
前記加工条件のうち前記焦点位置を、板厚に応じて以下の(1)〜(3)のいずれか一つに示す範囲に調節する、
(1)前記板厚が2.3mm以上3.2mm未満の場合、前記焦点位置は、−1.6mm〜+2.0mmの範囲である、
(2)前記板厚が3.2mm以上4.5mm未満の場合、前記焦点位置は、−1.8mm〜+2.0mmの範囲である、
(3)前記板厚が4.5mmの場合、前記焦点位置は、−2.0mm〜+2.0mmの範囲である
ことを特徴とするめっき鋼板のレーザ切断加工方法。 - 請求項2に記載のめっき鋼板のレーザ切断加工方法において、
前記加工条件は、前記ノズルとめっき鋼板の上面との間のギャップを含み、
前記加工条件のうち前記ギャップを、板厚に応じて以下の(1)〜(3)のいずれか一つに示す範囲に調節する、
(1)前記板厚が2.3mm以上3.2mm未満の場合、前記ギャップは、0.3mm〜0.9mmの範囲である、
(2)前記板厚が3.2mm以上4.5mm未満の場合、前記ギャップは、0.3mm〜1.11mmの範囲である、
(3)前記板厚が4.5mmの場合、前記ギャップは、0.3mm〜1.16mmの範囲である
ことを特徴とするめっき鋼板のレーザ切断加工方法。 - 請求項2に記載のめっき鋼板のレーザ切断加工方法において、
前記加工条件は、アシストガス圧を含み、
前記加工条件のうち前記アシストガス圧を、板厚に応じて以下の(1)〜(3)のいずれか一つに示す範囲に調節する、
(1)前記板厚が2.3mm以上3.2mm未満の場合、前記アシストガス圧は、0.4MPa〜1.50MPaの範囲である、
(2)前記板厚が3.2mm以上4.5mm未満の場合、前記アシストガス圧は、0.4MPa〜1.68MPaの範囲である、
(3)前記板厚が4.5mmの場合、前記アシストガス圧は、0.4MPa〜1.98MPaの範囲である
ことを特徴とするめっき鋼板のレーザ切断加工方法。 - 請求項2に記載のめっき鋼板のレーザ切断加工方法において、
前記加工条件は、レーザ切断加工速度を含み、
前記加工条件のうち前記レーザ切断加工速度を、板厚に応じて以下の(1)〜(3)のいずれか一つに示す範囲に調節する、
(1)前記板厚が2.3mmの場合、前記レーザ切断加工速度は、8000mm/min〜12000mm/minの範囲である、
(2)前記板厚が3.2mmの場合、前記レーザ切断加工速度は、3300mm/min〜9000mm/minの範囲である、
(3)前記板厚が4.5mmの場合、前記レーザ切断加工速度は、700mm/min〜3300mm/minの範囲である
ことを特徴とするめっき鋼板のレーザ切断加工方法。 - 請求項1〜6のいずれかに記載のめっき鋼板のレーザ切断加工方法において、アシストガスは窒素ガスであることを特徴とするめっき鋼板のレーザ切断加工方法。
- 請求項1〜7のいずれかに記載のめっき鋼板のレーザ切断加工方法に使用するレーザ加工ヘッドであって、めっき鋼板のレーザ加工部へアシストガスを噴出するノズルを備え、上記ノズルから噴出されたアシストガスによって溶融金属を吹き飛ばして形成された切断面へ、めっき鋼板の上面において溶融された状態のめっき層含有金属を導くための補助ガスを噴出する補助ガスノズルを備えていることを特徴とするレーザ加工ヘッド。
- 請求項8に記載のレーザ加工ヘッドにおいて、前記補助ガスノズルは、レーザ切断加工によって形成される切断溝の幅よりも大きな範囲でもってレーザ切断加工後の切断溝に補助ガスを噴出する構成であることを特徴とするレーザ加工ヘッド。
- Zn系めっき鋼板であるワークを支持するワークテーブルと、
ワークにレーザ光を照射しつつワークに対して相対的に移動してワークのレーザ切断加工を行うレーザ加工ヘッドと、
前記レーザ加工ヘッドに対して波長1μm帯以下のレーザ光を発振するレーザ発振器と、
ワークに対してレーザ加工ヘッドを相対的に移動する移動動作手段と、
前記レーザ加工ヘッドへ供給するアシストガスのガス圧を制御するガス圧制御手段と、
レーザ光のビームプロファイルを調節するレーザ光調節手段と、
ワークへ照射されるレーザ光の焦点位置を制御する焦点位置制御手段と、
前記レーザ発振器、前記移動動作手段、前記ガス圧制御手段、前記レーザ光調節手段、
前記焦点位置制御手段の動作を、加工プログラムに記載される情報から選択される加工条件に従って制御する制御装置と、
前記制御装置に必要なデータを入力するデータ入力手段と、
を備え、
前記制御装置は、板厚と防錆期間毎の加工条件を記憶した加工条件データメモリを備え、
波長が1μm帯のレーザ光を、板厚が2.3mm〜4.5mmのワークの上面へ照射してレーザ切断加工を行う際、レーザ光の照射によって溶融及び/又は蒸発された上面のめっき層含有金属を、レーザ切断加工部へ噴出されるアシストガス又は補助ガスによって、ワークの切断面へ流動して、前記切断面にめっき層含有金属を被覆するために、加工プログラムに板厚と所望の防錆期間が指定されると、前記制御装置は、前記加工条件データメモリから板厚と所望の防錆期間に対応できる加工条件を選択し、前記レーザ光調節手段を制御することで前記加工条件のうち集光径d0及びレイリー長Zrを調節し、レーザ光を、集光径d0が0.151mm〜0.206mmの範囲で、集光径d0の2乗に比例するレイリー長Zrが1.688mm〜3.228mmの範囲のビームプロファイルに変更してレーザ切断加工を行う
ことを特徴とするレーザ加工装置。 - 請求項10に記載のレーザ加工装置において、加工条件データメモリは、板厚と防錆期間毎に複数の異なる加工条件を記憶していることを特徴とするレーザ加工装置。
- 請求項10又は11に記載のレーザ加工装置において、前記制御装置は、レーザ光の各種のビームプロファイルにおいて焦点位置をワーク上面に設定してレーザ切断加工を行った際の、集光径とレイリー長と切断面の防錆効果試験の防錆期間データとを関連付けて格納したビームプロファイル・防錆期間データメモリを備えていることを特徴とするレーザ加工装置。
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---|---|---|---|---|
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---|---|---|---|---|
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US5142119A (en) * | 1991-03-14 | 1992-08-25 | Saturn Corporation | Laser welding of galvanized steel |
JP3159593B2 (ja) * | 1994-02-28 | 2001-04-23 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工方法及びその装置 |
JP3291125B2 (ja) | 1994-06-07 | 2002-06-10 | 株式会社アマダ | レーザ加工機に対するアシストガス供給方法及び装置 |
JPH11104879A (ja) * | 1997-10-01 | 1999-04-20 | Nkk Corp | レーザ切断ノズルおよびレーザ切断方法 |
JP2001038485A (ja) * | 1999-07-26 | 2001-02-13 | Amada Co Ltd | レーザ加工方法及びその装置 |
GB2406300A (en) * | 2003-09-20 | 2005-03-30 | Rolls Royce Plc | A method of laser machining components having a protective surface coating |
JP4449938B2 (ja) * | 2005-04-20 | 2010-04-14 | Jfeスチール株式会社 | レーザー切断性および一次防錆性に優れた塗装鋼材およびそれに用いられるプライマー |
FR2897007B1 (fr) * | 2006-02-03 | 2008-04-11 | Air Liquide | Procede de coupage avec un laser a fibre avec controle des parametres du faisceau |
JP5033693B2 (ja) * | 2008-03-25 | 2012-09-26 | 株式会社アマダ | ファイバレーザ加工機における集光直径の変換制御方法及びその装置 |
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FR2935916B1 (fr) * | 2008-09-12 | 2011-08-26 | Air Liquide | Procede et installation de coupage laser avec modification du facteur de qualite du faisceau laser |
WO2010031379A1 (de) * | 2008-09-17 | 2010-03-25 | Trumpf Laser Gmbh + Co. Kg | Verfahren zum schneidgaslosen laserschmelzschneiden |
PL3693122T3 (pl) * | 2010-12-16 | 2022-10-31 | Bystronic Laser Ag | Urządzenie do obróbki wiązką laserową zawierające pojedynczą soczewkę do skupiania światła |
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US9415465B2 (en) * | 2011-10-20 | 2016-08-16 | Nippon Steel and Sumitomo Metal Corporation | Laser processing apparatus and laser processing method |
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KR20150060922A (ko) * | 2012-10-26 | 2015-06-03 | 고마쓰 산기 가부시키가이샤 | 레이저 가공기의 어시스트 가스 발생 장치 |
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DE102013215346B4 (de) * | 2013-08-05 | 2017-12-07 | Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh | Verfahren zum Laserentschichten von beschichteten Blechen und zugehörige Laserentschichtungsanlage |
JP5953353B2 (ja) * | 2014-10-10 | 2016-07-20 | 株式会社アマダホールディングス | ピアス加工方法及びレーザ加工機 |
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JP6043773B2 (ja) * | 2014-10-15 | 2016-12-14 | 株式会社アマダホールディングス | ダイレクトダイオードレーザ光による板金の加工方法及びこれを実行するダイレクトダイオードレーザ加工装置 |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20220089362A (ko) * | 2020-12-21 | 2022-06-28 | 주식회사 포스코 | 외장패널용 도금 강판 및 그 제조 방법 |
KR20230005087A (ko) * | 2020-12-21 | 2023-01-09 | 주식회사 포스코 | 외장패널용 도금 강판 및 그 제조 방법 |
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