JPH0230387A - Laser beam cutting method - Google Patents

Laser beam cutting method

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JPH0230387A
JPH0230387A JP63178947A JP17894788A JPH0230387A JP H0230387 A JPH0230387 A JP H0230387A JP 63178947 A JP63178947 A JP 63178947A JP 17894788 A JP17894788 A JP 17894788A JP H0230387 A JPH0230387 A JP H0230387A
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JP
Japan
Prior art keywords
cutting
gas
air
laser beam
nozzle
Prior art date
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Pending
Application number
JP63178947A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Seiichi Hayashi
清一 林
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Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Publication date
Application filed by Komatsu Ltd filed Critical Komatsu Ltd
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Publication of JPH0230387A publication Critical patent/JPH0230387A/en
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Abstract

PURPOSE:To prevent plasma from being generated during cutting and to reduce cutting cost by mixing He gas in air to form assisting gas and carrying out laser beam cutting while injecting said assisting gas toward a work from a nozzle. CONSTITUTION:An assisting gas supply port from an assisting gas feeder 8 is arranged to the nozzle 6 and a He bomb 9 and a compressor 10 are set up on the assisting gas feeder 8. The air in an air tank 12 is sent to a mixing machine 13 and mixed with He from the bomb 9 at a prescribed mixing ratio thereby and sent to the nozzle 6. At the time of cutting the work 7, piercing is carried out by the adjusted He mixed gas and then, the assisting gas is injected by using only the air to carry out laser beam cutting. By this method, the plasma is prevented from being generated during cutting and cutting cost is reduced, as a large quantity of inexpensive air can be used.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はレーザビームを使用してAl ’PAl合金
などのワークを切断するレーザ切断方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a laser cutting method for cutting a workpiece such as an Al'PAI alloy using a laser beam.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来レーザビームを用いてAl7やAρ合金などのワー
クを切断する場合、アシストガスとしてN2やエアなど
を使用している。例えば特願昭61−205171号、
特願昭62−098293号など。
Conventionally, when cutting a workpiece made of Al7 or Aρ alloy using a laser beam, N2, air, or the like is used as an assist gas. For example, Japanese Patent Application No. 61-205171,
Patent Application No. 1982-098293, etc.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしアシストガスにN2を使用した切断方法では、多
量のN2ガスを高圧でワークへ噴出しながら切断するた
め、ランニングコストが上昇する原因となっている。
However, in the cutting method using N2 as the assist gas, a large amount of N2 gas is ejected to the workpiece at high pressure while cutting, which causes an increase in running costs.

またアシストガスにエアを使用した切断方法では、切断
中にAfI蒸気によりプラズマが発生するため、切断不
良率が高いなどの不具合があった。
Further, in the cutting method using air as the assist gas, since plasma is generated by AfI vapor during cutting, there are problems such as a high cutting failure rate.

上記不具合を防止するためにはプラズマ発生容易度の高
いHeガスやN2ガス、Arガスなどを用いる方法があ
る。
In order to prevent the above-mentioned problems, there is a method of using He gas, N2 gas, Ar gas, etc., which have a high degree of plasma generation.

なお、各ガスのプラズマ温度は、He:18゜000℃
、N2 ;20.000℃、Ar:21゜000℃で、
Ar>N2>N2となっている。
The plasma temperature of each gas is He: 18°000°C.
, N2: 20,000°C, Ar: 21°,000°C,
Ar>N2>N2.

しかし、Arは電離電圧が比較的低いので、イオン化し
やすく、かつHeに比べてプラズマ化しやすい。
However, since Ar has a relatively low ionization voltage, it is easily ionized and turned into plasma more easily than He.

そこでプラズマ発生を防止するためには、Heガスを使
用すればよいことになるが、HeガスはN2ガスと同様
高価なため、ランニングコストが嵩む不具合がある。
Therefore, in order to prevent plasma generation, He gas may be used, but since He gas is expensive like N2 gas, there is a problem that running costs increase.

この発明は上記不具合を改善する目的でなされたもので
、切断不良率の発生が低く、かつランニングコストの低
いレーザ切断方法を提供しようとするものである。
This invention was made to improve the above-mentioned problems, and aims to provide a laser cutting method that has a low cutting defect rate and low running costs.

〔課題を解決するための手段及び作用〕この発明は上記
目的を達成するために、レーザビーム及びアシストガス
を使用してAlやAD ls金よりなるワークを切断す
るレーザ切断方法において、エアにHeを混合してアシ
ストガスとし、このアシストガスをノズルよりワークへ
向けて噴出しながらレーザビームによりワークを切断す
ることにより、切断中発生するプラズマを抑制して、不
良率の低減を図ったレーザ切断方法を提供するものであ
る。
[Means and operations for solving the problems] In order to achieve the above object, the present invention includes a laser cutting method for cutting a workpiece made of Al, AD, or gold using a laser beam and an assist gas. This laser cutting method aims to reduce the defective rate by suppressing the plasma generated during cutting by mixing the assist gas and cutting the workpiece with a laser beam while jetting this assist gas toward the workpiece from a nozzle. The present invention provides a method.

〔実 施 例〕〔Example〕

この発明方法の一実施例を図面を参照して詳述する。 An embodiment of the method of this invention will be described in detail with reference to the drawings.

図において1はレーザ発振器で、このレーザ発振器1よ
り発振されたレーザビーム2は複数のミラー(図では1
枚のみを示す)3を介して加工ヘッド4へ導びかれ、加
工ヘッド4内に設けられたレンズ5により集光されてノ
ズル6よリワーク7へ向けて照射され、ワーク7の切断
に供せられる。
In the figure, 1 is a laser oscillator, and the laser beam 2 oscillated from this laser oscillator 1 is transmitted through multiple mirrors (1 in the figure).
(only one sheet is shown) 3 to the processing head 4, the light is focused by the lens 5 provided in the processing head 4, and is irradiated through the nozzle 6 toward the rework 7, where it is used for cutting the work 7. It will be done.

またノズル6にはアシストガス供給袋W8よリアシスト
ガスが供給されていて、レーザビーム2とともにワーク
7へ向けて噴出されるようになっている。
Further, rear assist gas is supplied to the nozzle 6 from an assist gas supply bag W8, and is ejected toward the workpiece 7 together with the laser beam 2.

上記アシストガス供給装置8は、02ガスを収容した0
2ガスボンベ9と、コンブ1ノツサIOを備えていて、
コンプレッサ10により加圧されたエアはド′ライエア
ユニット11により水分が除去された後エアタンク12
内へ蓄圧されている。
The assist gas supply device 8 contains 0 gas containing 02 gas.
Equipped with 2 gas cylinders 9 and 1 konbu IO,
The air pressurized by the compressor 10 is dehydrated by a dry air unit 11 and then sent to an air tank 12.
Pressure is stored inside.

またエアタンク12内のエアは混合器13へ送られて、
この混合器13によりHeガスボンベ9より供給される
HeガスとHeの混合比が例えば40%となるように混
合された後圧力調整回路14を介して上記ノズル6ヘア
シストガスとして送られワーク7の切断に供せられる。
Also, the air in the air tank 12 is sent to the mixer 13,
The mixer 13 mixes the He gas supplied from the He gas cylinder 9 so that the mixing ratio of He is, for example, 40%, and then sends it to the nozzle 6 as an assist gas through the pressure adjustment circuit 14 to the workpiece 7. Served for cutting.

次にレーザ切断方法について説明すると、AΩや1合金
よりなるワーク7を切断するに当ってまずワーク7のピ
アッシングが行なわれる。
Next, the laser cutting method will be explained. Before cutting the workpiece 7 made of AΩ or 1 alloy, the workpiece 7 is first pierced.

ワーク7のビアッシングは、まず電磁弁15が開放され
て所定の混合比でHeの混合されたエアが圧力調整回路
14へ流れ、圧力調整回路14の電磁弁16が開放され
ると共に、レギュレータ17により約2 kg / c
jに調圧されたアシストガスがノズル6へ供給されて、
レーザビーム2とともにワーク7へ噴出され、ワーク7
のビアッシングが行なわれる。
In the viasing of the workpiece 7, first, the solenoid valve 15 is opened, and air mixed with He at a predetermined mixing ratio flows to the pressure regulation circuit 14.The solenoid valve 16 of the pressure regulation circuit 14 is opened, and the regulator 17 Approximately 2 kg/c
The assist gas whose pressure is regulated to j is supplied to the nozzle 6,
The laser beam 2 is ejected to the workpiece 7, and the workpiece 7
Viasing is performed.

その後切断へと移行するが、ワーク7の形状が小さい場
合機械系のタイムラグにより切断速度を遅くする必要が
ある。
Thereafter, cutting begins; however, if the shape of the workpiece 7 is small, the cutting speed must be slowed down due to the time lag of the mechanical system.

このためプラズマが発生して切断不良となる虞れが少な
いので、ピアッシング後は、電磁弁15を閉、電磁弁2
2を開にしてエアのみを圧力調整回路14へ供給する。
For this reason, there is little risk of plasma generation and poor cutting, so after piercing, close the solenoid valve 15 and close the solenoid valve 2.
2 is opened and only air is supplied to the pressure adjustment circuit 14.

また切断部にドロスが付着するのを防止するため電磁弁
20を開放して、レギュレータ21により8 kg /
 c−の高圧に調圧されたエアをアシストガスとしてノ
ズル6へ供給し、ワーク7の切断を行う。
In addition, in order to prevent dross from adhering to the cutting part, the solenoid valve 20 is opened, and the regulator 21 allows 8 kg /
Air regulated to a high pressure of c- is supplied to the nozzle 6 as an assist gas to cut the workpiece 7.

一方ワーク7が大型の場合は、エアにHeガスを所定の
混合比で混合した混合ガスをアシストガスとして圧力調
整回路14へ供給し、電磁弁18を開放して、レギュレ
ータ19で、例えば4 kg / cdに調圧されたア
シストガスをノズル6へ供給して、比較的高速でワーク
7を切断する。
On the other hand, if the workpiece 7 is large, a mixed gas of air and He gas at a predetermined mixing ratio is supplied as an assist gas to the pressure adjustment circuit 14, the solenoid valve 18 is opened, and the regulator 19 is operated to / cd is supplied to the nozzle 6 to cut the workpiece 7 at a relatively high speed.

以上のようにしてAl1またはAp金合金レーザビーム
2により切断したところ、切断中のプラズマ発生が減小
するため、切断不良率を大幅に低減することができるよ
うになった。
When cutting was performed using the Al1 or Ap gold alloy laser beam 2 as described above, the generation of plasma during cutting was reduced, making it possible to significantly reduce the rate of defective cutting.

なお、第2図にHeガスの混合率と切断成功率の関係を
示す。
Note that FIG. 2 shows the relationship between the mixing ratio of He gas and the cutting success rate.

この図から明らかなように、Heガスの混合比を上げる
ことにより、これとほぼ比例して成功率も上ると共に、
Heガスを40%以上混合すると成功率が100%とな
り、Heガスを混合することに、よる効果を確認するこ
とができた。
As is clear from this figure, by increasing the He gas mixing ratio, the success rate increases almost proportionally, and
When 40% or more of He gas was mixed, the success rate was 100%, and the effect of mixing He gas could be confirmed.

また上記実施例では、エアとHeの混合ガス及びエアの
みをノズル6へ供給できるようにしたが、別に第3図に
示すように02ガスボンベ24を設けて02ガスをアシ
ストガスとしてノズル6へ1共給できるようにしてもよ
い。
Further, in the above embodiment, only air and a mixed gas of air and He can be supplied to the nozzle 6, but as shown in FIG. It may be possible to provide mutual support.

さらに第4図に示すように、予め所定の割合でエアにH
eガスを混合した混合ガスを混合ガスボンベ25に収容
して、この混合ガスボンベ25より混合ガスをアシスト
ガスとしてノズル6へ供給し、もしくは02ガスも混合
してノズル6へ供給するようにしてもよい。
Furthermore, as shown in Fig. 4, the air is heated at a predetermined ratio in advance.
The mixed gas mixed with the e gas may be stored in the mixed gas cylinder 25, and the mixed gas may be supplied from the mixed gas cylinder 25 to the nozzle 6 as an assist gas, or the 02 gas may also be mixed and supplied to the nozzle 6. .

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明は以上詳述したように、エアにHeガスを混合
してアシストガスとし、このアシストガスをワークへ噴
出しながらレーザビームでワークを切断するようにした
ことから、切断中プラズマが発生することが少なく、こ
れによってプラズマに起因する不良率の発生が大幅に低
減できると共に、安価なエアをアシストガスに使用でき
るためランニングコストの低減も図れるようになる。
As detailed above, in this invention, He gas is mixed with air to form an assist gas, and the workpiece is cut with a laser beam while this assist gas is jetted onto the workpiece, so that plasma is generated during cutting. As a result, the defect rate caused by plasma can be significantly reduced, and since inexpensive air can be used as the assist gas, running costs can also be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面はこの発明の一実施例を示し、第1図は回路図、第
2図はHe混合率と切断成功率の関係を示す線図、第3
図及び第4図は他の実施例を示す説明図である。 2はレーザビーム、6はノズル、7はワーク。 出願人  株式会社 小 松 製 作 所代理人  弁
理士  米 原 正 章
The drawings show one embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a circuit diagram, FIG. 2 is a diagram showing the relationship between He mixing ratio and cutting success rate, and FIG.
4 and 4 are explanatory diagrams showing other embodiments. 2 is a laser beam, 6 is a nozzle, and 7 is a workpiece. Applicant Komatsu Manufacturing Co., Ltd. Representative Patent Attorney Masaaki Yonehara

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)レーザビーム2及びアシストガスを使用してAl
やAl合金よりなるワークを切断するレーザ切断方法に
おいて、エアにHeを混合してアシストガスとし、この
アシストガスをノズル6よりワーク7へ向けて噴出しな
がらレーザビーム2によりワーク7を切断することを特
徴とするレーザ切断方法。
(1) Al using laser beam 2 and assist gas
In a laser cutting method for cutting a workpiece made of or Al alloy, He is mixed with air to form an assist gas, and the workpiece 7 is cut by the laser beam 2 while the assist gas is jetted toward the workpiece 7 from a nozzle 6. A laser cutting method featuring:
(2)アスシトガスとしてHeを用いることを特徴とす
る請求項1記載のレーザ切断方法。
(2) The laser cutting method according to claim 1, characterized in that He is used as the assist gas.
JP63178947A 1988-07-20 1988-07-20 Laser beam cutting method Pending JPH0230387A (en)

Priority Applications (1)

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JP63178947A JPH0230387A (en) 1988-07-20 1988-07-20 Laser beam cutting method

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04279357A (en) * 1991-03-08 1992-10-05 Canon Inc Ink jet recording head and manufacture thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04279357A (en) * 1991-03-08 1992-10-05 Canon Inc Ink jet recording head and manufacture thereof

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