JPH03210981A - 鉄系厚板材のレーザ切断法 - Google Patents
鉄系厚板材のレーザ切断法Info
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- JPH03210981A JPH03210981A JP2007518A JP751890A JPH03210981A JP H03210981 A JPH03210981 A JP H03210981A JP 2007518 A JP2007518 A JP 2007518A JP 751890 A JP751890 A JP 751890A JP H03210981 A JPH03210981 A JP H03210981A
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Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野１
この発明は、例えば軟鋼材、工具鋼材、あるいはステン
レス鋼材のような、鉄系金属材のうちで、４．５１以上
の厚さをもつ鉄系金属材料に対する、レーザ切断法に関
するものである。
レス鋼材のような、鉄系金属材のうちで、４．５１以上
の厚さをもつ鉄系金属材料に対する、レーザ切断法に関
するものである。
［従来の技術］
第５図はレーザ加工機の概略を示す図であり、図におい
て、（１）はレーザ発振器、（２）はレーザビーム、（
３）は反射鏡、（４）は加工ヘッド、（５）は加工レン
ズ、（６）は加工ガス導入パイプ、（７）は加工ガス（
酸素ガス） 、 （８）は加工ノズル、（９）は被加工
物である。
て、（１）はレーザ発振器、（２）はレーザビーム、（
３）は反射鏡、（４）は加工ヘッド、（５）は加工レン
ズ、（６）は加工ガス導入パイプ、（７）は加工ガス（
酸素ガス） 、 （８）は加工ノズル、（９）は被加工
物である。
次に、従来のレーザ切断法について説明する。
レーザ発振器（１）より出射されたレーザビーム（２）
は、反射鏡（３）により方向を転換し、加工ヘッド（４
）に伝送された、レーザビーム（２）は、その内部に装
着された加工レンズ（５）によって、被加工物（９）表
面で焦点を結ぶように集光される。
は、反射鏡（３）により方向を転換し、加工ヘッド（４
）に伝送された、レーザビーム（２）は、その内部に装
着された加工レンズ（５）によって、被加工物（９）表
面で焦点を結ぶように集光される。
一方加工ガスとして使用される酸素ガス（７）は、加工
ガス導入バイブ（６）を通じて、加工ヘッド（４）内に
導入され、レーザビーム（２）の射出と同時に、加工ノ
ズル（８）から、被加工物（９）表面上へ噴射され被加
工物（９）（例材質ＳＳ４１、厚さ６ｆｆｉＩＩ＋）を
切断する。酸素ガス（７）の役割は溶融した金属表面と
の酸化反応を活発化し、その際生ずる酸化反応熱を利用
して、更に深（まで熱を浸透させることと、そして材料
裏面まで浸透した溶融物を、酸化ガスの噴射圧力と、そ
れによる冷去効果により花粉状の粒子と化して、これを
除去する働きをもっている。
ガス導入バイブ（６）を通じて、加工ヘッド（４）内に
導入され、レーザビーム（２）の射出と同時に、加工ノ
ズル（８）から、被加工物（９）表面上へ噴射され被加
工物（９）（例材質ＳＳ４１、厚さ６ｆｆｉＩＩ＋）を
切断する。酸素ガス（７）の役割は溶融した金属表面と
の酸化反応を活発化し、その際生ずる酸化反応熱を利用
して、更に深（まで熱を浸透させることと、そして材料
裏面まで浸透した溶融物を、酸化ガスの噴射圧力と、そ
れによる冷去効果により花粉状の粒子と化して、これを
除去する働きをもっている。
ここで、第４図に示された形状を、切断開始点（ｌＧ）
から加工終了点（１２）まで切断する場合、切断開始点
（ｌＯ）で酸素ガスを噴射し、レーザビームを射出する
ことにより、まず被加工物の貫通を行ない、次に切断経
路（１１）に従って切断を行ない、加工終了点【１２）
で、レーザビーム（２）の出力を止め酸素ガス（７）の
噴射を止めることにより、切断を終了するわけである。
から加工終了点（１２）まで切断する場合、切断開始点
（ｌＯ）で酸素ガスを噴射し、レーザビームを射出する
ことにより、まず被加工物の貫通を行ない、次に切断経
路（１１）に従って切断を行ない、加工終了点【１２）
で、レーザビーム（２）の出力を止め酸素ガス（７）の
噴射を止めることにより、切断を終了するわけである。
ところが上記のような方法を用いて、厚さ４．５調謹以
上の鉄系金属材料（材質： ５Ｓ４１または５３５Ｃ等
）を切断した場合、第３図の切断し点（１４）、あるい
は第４図加工終了点（１２）において、切断欠落部（１
３）が生じる。この理由は特に鉄系金属の場合は、非鉄
金属に比べて一般的に熱伝導率が低いことにより、熱の
拡散除去が容易でないためと考えられるが、上記方法で
は、切断中レーザビーム（２）は射出したままでの切断
となるうえ、特に切断し点（１４）、あるいは加工終了
点（１２）では発生した熱の逃げ場が、切断経路（１１
）途中に比較して、著しく少ないことから、この様な切
断欠落部（１３）が発生するものと考えられる。
上の鉄系金属材料（材質： ５Ｓ４１または５３５Ｃ等
）を切断した場合、第３図の切断し点（１４）、あるい
は第４図加工終了点（１２）において、切断欠落部（１
３）が生じる。この理由は特に鉄系金属の場合は、非鉄
金属に比べて一般的に熱伝導率が低いことにより、熱の
拡散除去が容易でないためと考えられるが、上記方法で
は、切断中レーザビーム（２）は射出したままでの切断
となるうえ、特に切断し点（１４）、あるいは加工終了
点（１２）では発生した熱の逃げ場が、切断経路（１１
）途中に比較して、著しく少ないことから、この様な切
断欠落部（１３）が発生するものと考えられる。
またこの切断欠落部（１３）は、そのほとんどが第５図
に示す、切断面下部（Ｉ８）で発生している。
に示す、切断面下部（Ｉ８）で発生している。
この切断欠落部（１３）は、レーザ切断後の研削工程等
に於いて、充分に削除することができない場合、また切
断のまま使用される場合に於いても、強度、あるいは外
観上その品質を満足し得ないことになり、加工不良につ
ながる。
に於いて、充分に削除することができない場合、また切
断のまま使用される場合に於いても、強度、あるいは外
観上その品質を満足し得ないことになり、加工不良につ
ながる。
従来の鉄系厚板材のレーザ切断法は、以上のように構成
されているので、特に炭素鋼（低炭素鋼、中炭素鋼、高
炭素鋼）、工具鋼材、ステンレス鋼材等の鉄系金属で、
かつ、厚さ４５＋ｗｓｍ以上の材料のレーザ切断にあっ
ては切断し点【１４）、あるいは加工終了点（１２）で
、切断欠落部（１３）が発生するという課題があった。
されているので、特に炭素鋼（低炭素鋼、中炭素鋼、高
炭素鋼）、工具鋼材、ステンレス鋼材等の鉄系金属で、
かつ、厚さ４５＋ｗｓｍ以上の材料のレーザ切断にあっ
ては切断し点【１４）、あるいは加工終了点（１２）で
、切断欠落部（１３）が発生するという課題があった。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされ
たもので、切り落し点、あるいは加工終了点の直前に、
酸化反応熱を減少させることにより、切り落し点あるい
は、加工終了点の切断欠落を生じることなく、切断する
ことのできる、鉄系厚板材のレーザ切断法を得ることを
目的とする。
たもので、切り落し点、あるいは加工終了点の直前に、
酸化反応熱を減少させることにより、切り落し点あるい
は、加工終了点の切断欠落を生じることなく、切断する
ことのできる、鉄系厚板材のレーザ切断法を得ることを
目的とする。
〔課題を解決するための手段］
この発明に係る鉄系厚板材のレーザ切断法は２所定厚さ
以上の鉄系金属材料を、レーザ切断する場合、切落し点
、あるいは加工終了点の直前の加工ガス切換点において
、酸素ガスを、乾燥清浄空気、または窒素ガスに切換え
て、加工終了点まで切断するものである。
以上の鉄系金属材料を、レーザ切断する場合、切落し点
、あるいは加工終了点の直前の加工ガス切換点において
、酸素ガスを、乾燥清浄空気、または窒素ガスに切換え
て、加工終了点まで切断するものである。
この発明における鉄系厚板材のレーザ切断法では、切落
し点、あるいは加工終了点の直前（１，０〜３．０＋ａ
ｍ ）で、酸素ガスを乾燥清浄空気、または窒素ガスに
切換えて、加工終了点まで切断することにより、酸化反
応熱を減少することが可能となる効果、切落し点あるい
は、加工終了点での、切断欠落部を生じることなく切断
することができる。
し点、あるいは加工終了点の直前（１，０〜３．０＋ａ
ｍ ）で、酸素ガスを乾燥清浄空気、または窒素ガスに
切換えて、加工終了点まで切断することにより、酸化反
応熱を減少することが可能となる効果、切落し点あるい
は、加工終了点での、切断欠落部を生じることなく切断
することができる。
［発明の実施例］
以下１本発明の実施例を図について説明する６第１図、
第２図は本発明の実施例を示す説明図であり、従来例を
示した第３図、第４図と同一または相当部分は同一符号
を付し、説明を省略する。
第２図は本発明の実施例を示す説明図であり、従来例を
示した第３図、第４図と同一または相当部分は同一符号
を付し、説明を省略する。
第５図、加工ヘッド（４）に伝送されたレーザビーム（
２）はその内部に備えられた。加工レンズ（５）により
被加工物表面で焦点が結ばれる。また同時に酸素ガス（
７）を被加工物（９）に吹きつけることにより、被加工
物（９）を貫通する。
２）はその内部に備えられた。加工レンズ（５）により
被加工物表面で焦点が結ばれる。また同時に酸素ガス（
７）を被加工物（９）に吹きつけることにより、被加工
物（９）を貫通する。
第１図、第２図切断開始点（１０）を貫通した後、切断
経路（１１）に従い、レーザビーム（２）と酸素ガス（
７）を射出しながら、加工ガス切換点（１５）まで切断
する。この加工ガス切換点（１５）から、第１図切落し
点（１４）、あるいは第２図加工終了点（１２）までの
距離は、熱容量も小さく、かつ熱の逃げる場所が小さい
ため、強い酸化反応熱により一瞬にして溶融し、欠落し
易すい状態となっている。
経路（１１）に従い、レーザビーム（２）と酸素ガス（
７）を射出しながら、加工ガス切換点（１５）まで切断
する。この加工ガス切換点（１５）から、第１図切落し
点（１４）、あるいは第２図加工終了点（１２）までの
距離は、熱容量も小さく、かつ熱の逃げる場所が小さい
ため、強い酸化反応熱により一瞬にして溶融し、欠落し
易すい状態となっている。
そこで、加工ガス切換点（１５）まで切断したら、加工
ガスを＃１素ガスから、乾燥清浄空気、または窒素ガス
に切換えて、加工終了点（１２）まで切断することによ
り、強い酸化反応熱を減少させ、溶融、欠落を防ぐこと
ができる。
ガスを＃１素ガスから、乾燥清浄空気、または窒素ガス
に切換えて、加工終了点（１２）まで切断することによ
り、強い酸化反応熱を減少させ、溶融、欠落を防ぐこと
ができる。
この際どの程度の乾燥清浄空気、あるいは窒素ガスを噴
出したら良いかということであるが、これは３ ｋｇ／
ｃｍ”以上の噴出量が必要である。また切断速度につい
ては、酸化反応熱が減少している関係から０．１ｍ／分
程度を速度にする必要がある。
出したら良いかということであるが、これは３ ｋｇ／
ｃｍ”以上の噴出量が必要である。また切断速度につい
ては、酸化反応熱が減少している関係から０．１ｍ／分
程度を速度にする必要がある。
なお、上記実施例では２例を示したが、これはすべての
形状の切断終了点、あるいは切落し点での切断欠落発生
防止法として効果を奏する。
形状の切断終了点、あるいは切落し点での切断欠落発生
防止法として効果を奏する。
第１図、第２図はこの発明の一実施例による、レーザ切
断法を示す説明図、第３図、第４図は従来の鉄系厚板材
のレーザ切断法を示し、第５図は一般的なレーザ加工機
を示し、第５図（ａ）は概略構成図、第５図（ｂ）は切
断状況を示した構成図である。 図において、 （１０）は切断開始点、（１１）は切断
経路、（１２）は加工終了点、（１３）は切断欠落部、
（１４）は切落し点、（１５）は加工ガス切換点である
。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。 第 図 第４図
断法を示す説明図、第３図、第４図は従来の鉄系厚板材
のレーザ切断法を示し、第５図は一般的なレーザ加工機
を示し、第５図（ａ）は概略構成図、第５図（ｂ）は切
断状況を示した構成図である。 図において、 （１０）は切断開始点、（１１）は切断
経路、（１２）は加工終了点、（１３）は切断欠落部、
（１４）は切落し点、（１５）は加工ガス切換点である
。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。 第 図 第４図
Claims (1)
- 所定の厚さ以上の、鉄系金属材料をレーザ切断する場合
における、その切断経路終端部において、加工ガスとし
て使用している酸素ガスを乾燥清浄空気、または窒素ガ
スに切換えて、切断終了点まで切断することを特徴とす
る鉄系厚板材のレーザ切断法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007518A JP2518432B2 (ja) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | 鉄系厚板材のレ―ザ切断法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007518A JP2518432B2 (ja) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | 鉄系厚板材のレ―ザ切断法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03210981A true JPH03210981A (ja) | 1991-09-13 |
| JP2518432B2 JP2518432B2 (ja) | 1996-07-24 |
Family
ID=11667994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007518A Expired - Lifetime JP2518432B2 (ja) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | 鉄系厚板材のレ―ザ切断法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2518432B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994021417A1 (en) * | 1993-03-25 | 1994-09-29 | Fanuc Ltd | Laser beam machining method and apparatus therefor |
| JPH07116885A (ja) * | 1993-10-22 | 1995-05-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 厚板の高品質レーザ切断方法 |
| DE19506522A1 (de) * | 1994-02-24 | 1995-12-21 | Mitsubishi Electric Corp | Verfahren und Vorrichtung zum Laserschneiden |
| US5777294A (en) * | 1995-01-31 | 1998-07-07 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Laser beam machining system and method using preliminary work commands |
| WO2012063668A1 (ja) * | 2010-11-09 | 2012-05-18 | 株式会社 アマダ | レーザ加工方法、及び、レーザ加工装置 |
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| DE102015105246A1 (de) * | 2015-04-07 | 2016-10-13 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Verfahren und Vorrichtung zum Schneiden metallischer Werkstücke aus einem plattenförmigen Material |
| WO2019185528A1 (de) | 2018-03-27 | 2019-10-03 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Laserschneidverfahren mit einer erhöhung des schneiddüsenabstands am schnittende sowie laserschneidmaschine und computerprogrammprodukt |
-
1990
- 1990-01-17 JP JP2007518A patent/JP2518432B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO1994021417A1 (en) * | 1993-03-25 | 1994-09-29 | Fanuc Ltd | Laser beam machining method and apparatus therefor |
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| DE19506522C5 (de) * | 1994-02-24 | 2012-04-19 | Mitsubishi Denki K.K. | Verfahren zum Laserstrahlschneiden |
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| JP2012115899A (ja) * | 2010-11-09 | 2012-06-21 | Amada Co Ltd | レーザ切断加工方法及びレーザ加工装置 |
| WO2012063668A1 (ja) * | 2010-11-09 | 2012-05-18 | 株式会社 アマダ | レーザ加工方法、及び、レーザ加工装置 |
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| CN103906597A (zh) * | 2011-11-02 | 2014-07-02 | 日酸田中株式会社 | 激光切割方法及激光切割装置 |
| CN103906597B (zh) * | 2011-11-02 | 2016-05-25 | 日酸田中株式会社 | 激光切割方法及激光切割装置 |
| US9434024B2 (en) | 2011-11-02 | 2016-09-06 | Nissan Tanaka Corporation | Laser cutting method and laser cutting device |
| DE102015105246A1 (de) * | 2015-04-07 | 2016-10-13 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Verfahren und Vorrichtung zum Schneiden metallischer Werkstücke aus einem plattenförmigen Material |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2518432B2 (ja) | 1996-07-24 |
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