JPH0471796A - Laser beam cutting method - Google Patents
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- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野コ
この発明はレーザ切断方法に関し、特にレーザビームの
デユーティ比及び周波数を制御して切断面の粗さを改善
するレーザ切断方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] This invention relates to a laser cutting method, and more particularly to a laser cutting method that improves the roughness of a cut surface by controlling the duty ratio and frequency of a laser beam.
[従来の技術]
従来のレーザ加工は厚板の軟鋼材を高速で切断する場合
は、レーザ光の出力形態は時間に対し連続で出射するC
W(連続波)切断が用いられ、シャープエツジ又は小加
工穴を加工する場合は逆に被加工物の入熱を最少に押さ
えるために、低周波のパルス切断が用いられていた。[Conventional technology] In conventional laser processing, when cutting a thick plate of mild steel at high speed, the output form of the laser beam is C, which is emitted continuously over time.
W (continuous wave) cutting is used, and when machining sharp edges or small holes, conversely, low frequency pulse cutting is used to minimize heat input to the workpiece.
特に、CW切断ではビームの移動速度と酸化反応の伝播
速度との相互作用によって、切断面に条痕(0,4mm
以上)が生じ、切断面を粗くしていた。In particular, in CW cutting, the interaction between the moving speed of the beam and the propagation speed of the oxidation reaction results in scratches (0.4 mm) on the cut surface.
(above) occurred, making the cut surface rough.
第6図(a)はCW加工によるレーザ加工の条痕につい
て説明する図である。FIG. 6(a) is a diagram illustrating the striations of laser processing by CW processing.
第6図(b)はCW加工による反応開始面の温度状態を
示すものである。FIG. 6(b) shows the temperature state of the reaction initiation surface due to CW processing.
図において、(1)はレーザビーム円、(2)は条痕、
(3)は反応開始面、■8はレーザビーム移動速度であ
る。VRは酸化反応の伝播速度であり、例えば酸素アセ
チレン切断では、1.5m/min以上の速度で切断す
ることができないものであり、点線は反応に必要な最低
温度である。In the figure, (1) is a laser beam circle, (2) is a streak,
(3) is the reaction initiation plane, and (8) is the laser beam moving speed. VR is the propagation speed of the oxidation reaction; for example, in oxygen acetylene cutting, cutting cannot be performed at a speed of 1.5 m/min or higher, and the dotted line is the minimum temperature required for the reaction.
また、第6図(a)及び(b)の1−0とする図は酸化
反応開始を示し、切断速度がV R(1,5s/sin
)以下の低速度領域ではレーザビーム加熱が酸化反応の
引き金となることを示すものである。In addition, the diagrams marked 1-0 in FIGS. 6(a) and (b) indicate the start of the oxidation reaction, and the cutting speed is V R (1.5 s/sin).
) This shows that laser beam heating triggers the oxidation reaction in the low velocity region below.
第6図(a)及び(b)のt−τ1は酸化反応域の拡大
を示し、切断面前面は温度が酸化反応開始温度よりも上
昇してレーザビームより速く前進することを示すもので
ある。t-τ1 in Figures 6(a) and (b) indicates the expansion of the oxidation reaction region, and the temperature at the front of the cut surface rises above the oxidation reaction initiation temperature, indicating that the laser beam advances faster than the laser beam. .
第6図(a)及び(b)のt−τ2は酸化反応域の停止
を示し、切断前面はレーザ加熱域から離れるために次第
に温度が低下し、反応に必要な最低温度になると酸化反
応の前進が停止することを示すものである。t-τ2 in Figures 6(a) and (b) indicates the termination of the oxidation reaction zone, and the temperature of the cutting front gradually decreases as it moves away from the laser heating zone, and when it reaches the minimum temperature required for the reaction, the oxidation reaction stops. This indicates that forward movement has stopped.
第6図(a)及び(b)のt−τ 〜を一τ4は酸化反
応域の中断(完全に停止していない)を示し、再びレー
ザビームが切断面に追い付くと、前の酸化反応温度と加
算されて1サイクルの加工が完了して1本の条痕が形成
されることを示すものである。t-τ ~ -τ4 in Figures 6(a) and (b) indicates the interruption of the oxidation reaction zone (not completely stopped), and when the laser beam catches up with the cut surface again, the previous oxidation reaction temperature This indicates that one cycle of machining is completed and one streak is formed.
このような、サイクルで加工すると、t−0〜τ4の現
象が繰返発生して起こり、この切断の中断の繰返が前の
酸化反応温度と加算され酸化反応領域が拡大して0.4
mm以上の凹凸の条痕を発生させていた。When machining is performed in a cycle like this, the phenomenon from t-0 to τ4 occurs repeatedly, and this repeated interruption of cutting is added to the previous oxidation reaction temperature, expanding the oxidation reaction region to 0.4
This caused unevenness of 1 mm or more.
この条痕のピッチは切断速度によらずに、はぼ一定であ
り、ビーム直径が大きいほどピッチ幅は増大する。The pitch of these striations is approximately constant regardless of the cutting speed, and the pitch width increases as the beam diameter increases.
また、CW加工では熱が連続して発生するので、酸化反
応の領域が拡大し、切断面が粗くなる。Furthermore, since heat is continuously generated in CW processing, the area of oxidation reaction expands and the cut surface becomes rough.
しかし、理論的にはVB>VRで条痕のない切断面とな
るはずであるが、実際には若干の傾向が残る。However, although theoretically VB>VR should result in a cut surface with no streaks, in reality some tendencies remain.
第7図(a)〜(C)は連続加工をした場合の切断面の
条痕を示す図である。FIGS. 7(a) to (C) are diagrams showing striations on the cut surface when continuous processing is performed.
同図は例えば、板厚12mmの5S41をCW切断した
ときの切断面の粗さを示すものである。The figure shows, for example, the roughness of the cut surface when 5S41 having a thickness of 12 mm is cut in the CW direction.
図において、(a)は板の上から0.5mmの位置の粗
さ、(b)は中央部の粗さ、(C)は下から1mmの位
置の粗さである。In the figure, (a) shows the roughness at a position 0.5 mm from the top of the plate, (b) shows the roughness at the center, and (C) shows the roughness at a position 1 mm from the bottom.
即ち、同図は特に上部で0.4mm以上の大きな条痕が
発生していることを示している。That is, the figure shows that large streaks of 0.4 mm or more are generated, especially in the upper part.
従って、0.4mm以上であれば、対象サンプルにもよ
るが加工の後にグラインダをかけたり、リューダ等で切
断面を再加工していた。Therefore, if the diameter is 0.4 mm or more, depending on the target sample, a grinder is used after processing, or the cut surface is reprocessed using a Luder or the like.
また、レーザビームの出力を周波数200H2゜デユー
ティ比を80%のPW加工で加工すると、CW加工より
はピッチは小さくなるものの上記と同様にグラインダを
かけたり、リューダ等で切断面を再加工していた。In addition, if the output of the laser beam is processed by PW processing with a frequency of 200H2° and a duty ratio of 80%, the pitch will be smaller than in CW processing, but the cut surface will be reprocessed using a grinder or Luda etc. as described above. Ta.
また、特開昭56−99091には、プラスチック材の
形状に応じて適切なビーム出力形式が選択される加工方
法が開示されているが、連続とパルス加工の組み合わせ
で加工しており、しかも周波数は100Hzであった。Furthermore, Japanese Patent Application Laid-open No. 56-99091 discloses a processing method in which an appropriate beam output format is selected depending on the shape of the plastic material. was 100Hz.
[発明が解決しようとする課題]
上記のような従来のレーザ加工においては、酸化反応領
域は、切断面に照射されたレーザビームのピーク値が酸
化反応温度に必要な値であれば、その反応領域はピーク
値の幅で決定されるから、例えば連続でレーザビームを
照射した場合は、ピーク値の幅が大きいので、酸化反応
領域が拡大して切断面に0.4mm以上の条痕のピッチ
が発生し、切断後にグラインダー等で再度加工しなけれ
ばならないという問題点があった。[Problems to be Solved by the Invention] In the conventional laser processing as described above, the oxidation reaction region is located at the oxidation reaction region if the peak value of the laser beam irradiated to the cut surface is the value required for the oxidation reaction temperature. Since the area is determined by the width of the peak value, for example, if the laser beam is continuously irradiated, the width of the peak value will be large, so the oxidation reaction area will expand and the pitch of streaks of 0.4 mm or more will be generated on the cut surface. There was a problem in that the material had to be processed again using a grinder or the like after cutting.
また、パルス加工をすると、ビームOFF時間に酸化反
応温度が低下するので連続よりは発生する条痕のピッチ
の条痕は小さいものの、0.3mm以上の条痕のピッチ
が発生し、切断後にグラインダー等で再度加工しなけれ
ばならないという問題点があった。In addition, when pulse processing is performed, the oxidation reaction temperature decreases during the beam OFF time, so although the pitch of the striations generated is smaller than that of continuous striations, the pitch of striations of 0.3 mm or more is generated, and the grinder is used after cutting. There was a problem in that it had to be processed again.
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、高速で軟鋼材をレーザで加工する場合に、連続で
発射しなくとも連続で加工したときと同様な加工速度を
得ると共に、ピッチ間隔が0.4mm以下の条痕の少な
いレーザ加工方法を得ることを目的とする。This invention was made to solve this problem, and when processing mild steel materials at high speed with a laser, it is possible to obtain a processing speed similar to that of continuous processing without continuous laser firing, and to achieve a It is an object of the present invention to obtain a laser processing method that produces fewer scratches with an interval of 0.4 mm or less.
[課題を解決するための手段]
この発明に係るレーザ切断方法は、被加工物の材質、厚
さ又は加工形状に応じてレーザビームを制御して被加工
物を加工するレーザ切断方法において、レーザビームの
出力パルスのデユーティ比を70%以下(0を除く)に
し、かつ出力パルスの周波数を1000Hz以上に設定
するレーザ切断方法である。[Means for Solving the Problems] A laser cutting method according to the present invention is a laser cutting method in which a workpiece is processed by controlling a laser beam according to the material, thickness, or shape of the workpiece. This is a laser cutting method in which the duty ratio of the beam output pulse is set to 70% or less (excluding 0) and the frequency of the output pulse is set to 1000 Hz or higher.
[作用]
この発明においては、レーザビームの出力パルスのデユ
ーティ比を70%以下(0を除く)にして被加工物での
酸化反応温度を高くし、かつ出力パルスの周波数を10
00Hz以上にすることにより、酸化反応温度の拡大領
域を小さくなる。[Function] In this invention, the duty ratio of the output pulse of the laser beam is set to 70% or less (excluding 0) to increase the oxidation reaction temperature at the workpiece, and the frequency of the output pulse is set to 10%.
By setting the frequency to 00 Hz or higher, the expansion range of the oxidation reaction temperature becomes smaller.
[実施例]
第1図はこの発明を用いるレーザ加工装置の概念を説明
する図である。[Example] FIG. 1 is a diagram illustrating the concept of a laser processing apparatus using the present invention.
図において、(10)は入力手段であり、被加工物(1
4)を高速で加工させる場合は、レーザビームの出力が
CW(連続)で出力されるように後述する共振パルス変
調部から出力する放電電流の出力タイミングを設定し、
また例えばシャープエツジ又は小穴加工する場合は被加
工物への入熱が押さえられるように、レーザビームの出
力のパルスデューティ比が70%以下、周波数が100
0Hz以上のパルス形態となるように共振パルス変調部
の放電電流の出力タイミングを設定するものである。In the figure, (10) is an input means, and the workpiece (1
When machining 4) at high speed, set the output timing of the discharge current output from the resonance pulse modulation section, which will be described later, so that the laser beam output is CW (continuous).
For example, when machining sharp edges or small holes, the pulse duty ratio of the laser beam output should be 70% or less and the frequency should be 100% to suppress heat input to the workpiece.
The output timing of the discharge current of the resonant pulse modulator is set so as to have a pulse form of 0 Hz or more.
(11)は共振パルス変調部であり、入力手段(10)
によって設定された放電電流のタイミングに基づく放電
電流が出力されるように高周波数電源(図示せず)を制
御するものである。(11) is a resonant pulse modulation section, and input means (10)
A high frequency power source (not shown) is controlled so that a discharge current is output based on the timing of the discharge current set by.
(12)はレーザ発振器であり、共振パルス変調部(1
1)から出力される放電電流のタンニングに対応するレ
ーザビームを出力するもので、例えばパルスデューティ
比が70%以下、周波数が1000Hz以上のパルス形
態となるような放電電流の出力タイミングであれば、そ
の数値に対応するパルス形態のレーザビームを出力する
。(12) is a laser oscillator, and a resonant pulse modulation section (12) is a laser oscillator.
1) outputs a laser beam corresponding to the tanning of the discharge current outputted from 1), for example, if the output timing of the discharge current is in the form of a pulse with a pulse duty ratio of 70% or less and a frequency of 1000Hz or more, A pulsed laser beam corresponding to the numerical value is output.
また、本説明ではパルスピーク値(Pp)を3KW、パ
ルス平均値(Pa)を1.6KWのレーザビーム出力と
することが可能なレーザ発振器とする。このパルス平均
値(Pa)は大まかに、Pa−Pp/D(デユーティ比
)で示されるものとする。Further, in this description, it is assumed that the laser oscillator is capable of outputting a laser beam with a pulse peak value (Pp) of 3 KW and a pulse average value (Pa) of 1.6 KW. This pulse average value (Pa) is roughly expressed as Pa-Pp/D (duty ratio).
(13)は光学系部であり、レーザ発振器(12)から
のレーザビームを集光し、被加工物(14)に照射する
ものである。(13) is an optical system section that focuses the laser beam from the laser oscillator (12) and irradiates it onto the workpiece (14).
上記のように構成されたレーザ加工装置を用いて発明を
説明する。The invention will be explained using a laser processing apparatus configured as described above.
この場合は、レーザビームの出力を周波数1300H2
,デユーティ比を50%、出力パワーを1350W、加
工速度を0.8/分として被加工物(14)を加工した
場合を説明する。In this case, the output of the laser beam is set to a frequency of 1300H2.
, the case where the workpiece (14) is machined with a duty ratio of 50%, an output power of 1350 W, and a machining speed of 0.8/min will be explained.
第2図(a)〜(e)は本発明による被加工物の切断面
の粗さを説明する図である。FIGS. 2(a) to 2(e) are diagrams illustrating the roughness of the cut surface of the workpiece according to the present invention.
同図(a)は前記のPW加工をしたときの被加工物(1
4)の上から0.5mmでの面の粗さを示し、従来のC
W加工した被加工物の上から0.5mmでの面(第7図
の(a))の粗さと比較すると、より滑らかな面になっ
ている。Figure (a) shows the workpiece (1
4) Shows the surface roughness at 0.5 mm from the top, and shows the surface roughness of the conventional C
Compared to the roughness of the surface (FIG. 7(a)) at 0.5 mm from the top of the W-processed workpiece, the surface is smoother.
同図(b)は前記のPW加工をしたときの被加工物(1
4)の中央部での面の粗さを示し、従来の被加工物の中
央部上での面(第7図の(b))の粗さと比較すると、
より滑らかな面になっている。Figure (b) shows the workpiece (1
4) shows the roughness of the surface at the center, and compares it with the roughness of the surface at the center of the conventional workpiece ((b) in Figure 7).
It has a smoother surface.
同図(C)は前記のPW加工をしたときの被加工物(1
4)の下から1mmでの面の粗さを示し、従来の被加工
物の下から1mmでの面(第7図の(a))の粗さと比
較すると、より滑らかな面になっている。Figure (C) shows the workpiece (1
4) The roughness of the surface 1mm from the bottom is shown, and compared to the roughness of the surface 1mm from the bottom of the conventional workpiece ((a) in Figure 7), the surface is smoother. .
第3図はCW加工と本発明によるPW加工を説明する図
であり、Zはレーザビームの焦点位置を示し、0〜+4
まで変化させた切断面の比較である。FIG. 3 is a diagram explaining CW processing and PW processing according to the present invention, where Z indicates the focal position of the laser beam, and 0 to +4
This is a comparison of the cut surfaces changed to .
Z−0〜+4では、切断溝幅の変化はCW加工の方が大
きく、レーザビームの出力を周波数1300H2,デユ
ーティ比を50%にしたPW加工の方が、切断溝幅の変
化は小さい。In Z-0 to +4, the change in the cutting groove width is larger in CW processing, and the change in cutting groove width is smaller in PW processing in which the laser beam output frequency is 1300H2 and the duty ratio is 50%.
さらに、+3以上ではCWでの切断面が大きく変形し不
安定である。Furthermore, if it is +3 or more, the CW cut surface will be greatly deformed and unstable.
つまり、レーザビームの出力を周波数1300H7,デ
ユーティ比を50%にしたFW加工をすると、従来のP
W加工に比較しピーク値が多くなり、強力な穿孔作用に
よって切断溝の形成が容易に行われ、かつ周波数130
0H2,デユーティ比を50%にすればレーザの出力タ
イミングと酸化反応のタイミングが合うようになり、安
定して加工面の条痕が小さくなる。In other words, when performing FW processing with a laser beam output frequency of 1300H7 and a duty ratio of 50%, the conventional P
Compared to W processing, the peak value is higher, cutting grooves can be easily formed due to the strong drilling action, and the frequency of 130
If the duty ratio is set to 0H2 and 50%, the output timing of the laser and the timing of the oxidation reaction will match, and the scratches on the machined surface will become smaller stably.
これは、レーザビームの出力周波数fp1平均出力をP
aとし、面粗さをPkとして示すと局留の以下の式で示
される。This means that the output frequency fp1 average power of the laser beam is P
When a is the surface roughness and Pk is the surface roughness, it is expressed by the following local expression.
P k = P a X t −P a / f pこ
の式により、レーザビームの出力周波数fpを高くする
と切断面の粗さが小さくなる。P k = Pa
また、酸化反応の拡大領域は平均出力Pa(Pa −P
p / D )の値によって決まるから、Dを大きく
すると被加工物に出力される平均出力Paは小さくなり
、所定の酸化反応温度に達しなくなる。In addition, the expanded region of the oxidation reaction is the average output Pa (Pa - P
Since it is determined by the value of p/D), when D is increased, the average power Pa output to the workpiece becomes smaller and does not reach the predetermined oxidation reaction temperature.
しかし、Dを小さくするとPaは大きくなり、酸化反応
温度を十分に満足するが大き過ぎると、酸化反応の拡大
領域が広がりピッチが大きくなる。However, if D is made smaller, Pa becomes larger, and although the oxidation reaction temperature is sufficiently satisfied, if it is too large, the oxidation reaction expansion region becomes wider and the pitch becomes larger.
そこで、周波数fpを高くすると、Paの幅は小さくな
り、酸化反応温度を満足すると共に、エネルギー量が少
ないから結果として酸化反応拡大領域は小さくなり、ピ
ッチが小さくなる。Therefore, when the frequency fp is increased, the width of Pa becomes smaller and the oxidation reaction temperature is satisfied, and since the amount of energy is small, the oxidation reaction expansion region becomes smaller and the pitch becomes smaller.
従って、酸化反応温度を十分にするためにDを小さくし
、酸化反応の拡大領域が広がらない出力タイミングの周
波数にしてピッチを小さくすることである。Therefore, in order to make the oxidation reaction temperature sufficient, D should be made small, and the pitch should be made small so that the output timing frequency does not expand the oxidation reaction expansion area.
第4図(a)はレーザビームの出力周波数と条痕の関係
を説明する図である。FIG. 4(a) is a diagram illustrating the relationship between the output frequency of the laser beam and the striations.
図において、(17)は切断面のバラツキを示す記号で
あり、例えば切断面における条痕のピッチを10個程度
サンプリングして平均したものである。In the figure, (17) is a symbol indicating the dispersion of the cut surface, and is the average of about 10 samples of the pitch of the striations on the cut surface, for example.
また、バー(1B)が長いと条痕のピッチ間隔はバラツ
キが大きいことを示し、切断面の面の粗さが安定してい
ないことを示すものである。Further, if the bar (1B) is long, the pitch interval of the striations varies widely, which indicates that the roughness of the cut surface is not stable.
同図によると、レーザビームの出力周波数は600Hz
から1300H2にかけて被加工物の条痕のピッチは急
激に減少し、1300Hz〜3000Hzにかけては過
渡現象的に増加し、その条痕のピッチは最大0618m
mであり、かつ切断面の粗さは1000Hzから200
0Hzにかけて安定している。According to the figure, the output frequency of the laser beam is 600Hz.
The pitch of the streaks on the workpiece decreases rapidly from 1300Hz to 1300H2, increases transiently from 1300Hz to 3000Hz, and the pitch of the streaks reaches a maximum of 0618m.
m, and the roughness of the cut surface is from 1000Hz to 200Hz.
It is stable up to 0Hz.
しかし、切断面がバラツキがあってもピッチ間隔が最大
0.18mmと小さければ十分目的にかなう。However, even if there are variations in the cut surface, if the pitch interval is as small as 0.18 mm at most, it will serve the purpose.
第4図(b)はレーザビームのデユーティ比と条痕の関
係を説明する図である。FIG. 4(b) is a diagram illustrating the relationship between the duty ratio of the laser beam and the striations.
図において、(17)及び(18)は第4図と同様なも
のである。In the figure, (17) and (18) are the same as in FIG.
同図によれば、デユーティ比が100%では条痕のピッ
チは最大(0,4mm以上)であるが、デユーティ比を
小さくするにつれて以後の条痕のピッチは小さくなって
いる。According to the figure, when the duty ratio is 100%, the pitch of the streaks is maximum (0.4 mm or more), but as the duty ratio is decreased, the pitch of the streaks thereafter becomes smaller.
特に、デユーティ比を70%であれば、第4図と同様に
、条痕のピッチは0.18mm以下となり、かつ切断面
のバラツキも安定している。In particular, when the duty ratio is 70%, the pitch of the streaks is 0.18 mm or less, and the variation in the cut surface is also stable, as shown in FIG.
第5図は本発明の詳細な説明する図であり、横軸に周波
数f、デユーティ比D1縦軸にピッチ間隔を示したもの
である。FIG. 5 is a diagram for explaining the present invention in detail, in which the horizontal axis shows the frequency f, the duty ratio D1, and the vertical axis shows the pitch interval.
同図によると、周波数1000Hzでデユーティ比、7
0%にすると第4図(a)及び(b)の関係から条痕の
ピッチは0.18mmであり、周波数1500Hzでデ
ユーティ比、60%にするとピッチは0.11mmであ
り、周波数2000Hzでデユーティ比、50%であれ
ばピッチは0. 1mmとなる。According to the same figure, the duty ratio is 7 at a frequency of 1000Hz.
When it is set to 0%, the pitch of the striations is 0.18 mm from the relationship shown in Figure 4 (a) and (b), and the duty ratio is at a frequency of 1500 Hz.When it is set to 60%, the pitch is 0.11 mm, and the duty ratio is at a frequency of 2000 Hz. If the ratio is 50%, the pitch is 0. It will be 1mm.
つまり、周波数1000Hz以上、デユーティ比70%
以下にしたレーザビームにすることにより、ON時(レ
ーザビームが出力されている時間)には酸化反応温度は
より高く、かつ酸化反応の伝達する領域が小さくなり、
OFF時には酸化反応を停止させた後に、ONになるよ
うにしたので条痕のピッチは0.18mm以下を維持す
ることができ、切断面の粗さが従来のCW加工より安定
するので、改めてグラインダー等の処理をする必要がな
い。In other words, the frequency is 1000Hz or more, and the duty ratio is 70%.
By using the laser beam as below, the oxidation reaction temperature is higher when it is ON (the time when the laser beam is output), and the area where the oxidation reaction is transmitted becomes smaller.
When it is turned off, the oxidation reaction is stopped and then turned on, so the pitch of the streaks can be maintained at 0.18 mm or less, and the roughness of the cut surface is more stable than with conventional CW processing, so it is necessary to use the grinder again. There is no need to perform such processing.
但し、周波数1000Hz以上、デユーティ比70%以
下の限界はレーザ発振器の性能による。However, the limits of a frequency of 1000 Hz or more and a duty ratio of 70% or less depend on the performance of the laser oscillator.
なお、上記実施例では軟鋼材の厚板の面粗向上に対して
発明の数値によるパルス切断の効果の大きさを示したが
軟鋼材以外のアルミニューム、ステンレス、チタン、高
炭素鋼等の他に、金属及び非金属材料に対しても可能で
ある。In addition, in the above example, the effect of pulse cutting on improving the surface roughness of a thick plate of mild steel material was shown using the numerical values of the invention. Furthermore, it is also possible for metallic and non-metallic materials.
また、パルスピーク値と平均値が同じパルス発振器では
電源のパワーアップと電極の強度アップをしてパルスピ
ーク値が高くなるようにして、本発明の周波数とデユー
ティ比を用いればよい。Further, in a pulse oscillator in which the pulse peak value and the average value are the same, the frequency and duty ratio of the present invention may be used by increasing the power of the power source and the strength of the electrodes so that the pulse peak value becomes higher.
[発明の効果]
以上のようにこの発明によれば、レーザビームの出力パ
ルスのデユーティ比を70%以下(0を除く)にし、か
つその出力パルスの周波数を1000Hz以上にするこ
とにより、被加工物での酸化反応温度を高くすると共に
、酸化反応温度の拡大領域を小さくするようにしたので
、例えば切断面のピッチ間隔が0.18mm以下になっ
て、切断面の粗さが改善でき、仕上げ加工が不要になる
という効果が得られている。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, by setting the duty ratio of the output pulse of the laser beam to 70% or less (excluding 0) and setting the frequency of the output pulse to 1000 Hz or more, the workpiece can be processed. By increasing the oxidation reaction temperature on the material and reducing the expansion area of the oxidation reaction temperature, for example, the pitch interval of the cut surface can be reduced to 0.18 mm or less, improving the roughness of the cut surface and improving the finish. This has the effect of eliminating the need for processing.
第1図はこの発明を用いるレーザ加工装置の概念を説明
する図、第2図(a)〜(C)は本発明による被加工物
の切断面の粗さを説明する図、第3図はCW加工と本発
明によるPW加工を説明する図、第4図(a)はレーザ
ビームの出力周波数と条痕の関係を説明する図、第4図
(b)はレーザビームのデユーティ比と条痕の関係を説
明する図、第5図は本発明の詳細な説明する図、第6図
(a)は従来のレーザ加工の条痕について説明する図、
第6図(b)は反応開始面の温度状態を示す図、第7図
(a)〜(c)は連続加工をした場合の切断面の条痕を
示す図である。
図において、(1)はレーザビーム円、(2)は条痕、
(3)は反応開始面、VBはレーザビーム移動速度、V
Rは酸化反応の伝搬速度、(10)は入力手段、(11
)は共振パルス変調部、(12)はレーザ発信器、(1
3)は光学系部、(17)は切断面のバラツキを示す記
号である。
なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
代理人 弁理士 佐々木 宗 治
(a)
(b)
第
図
Pu1es duty D (鷺)
(b)
第4図
−Q
t=τ1
を賜【1
(b)
−r2
を楓r3
t−【4
(Q)
を璽r2
(b)
第6図
を繻r3
t=r4
手続補正書
(自発)
庁長官殿
事件の表示
特願平2−181612号
2゜
発明の名称
レーザ切断方法
3、補正をする者
事件との関係
住所
名称
4、代理人
住所FIG. 1 is a diagram for explaining the concept of a laser processing apparatus using the present invention, FIGS. 2(a) to (C) are diagrams for explaining the roughness of the cut surface of a workpiece according to the present invention, and FIG. A diagram explaining CW processing and PW processing according to the present invention, FIG. 4(a) is a diagram explaining the relationship between the output frequency of the laser beam and the striations, and FIG. 4(b) shows the duty ratio of the laser beam and the striations. FIG. 5 is a diagram explaining the details of the present invention, FIG. 6(a) is a diagram explaining the conventional laser processing scratches,
FIG. 6(b) is a diagram showing the temperature state of the reaction initiation surface, and FIGS. 7(a) to (c) are diagrams showing the striations on the cut surface when continuous processing is performed. In the figure, (1) is a laser beam circle, (2) is a streak,
(3) is the reaction initiation plane, VB is the laser beam moving speed, V
R is the propagation speed of the oxidation reaction, (10) is the input means, (11
) is a resonant pulse modulation section, (12) is a laser oscillator, (1
3) is an optical system part, and (17) is a symbol indicating variation in the cut surface. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or equivalent parts. Agent Patent Attorney Muneharu Sasaki (a) (b) Figure 4 - Q t=τ1 [1 (b) -r2 Kaede r3 t-[4 (Q ) Seal r2 (b) Figure 6 is drawn r3 t=r4 Procedural amendment (spontaneous) Indication Patent Application No. 2-181612 2゜ Title of invention Laser cutting method 3 Case made by the person making the amendment Relationship address name 4, agent address
Claims (1)
ムを制御して前記被加工物を加工するレーザ切断方法に
おいて、 前記レーザビームの出力パルスのデューティ比を70%
以下(0を除く)にし、かつ前記出力パルスの周波数を
1000Hz以上に設定するレーザ切断方法。[Scope of Claims] A laser cutting method for processing a workpiece by controlling a laser beam according to the material, thickness, or shape of the workpiece, wherein the duty ratio of the output pulse of the laser beam is 70%.
or less (excluding 0), and the frequency of the output pulse is set to 1000 Hz or more.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2181612A JPH0471796A (en) | 1990-07-11 | 1990-07-11 | Laser beam cutting method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2181612A JPH0471796A (en) | 1990-07-11 | 1990-07-11 | Laser beam cutting method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0471796A true JPH0471796A (en) | 1992-03-06 |
Family
ID=16103849
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2181612A Pending JPH0471796A (en) | 1990-07-11 | 1990-07-11 | Laser beam cutting method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0471796A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0574311B1 (en) * | 1992-06-12 | 1996-03-27 | Creusot-Loire Industrie | Method of making a metallic, workpieces by oxygen cutting, oxygen cutting device and obtained metallic workpiece |
RU2695715C1 (en) * | 2018-11-14 | 2019-07-25 | Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Предприятие "Телар" (Ооо Нпп "Телар") | Method of forming hardened near-surface layer in laser cutting area of parts |
CN112894166A (en) * | 2021-01-22 | 2021-06-04 | 深圳市吉祥云科技有限公司 | Multi-point position laser cutting method and device for small parts and readable storage medium |
-
1990
- 1990-07-11 JP JP2181612A patent/JPH0471796A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0574311B1 (en) * | 1992-06-12 | 1996-03-27 | Creusot-Loire Industrie | Method of making a metallic, workpieces by oxygen cutting, oxygen cutting device and obtained metallic workpiece |
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CN112894166A (en) * | 2021-01-22 | 2021-06-04 | 深圳市吉祥云科技有限公司 | Multi-point position laser cutting method and device for small parts and readable storage medium |
CN112894166B (en) * | 2021-01-22 | 2023-10-20 | 深圳市吉祥云科技有限公司 | Multi-point laser cutting method and device for small parts and readable storage medium |
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