JPH07223086A - Assist gas nozzle for laser beams welding - Google Patents

Assist gas nozzle for laser beams welding

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JPH07223086A
JPH07223086A JP6020556A JP2055694A JPH07223086A JP H07223086 A JPH07223086 A JP H07223086A JP 6020556 A JP6020556 A JP 6020556A JP 2055694 A JP2055694 A JP 2055694A JP H07223086 A JPH07223086 A JP H07223086A
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JP
Japan
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assist gas
nozzle
air
processing head
laser beam
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Application number
JP6020556A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Tarui
井 大 志 樽
Hironori Sakamoto
元 宏 規 坂
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B23K26/1462Nozzles; Features related to nozzles
    • B23K26/1464Supply to, or discharge from, nozzles of media, e.g. gas, powder, wire

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent the entrapment of the purge air associated with the injection of the assist gas by providing an assist gas feeding passage and a communicating mechanism of an air curtain crossing the laser beams on a machining head. CONSTITUTION:The laser beams L is reflected by a bend mirror 3 in a machining head 2 through a transmission tube 5, and converged by a converging mirror 4, and a work W is irradiated with the laser beams through a nozzle 1. The assist gas A which is the inert gas is fed to the nozzle 1, and an air curtain C crossing the laser beams L at the flow speed equal to or larger than the flow speed of the assist gas A is formed by the air injection from an injection port 17. This air curtain C prevents the purge air P in the machining head 2 from entering the nozzle tip side. The atmospheric air is introduced from an air introducing port 19 into a tapered part 11 to make the flow in the tapered part 11 smooth, and to exhaust the air from an exhaust port 20.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ溶接の際にレー
ザ光と同軸状態にアシストガスを供給するのに用いられ
るレーザ溶接用アシストガスノズルに関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser welding assist gas nozzle used to supply an assist gas coaxially with a laser beam during laser welding.

【0002】[0002]

【従来の技術】レーザ溶接用アシストガスノズルにおい
て、アシストガスの供給方式にはセンターガス方式とサ
イドガス方式とがあり、とくにセンターガス方式はレー
ザ光と同軸に供給するので調整が簡単であるという利点
がある。
2. Description of the Related Art In assist gas nozzles for laser welding, there are a center gas method and a side gas method as an assist gas supply method. Particularly, in the center gas method, the adjustment is easy because the gas is supplied coaxially with the laser beam. There is.

【0003】また、レーザ溶接用アシストガスノズルに
は2つの機能がある。1つは不活性ガスを加工点に供給
し、加工点の回りを不活性雰囲気にして溶接部の酸化を
防ぐと共に、加工点で発生するプラズマを吹き飛ばして
レーザエネルギーを効率良く被加工物に伝達させる機能
である。
Further, the assist gas nozzle for laser welding has two functions. The first is to supply an inert gas to the processing point to create an inert atmosphere around the processing point to prevent the oxidation of the weld and blow off the plasma generated at the processing point to efficiently transfer the laser energy to the work piece. It is a function to let.

【0004】もう1つの機能は光学系(集光系)の保護
である。レーザ溶接時にはヒュームやスパッタが発生
し、これらが加工ヘッド内に入り込んで光学系を損傷す
る恐れがある。そこで、ノズルからガスを噴出させるこ
とによりヒュームやスパッタが加工ヘッド内に入らない
ようにする。
Another function is protection of an optical system (light collecting system). Fume and spatter are generated during laser welding, and these may enter the processing head and damage the optical system. Therefore, fumes and spatters are prevented from entering the processing head by ejecting gas from the nozzle.

【0005】従来、センターガス方式のレーザ溶接用ア
シストガスノズルとしては、図5および図6に示すよう
なものがあった。
Conventionally, there have been center gas type assist gas nozzles for laser welding as shown in FIGS. 5 and 6.

【0006】図5に示すレーザ溶接用アシストガスノズ
ル100は、小径側を先端とするテーパ状を成すと共
に、基端部寄りの位置にアシストガスの取入口101を
備えており、加工ヘッド102に先端を下向きにして装
着してある。加工ヘッド102は、ベンドミラー103
および集光ミラー104を備えると共に、図外の発振機
から導かれた伝送管105の端部に装着してあって、伝
送管105との間は仕切りウインドウ106で密閉して
ある。
An assist gas nozzle 100 for laser welding shown in FIG. 5 has a taper shape with the small diameter side as the tip, and is provided with an assist gas intake 101 at a position close to the base end, and the machining head 102 has a tip. Is attached with the face down. The processing head 102 is a bend mirror 103.
A condenser mirror 104 is provided, and the condenser mirror 104 is attached to an end portion of a transmission pipe 105 guided from an oscillator (not shown), and a space between the transmission pipe 105 and the transmission pipe 105 is sealed by a partition window 106.

【0007】レーザ光Lは、発振機から伝送管105を
経て加工ヘッド102内のベンドミラー103で反射
し、続いて集光ミラー104で集光され、ノズル100
を通して被加工物Wに照射される。このとき、伝送管1
05内にはドライエアであるパージエア(矢印Pで示
す)が供給され、取入口101から不活性ガスであるア
シストガス(矢印Aで示す)が供給される。これによ
り、ノズル100から加工点Qに向けてアシストガスが
供給され、且つ加工ヘッド102内にもアシストガスが
供給され、各ミラー103,104はアシストガスによ
り保護される。
The laser light L passes from the oscillator through the transmission pipe 105, is reflected by the bend mirror 103 in the processing head 102, is then condensed by the condenser mirror 104, and the nozzle 100
The workpiece W is irradiated through the through. At this time, the transmission pipe 1
Purge air (indicated by arrow P) that is dry air is supplied to the inside of 05, and assist gas (indicated by arrow A) that is an inert gas is supplied from the intake port 101. As a result, the assist gas is supplied from the nozzle 100 toward the processing point Q, and the assist gas is also supplied into the processing head 102, so that the mirrors 103 and 104 are protected by the assist gas.

【0008】また、図6に示すレーザ溶接用アシストガ
スノズル100は、内側に該ノズル100と同心状の内
壁107を設けることにより、ノズル先端側に開放され
たアシストガス供給路108を有する二重構造になって
いる。また加工ヘッド102には仕切りウインドウがな
く、伝送管105と連通状態になっている。この場合に
は、発振機から加工ヘッド102までの内部をパージエ
ア(P)で保護し、加工点Qに向けてアシストガス
(A)を供給するようにしている。
The assist gas nozzle 100 for laser welding shown in FIG. 6 has a double structure having an assist gas supply passage 108 opened at the nozzle tip side by providing an inner wall 107 concentric with the nozzle 100 inside. It has become. The machining head 102 has no partition window and is in communication with the transmission pipe 105. In this case, the inside from the oscillator to the processing head 102 is protected by purge air (P), and the assist gas (A) is supplied toward the processing point Q.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したよ
うな従来のレーザ溶接用アシストガスノズルでは、ウイ
ンドウ106を備えた加工ヘッド102を用いた場合、
仕切りウインドウ106がレーザ光の熱を吸収して熱レ
ンズ効果により凸レンズとなり、図7に示すように集光
系の焦点距離が経時変化を起こすため、加工中に溶接条
件が変化するという問題点があり、また、アシストガス
供給路108を備えた二重構造の場合、ノズル先端から
のアシストガスの噴出でノズル100内に負圧領域Mが
発生し、これによりパージエアを巻き込むために溶接部
が酸化することがあるという問題点があり、これらの問
題点を解決することが課題になっていた。
By the way, in the conventional assist gas nozzle for laser welding as described above, when the processing head 102 having the window 106 is used,
The partition window 106 absorbs the heat of the laser light and becomes a convex lens due to the thermal lens effect, and as shown in FIG. 7, the focal length of the condensing system changes over time, which causes a problem that welding conditions change during processing. In the case of the double structure including the assist gas supply passage 108, the negative pressure region M is generated in the nozzle 100 by the ejection of the assist gas from the tip of the nozzle, whereby the welded portion is oxidized because the purge air is involved. However, there has been a problem of solving these problems.

【0010】[0010]

【発明の目的】本発明は、上記従来の課題に着目して成
されたもので、集光系の焦点距離に経時変化が生じるこ
とのない加工ヘッド、つまり発振機側に開放され且つパ
ージエアが供給される加工ヘッドに装着されるノズルに
おいて、アシストガスの噴射に伴うパージエアの巻き込
みを阻止することができるレーザ溶接用アシストガスノ
ズルを提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made by paying attention to the above-mentioned conventional problems, and it is a processing head in which the focal length of a focusing system does not change with time, that is, it is opened to the oscillator side and purge air is used. An object of the present invention is to provide an assist gas nozzle for laser welding, which can prevent the entrainment of purge air that accompanies the injection of the assist gas in the nozzle attached to the processing head supplied.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明に係わるレーザ溶
接用アシストガスノズルは、請求項1として、ミラーに
よる集光系を備えた加工ヘッドに装着され、レーザ光と
同軸にアシストガスを供給するノズルにおいて、ノズル
先端側に開放されたアシストガス供給路と、アシストガ
スの流速と同等またはそれ以上の流速で加工ヘッドから
のレーザ光を横切るエアカーテンの流通機構を備えた構
成としており、上記構成を課題を解決するための手段と
している。
According to another aspect of the present invention, there is provided an assist gas nozzle for laser welding, which is mounted on a processing head having a converging system including a mirror and which supplies the assist gas coaxially with a laser beam. In the above, the configuration is provided with an assist gas supply path opened to the nozzle tip side and an air curtain flow mechanism that traverses the laser light from the processing head at a flow velocity equal to or higher than the flow velocity of the assist gas. It is used as a means to solve the problem.

【0012】また、本発明に係わるレーザ溶接用アシス
トガスノズルは、請求項2として、ミラーによる集光系
を備えた加工ヘッドに装着され、レーザ光と同軸にアシ
ストガスを供給するノズルにおいて、小径側を先端とす
るテーパ部分に、ノズル円周方向にわたって連続し且つ
ノズル先端側に開放されたアシストガス供給路を備える
と共に、加工ヘッドに装着される基端部分に、アシスト
ガスの流速と同等またはそれ以上の流速で加工ヘッドか
らのレーザ光を横切るエアカーテンを形成する噴射口
と、噴射口に相対向する排気口を備えた構成とし、さら
に、請求項3として、請求項2記載のレーザ溶接用アシ
ストガスノズルにおいて、噴射口のノズル先端側に隣接
する位置に、エア導入口を設けた構成としており、上記
構成を課題を解決するための手段としている。
The assist gas nozzle for laser welding according to the present invention is mounted on a processing head having a converging system by a mirror as claimed in claim 2, and the nozzle supplying the assist gas coaxially with the laser beam has a small diameter side. The taper portion with the tip as an end is provided with an assist gas supply path that is continuous over the circumferential direction of the nozzle and is open to the tip end side of the nozzle, and the base end portion that is mounted on the machining head has a flow velocity of the assist gas equal to or equal to The laser welding according to claim 2, further comprising: an injection port that forms an air curtain that traverses the laser beam from the processing head at the above flow rate, and an exhaust port that faces the injection port. In the assist gas nozzle, the air introduction port is provided at a position adjacent to the nozzle tip side of the injection port, and the above configuration solves the problem. And a means for.

【0013】さらに、本発明に係わるレーザ溶接用アシ
ストガスノズルは、請求項4として、ミラーによる集光
系を備えた加工ヘッドに装着され、レーザ光と同軸にア
シストガスを供給するノズルにおいて、小径側を先端と
するテーパ部と、加工ヘッドに装着される基端側のブロ
ック部を備え、テーパ部に、ノズル円周方向にわたって
連続し且つノズル先端側に開放されたアシストガス供給
路を備えると共に、ブロック部に、両端側で開放され且
つ加工ヘッドおよびテーパ部の内部に連通する溝を設
け、溝の一端部に、アシストガスの流速と同等またはそ
れ以上の流速で加工ヘッドからのレーザ光を横切るエア
カーテンを形成する噴射口と、その噴射口のノズル先端
側に隣接する位置で開口するエア導入口を設けると共
に、溝の他端部を噴射口およびエア導入口に相対向する
排気口とした構成としており、上記構成を課題を解決す
るための手段としている。
Further, the assist gas nozzle for laser welding according to the present invention is mounted on a processing head having a converging system by a mirror as claimed in claim 4, and the nozzle supplying the assist gas coaxially with the laser beam has a small diameter side. And a block portion on the base end side that is mounted on the processing head, and the taper portion has an assist gas supply path that is continuous over the circumferential direction of the nozzle and is open to the nozzle tip side, The block is provided with a groove which is open at both ends and communicates with the inside of the machining head and the tapered portion, and one end of the groove traverses the laser beam from the machining head at a flow velocity equal to or higher than the flow velocity of the assist gas. An air outlet that forms an air curtain and an air inlet that opens at a position adjacent to the nozzle tip side of the air outlet are provided, and the other end of the groove is ejected. And the air inlet to the opposing outlet and the configured and has, and a means for solving the problems of the above-described configuration.

【0014】[0014]

【発明の作用】本発明の請求項1に係わるレーザ溶接用
アシストガスノズルでは、ノズル先端から加工点に向け
てアシストガスを供給する一方で、アシストガスの流速
と同等またはそれ以上の流速でレーザ光を横切るエアカ
ーテンにより、加工ヘッド内のパージエアがノズル先端
側に入り込むのを阻止することとなる。
In the assist gas nozzle for laser welding according to the first aspect of the present invention, while the assist gas is supplied from the nozzle tip toward the processing point, the laser beam has a flow rate equal to or higher than the flow rate of the assist gas. The air curtain that traverses the nozzle prevents the purge air in the processing head from entering the nozzle tip side.

【0015】本発明の請求項2に係わるレーザ溶接用ア
シストガスノズルでは、ノズル円周方向にわたって連続
し且つノズル先端側に開放されたアシストガス供給路を
通して、ノズル先端から加工点に向けてアシストガスを
供給する一方で、基端部分において、噴射口からアシス
トガスの流速と同等またはそれ以上の流速の空気を噴出
させてレーザ光を横切るエアカーテンを形成し、これを
排気口から排出することにより、加工ヘッド内のパージ
エアがノズル先端側に入り込むのを阻止し、アシストガ
スの噴射に伴うノズル内の空気の巻き込みを阻止する。
In the assist gas nozzle for laser welding according to the second aspect of the present invention, the assist gas is supplied from the tip of the nozzle toward the processing point through the assist gas supply passage which is continuous in the circumferential direction of the nozzle and is open to the tip side of the nozzle. While supplying, at the base end portion, by ejecting air at a flow velocity equal to or higher than the flow velocity of the assist gas from the injection port to form an air curtain that traverses the laser light, and by discharging this from the exhaust port, The purge air in the processing head is prevented from entering the nozzle tip side, and the entrainment of air in the nozzle due to the injection of the assist gas is prevented.

【0016】本発明の請求項3に係わるレーザ溶接用ア
シストガスノズルでは、請求項1の構成に加えて、噴射
口のノズル先端側に隣接する位置にエア導入口を設けた
ことにより、エアカーテンの流れでノズル内に外気を導
入してノズル先端部内の流れを円滑にし、これらを排気
口から排出することにより、加工ヘッド内のパージエア
がノズル先端側に入り込むのを阻止し、アシストガスの
噴射に伴うノズル内の空気の巻き込みをより確実に阻止
する。
In the assist gas nozzle for laser welding according to a third aspect of the present invention, in addition to the structure of the first aspect, an air introduction port is provided at a position adjacent to the nozzle tip side of the injection port. By introducing outside air into the nozzle with a flow to smooth the flow inside the nozzle tip and discharging them from the exhaust port, the purge air in the processing head is prevented from entering the nozzle tip side, and the assist gas is injected. More reliably prevent entrainment of air in the nozzle involved.

【0017】本発明の請求項4に係わるレーザ溶接用ア
シストガスノズルでは、基端側のブロック部に設けた溝
の一端部に噴射口および導入口を設けると共に、他端部
に排気口を設けたことにより、エアカーテンの流れが常
に一様なものとなる。
In the assist gas nozzle for laser welding according to claim 4 of the present invention, the injection port and the introduction port are provided at one end of the groove provided in the block portion on the base end side, and the exhaust port is provided at the other end. As a result, the flow of the air curtain is always uniform.

【0018】[0018]

【実施例】以下、図面に基づいて本発明のレーザ溶接用
アシストガスノズルの一実施例を説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the assist gas nozzle for laser welding of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0019】すなわち、図1に示すレーザ溶接用アシス
トガスノズル1は、ミラーによる集光系を備えた加工ヘ
ッド2に装着され、レーザ光Lと同軸にアシストガスを
供給する。加工ヘッド2は、ベンドミラー3および集光
ミラー4を備えると共に、図外の発振機から導かれた伝
送管5の端部に装着してあって、伝送管5の内部と連通
している。
That is, the assist gas nozzle 1 for laser welding shown in FIG. 1 is mounted on a processing head 2 having a converging system by a mirror and supplies the assist gas coaxially with the laser beam L. The processing head 2 includes a bend mirror 3 and a condenser mirror 4, is attached to an end portion of a transmission pipe 5 guided from an oscillator (not shown), and communicates with the inside of the transmission pipe 5.

【0020】ノズル1は、図2にも示すように、小径側
を先端とするテーパ部11と加工ヘッド2に装着される
基端側のブロック部12を備えている。テーパ部12
は、その基端部にアシストガスの取入口13が設けてあ
ると共に、内側に該ノズル1と同心状の内壁14を設け
ることにより、ノズル円周方向に連続し且つノズル先端
側に開放されたアシストガス供給路15を有する二重構
造になっている。
As shown in FIG. 2, the nozzle 1 is provided with a taper portion 11 whose tip is on the small diameter side and a block portion 12 on the base end side which is mounted on the machining head 2. Tapered part 12
Is provided with an assist gas intake 13 at its base end and an inner wall 14 concentric with the nozzle 1 inside so that it is continuous in the circumferential direction of the nozzle and is open to the nozzle tip side. It has a double structure having an assist gas supply passage 15.

【0021】ブロック部12は、両端側に開放され且つ
加工ヘッド2およびテーパ部11の内部に連通する溝1
6を有している。溝16の底部中央には、テーパ部11
との連通部分であり且つレーザ光Lが通過する開口部
(図示略)が設けてあり、溝16の一端部の上側半分に
は、エアカーテンの流通機構を構成する噴射口17を設
けた小ブロック18が嵌合してある。これにより、溝1
6の一端部の下側半分には、噴射口17のノズル先端側
に隣接する位置で開口するエア導入口19を形成してい
る。
The block portion 12 is open at both ends and communicates with the machining head 2 and the inside of the taper portion 11.
Have six. At the center of the bottom of the groove 16, the tapered portion 11
An opening (not shown) through which the laser light L passes is provided in a communicating portion with the, and an injection port 17 that constitutes a circulation mechanism of the air curtain is provided in an upper half of the one end of the groove 16. The block 18 is fitted. Thereby, the groove 1
An air introduction port 19 that opens at a position adjacent to the nozzle tip side of the injection port 17 is formed in the lower half of one end of the nozzle 6.

【0022】噴射口17は、レーザ光Lを横切るエアカ
ーテンを形成し得るようにスリット状を成しており、図
示しないエアホースの接続部17aが連設してある。ま
た、前記溝16の他端部は、エアカーテンの流通機構を
構成し且つ噴射口17およびエア導入口19に相対向す
る排気口20として開放してある。
The injection port 17 has a slit shape so as to form an air curtain that traverses the laser beam L, and a connecting portion 17a of an air hose (not shown) is continuously provided. Further, the other end of the groove 16 is opened as an exhaust port 20 which constitutes a circulation mechanism of the air curtain and faces the injection port 17 and the air introduction port 19.

【0023】上記のレーザ溶接用アシストガスノズル1
を備えた溶接機において、レーザ光Lは、発振機から伝
送管5を経て加工ヘッド2内のベンドミラー3で反射
し、続いて集光ミラー4で集光され、ノズル1を通して
被加工物Wに照射される。
Assist gas nozzle 1 for laser welding described above
In the welding machine equipped with the laser beam L, the laser beam L is reflected from the oscillator through the transmission pipe 5, is reflected by the bend mirror 3 in the processing head 2, is then focused by the focusing mirror 4, and is passed through the nozzle 1 to be processed W. Is irradiated.

【0024】このとき、伝送管5内には、ドライエアで
あるパージエア(図1中に矢印Pで示す)が供給され、
このパージエアPは加工ヘッド2内にも供給されること
となって、各ミラー3,4をほこり等から保護してい
る。また、伝送管5と加工ヘッド2の内部は互いに連通
状態であって、双方の間に仕切りウインドウ(従来例で
ある図5の符号106参照)がないので、集光系の焦点
距離に経時変化が生じることがなく、加工中の溶接条件
は一定に保たれる。
At this time, purge air (indicated by arrow P in FIG. 1) which is dry air is supplied into the transmission pipe 5,
The purge air P is also supplied to the processing head 2 to protect the mirrors 3 and 4 from dust and the like. Further, since the inside of the transmission pipe 5 and the inside of the processing head 2 are in communication with each other and there is no partition window (see reference numeral 106 in FIG. 5 which is a conventional example) between them, the focal length of the focusing system changes with time. And the welding conditions during processing are kept constant.

【0025】さらに、上記のノズル1は、パージエアP
の供給とともに取入口13から不活性ガスであるアシス
トガス(図1中に矢印Aで示す)が供給され、噴射口1
7かららの空気噴射により、溝16内において、アシス
トガスAの流速と同等またはそれ以上の流速でレーザ光
Lを横切るエアカーテンCを形成する。
Further, the nozzle 1 is equipped with the purge air P.
In addition to the above, the assist gas (indicated by arrow A in FIG. 1) which is an inert gas is supplied from the intake port 13 and the injection port 1
Air jets from 7 form an air curtain C in the groove 16 that traverses the laser light L at a flow velocity equal to or higher than the flow velocity of the assist gas A.

【0026】これにより、アシストガスAがアシストガ
ス供給路15を経てノズル先端から被加工物Wの加工点
Qに向けて供給される一方で、エアカーテンCによって
加工ヘッド2内のパージエアPがノズル先端側に入り込
むのを阻止しており、しかも、図3に示すように、エア
カーテンCの流れでエア導入口19からテーパ部11内
に外気を導入してテーパ部11内の流れをより円滑なも
のにし、これらをすべて排気口20から排出する。
As a result, the assist gas A is supplied from the nozzle tip toward the processing point Q of the workpiece W through the assist gas supply passage 15, while the purge air P in the processing head 2 is supplied to the nozzle by the air curtain C. As shown in FIG. 3, outside air is introduced into the taper portion 11 from the air introduction port 19 by the flow of the air curtain C to make the flow in the taper portion 11 smoother. And exhaust all of them through the exhaust port 20.

【0027】したがって、加工点Qの回りはアシストガ
スAにより不活性雰囲気となって溶接部の酸化が防止さ
れると共に、同アシストガスAによりレーザ溶接時に発
生するヒュームやスパッタがノズル1内に入り込むのを
防止し、しかも、エアカーテンCで得られるテーパ部1
1内の流れにより、アシストガスAの噴射に伴うパージ
エアPの巻き込みをより確実に阻止している。
Therefore, around the processing point Q, the assist gas A creates an inert atmosphere to prevent oxidation of the welded portion, and the assist gas A also causes fumes and spatter generated during laser welding to enter the nozzle 1. Of the taper portion 1 which is obtained by the air curtain C.
The flow in 1 more reliably prevents the purge air P from being entrained by the injection of the assist gas A.

【0028】また、エアカーテンCはブロック部12の
溝16内に形成されるので、その流れは常に一様であ
り、パージエアPがノズル先端側に入り込むのを阻止す
る機能は安定した状態に保たれる。
Further, since the air curtain C is formed in the groove 16 of the block portion 12, its flow is always uniform, and the function of preventing the purge air P from entering the nozzle tip side is kept stable. Be drunk

【0029】さらに、溶接時に発生したスパッタがノズ
ル1内に入り込んだとしても、図4に示すようにエアカ
ーテンCの流れによってスパッタSは排気口20から排
出されることとなり、加工ヘッド2内に入り込むことが
ないので、スパッタSによって各ミラー3,4に損傷を
与えるような心配はまったくない。
Further, even if the spatter generated during welding enters the nozzle 1, the spatter S is discharged from the exhaust port 20 by the flow of the air curtain C as shown in FIG. Since it does not enter, there is no concern that the mirrors 3, 4 will be damaged by the spatter S.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の請求
項1および2に係わるレーザ溶接用アシストガスノズル
によれば、集光系の焦点距離に経時変化が生じることの
ない加工ヘッド、つまり発振機側に開放され且つパージ
エアが供給される加工ヘッドに装着されるノズルにおい
て、エアカーテンによりパージエアがノズル先端側に入
り込むのを阻止して、ノズル先端部からのアシストガス
の噴射に伴うパージエアの巻き込みを阻止することがで
き、溶接部の酸化を確実に防いで溶接品質の向上に貢献
し得る。また、エアカーテンにより、ノズルを通してス
パッタ等が加工ヘッド内に入り込むような事態を阻止す
ることができ、加工ヘッド内の集光系の保護にも貢献し
得る。
As described above, according to the assist gas nozzle for laser welding according to the first and second aspects of the present invention, the machining head, that is, the oscillation, in which the focal length of the focusing system does not change with time. In the nozzle attached to the processing head that is opened to the machine side and supplied with purge air, the air curtain prevents the purge air from entering the nozzle tip side, and the purge air is entrained when the assist gas is jetted from the nozzle tip. Can be prevented, oxidation of the welded portion can be reliably prevented, and welding quality can be improved. Further, the air curtain can prevent spatters and the like from entering the processing head through the nozzle, and can also contribute to protection of the light collecting system in the processing head.

【0031】本発明の請求項3に係わるレーザ溶接用ア
シストガスノズルによれば、エアカーテンの流れにより
エア導入口からも外気を導入して、ノズルの先端部内か
ら排気口に至る流れをより円滑にし、アシストガスの噴
射に伴うパージエアの巻き込みや、加工ヘッド内へのス
パッタ等の入り込みをより確実に阻止することができ
る。
According to the assist gas nozzle for laser welding of the third aspect of the present invention, the outside air is introduced also from the air introduction port by the flow of the air curtain, and the flow from the tip of the nozzle to the exhaust port is made smoother. Further, it is possible to more reliably prevent the entrainment of the purge air due to the injection of the assist gas and the intrusion of the spatter into the processing head.

【0032】本発明の請求項4に係わるレーザ溶接用ア
シストガスノズルによれば、請求項1〜3の構成から得
られる効果に加えて、エアカーテンがブロック部の溝内
に形成されるので、その流れが常に一様なものとなり、
このエアカーテンにより、パージエアがノズル先端側に
入り込むのを阻止する機能、およびスパッタ等が加工ヘ
ッド内に入り込むのを阻止する機能を安定した状態に保
つことができる。
According to the assist gas nozzle for laser welding of the fourth aspect of the present invention, in addition to the effects obtained from the configurations of the first to third aspects, the air curtain is formed in the groove of the block portion. The flow is always uniform,
With this air curtain, the function of preventing the purge air from entering the nozzle tip side and the function of preventing the spatter and the like from entering the processing head can be maintained in a stable state.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係わるレーザ溶接用アシストガスノズ
ルの一実施例を説明する断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an embodiment of an assist gas nozzle for laser welding according to the present invention.

【図2】図1に示すレーザ溶接用アシストガスノズルの
噴射口およびエア導入口側を示す斜視図(a)、排気口
側を示す斜視図(b)、および噴射口部分の断面図
(c)である。
2 is a perspective view showing the injection port and the air introduction port side of the assist gas nozzle for laser welding shown in FIG. 1 (a), a perspective view showing the exhaust port side (b), and a cross-sectional view of the injection port portion (c). Is.

【図3】図1に示すレーザ溶接用アシストガスノズルに
おけるアシストガス、エアカーテン、導入空気およびパ
ージエアの流れを説明する断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating flows of assist gas, an air curtain, introduced air, and purge air in the assist gas nozzle for laser welding shown in FIG.

【図4】溶接時に発生したスパッタがノズルに入ったと
きの作用を説明するレーザ溶接用アシストガスノズルの
断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a laser welding assist gas nozzle for explaining the action when spatter generated during welding enters the nozzle.

【図5】従来におけるレーザ溶接用アシストガスノズル
を説明する断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a conventional assist gas nozzle for laser welding.

【図6】従来におけるレーザ溶接用アシストガスノズル
の他の例を説明する断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating another example of a conventional assist gas nozzle for laser welding.

【図7】溶接時における集光系の焦点距離の経時変化を
示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing a change with time of a focal length of a focusing system during welding.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ノズル 2 加工ヘッド 3 ベンドミラー 4 集光ミラー 11 テーパ部 12 ブロック部 15 アシストガス供給路 16 溝 17 噴射口(エアカーテンの流通機構) 19 エア導入口 20 排気口(エアカーテンの流通機構) A アシストガス C エアカーテン L レーザ光 1 Nozzle 2 Processing Head 3 Bend Mirror 4 Condensing Mirror 11 Tapered Part 12 Block Part 15 Assist Gas Supply Channel 16 Groove 17 Injection Port (Air Curtain Circulation Mechanism) 19 Air Inlet Port 20 Exhaust Port (Air Curtain Circulation Mechanism) A Assist gas C Air curtain L Laser light

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ミラーによる集光系を備えた加工ヘッド
に装着され、レーザ光と同軸にアシストガスを供給する
ノズルにおいて、ノズル先端側に開放されたアシストガ
ス供給路と、アシストガスの流速と同等またはそれ以上
の流速で加工ヘッドからのレーザ光を横切るエアカーテ
ンの流通機構を備えたことを特徴とするレーザ溶接用ア
シストガスノズル。
1. A nozzle, which is mounted on a processing head having a converging system with a mirror and which supplies an assist gas coaxially with a laser beam, has an assist gas supply path opened to the nozzle tip side, and an assist gas flow rate. An assist gas nozzle for laser welding, comprising an air curtain flow mechanism that traverses a laser beam from a processing head at a flow velocity equal to or higher than that.
【請求項2】 ミラーによる集光系を備えた加工ヘッド
に装着され、レーザ光と同軸にアシストガスを供給する
ノズルにおいて、小径側を先端とするテーパ部分に、ノ
ズル円周方向にわたって連続し且つノズル先端側に開放
されたアシストガス供給路を備えると共に、加工ヘッド
に装着される基端部分に、アシストガスの流速と同等ま
たはそれ以上の流速で加工ヘッドからのレーザ光を横切
るエアカーテンを形成する噴射口と、噴射口に相対向す
る排気口を備えたことを特徴とするレーザ溶接用アシス
トガスノズル。
2. A nozzle, which is mounted on a processing head having a converging system by a mirror and which supplies an assist gas coaxially with a laser beam, has a taper portion whose tip is on the small diameter side and which is continuous in the circumferential direction of the nozzle. In addition to having an open assist gas supply path on the nozzle tip side, an air curtain that crosses the laser beam from the processing head at a flow velocity equal to or higher than the flow velocity of the assist gas is formed at the base end part attached to the processing head. An assist gas nozzle for laser welding, comprising:
【請求項3】 請求項2記載のレーザ溶接用アシストガ
スノズルにおいて、噴射口のノズル先端側に隣接する位
置に、エア導入口を設けたことを特徴とするレーザ溶接
用アシストガスノズル。
3. The assist gas nozzle for laser welding according to claim 2, wherein an air introduction port is provided at a position adjacent to the nozzle tip side of the injection port.
【請求項4】 ミラーによる集光系を備えた加工ヘッド
に装着され、レーザ光と同軸にアシストガスを供給する
ノズルにおいて、小径側を先端とするテーパ部と、加工
ヘッドに装着される基端側のブロック部を備え、テーパ
部に、ノズル円周方向にわたって連続し且つノズル先端
側に開放されたアシストガス供給路を備えると共に、ブ
ロック部に、両端側で開放され且つ加工ヘッドおよびテ
ーパ部の内部に連通する溝を設け、溝の一端部に、アシ
ストガスの流速と同等またはそれ以上の流速で加工ヘッ
ドからのレーザ光を横切るエアカーテンを形成する噴射
口と、その噴射口のノズル先端側に隣接する位置で開口
するエア導入口を設けると共に、溝の他端部を噴射口お
よびエア導入口に相対向する排気口としたことを特徴と
するレーザ溶接用アシストガスノズル。
4. A nozzle, which is mounted on a processing head having a mirror focusing system and supplies an assist gas coaxially with a laser beam, has a taper portion whose tip is on the small diameter side, and a base end which is mounted on the processing head. Side block portion, the taper portion is provided with an assist gas supply path that is continuous over the circumferential direction of the nozzle and is open to the nozzle tip side, and the block portion is open on both end sides and includes the machining head and the taper portion. An injection port that forms an air curtain that crosses the laser light from the processing head at a flow velocity equal to or higher than the flow velocity of the assist gas at one end of the groove, and the nozzle tip side of the injection port And an air inlet opening at a position adjacent to the air inlet, and the other end of the groove is an exhaust outlet opposed to the injection inlet and the air inlet. Cyst gas nozzle.
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