JP2000202678A - レ―ザ切断用ノズル及びレ―ザ切断装置 - Google Patents
レ―ザ切断用ノズル及びレ―ザ切断装置Info
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- JP2000202678A JP2000202678A JP11005297A JP529799A JP2000202678A JP 2000202678 A JP2000202678 A JP 2000202678A JP 11005297 A JP11005297 A JP 11005297A JP 529799 A JP529799 A JP 529799A JP 2000202678 A JP2000202678 A JP 2000202678A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 不安定型共振器を用いたレーザ切断、特に高
出力レーザによるレーザ切断の際に、酸素純度を保つた
めシールドガスをノズル内部で整流化して、より効率の
良いガス流れを実現し高速または厚板の切断を高品質に
行うこと。 【解決手段】 アシストガスを用いた高出力レーザによ
るレーザ切断において、レーザ切断用のノズル内にカー
テン用ガスの溜まり部１７を設け、そのカーテン用ガス
の溜まり部から通路をレーザ光軸を中心に回転する方向
に角度をつけて配置し、切断用アシストガス及びレーザ
ビームが噴出する出口よりも外側の同心円上にスリット
状のカーテン用ガスの出口１６を設けてレーザ光軸に対
して外向する方向にカーテン用ガスの流れを整流化する
ことで従来よりも高純度の切断用アシストガスの供給を
可能とし高速、または厚板の切断を高品質に行う。
出力レーザによるレーザ切断の際に、酸素純度を保つた
めシールドガスをノズル内部で整流化して、より効率の
良いガス流れを実現し高速または厚板の切断を高品質に
行うこと。 【解決手段】 アシストガスを用いた高出力レーザによ
るレーザ切断において、レーザ切断用のノズル内にカー
テン用ガスの溜まり部１７を設け、そのカーテン用ガス
の溜まり部から通路をレーザ光軸を中心に回転する方向
に角度をつけて配置し、切断用アシストガス及びレーザ
ビームが噴出する出口よりも外側の同心円上にスリット
状のカーテン用ガスの出口１６を設けてレーザ光軸に対
して外向する方向にカーテン用ガスの流れを整流化する
ことで従来よりも高純度の切断用アシストガスの供給を
可能とし高速、または厚板の切断を高品質に行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ切断におい
てレーザ光の照射、アシストガスの噴射、カーテン用ガ
スの噴射を行うレーザ切断用ノズルとレーザ切断装置に
関する。
てレーザ光の照射、アシストガスの噴射、カーテン用ガ
スの噴射を行うレーザ切断用ノズルとレーザ切断装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】酸素をアシストガスとした酸化発熱反応
を利用する鋼材のレーザ切断では、切断点での酸素純度
が切断品質を大きく左右する。図９は従来の典型的なレ
ーザ切断装置の概略図である。レーザ発振器１から出力
されたレーザ光２を集光レンズあるいは集光ミラー４に
よって集光し、切断用の高純度の酸素ガス等のアシスト
ガス１３をレーザ光と同軸に噴射しながら切断を行う。
このとき使用する酸素ガスは９９．０％以上の高純度の
ものを使用する必要がある。
を利用する鋼材のレーザ切断では、切断点での酸素純度
が切断品質を大きく左右する。図９は従来の典型的なレ
ーザ切断装置の概略図である。レーザ発振器１から出力
されたレーザ光２を集光レンズあるいは集光ミラー４に
よって集光し、切断用の高純度の酸素ガス等のアシスト
ガス１３をレーザ光と同軸に噴射しながら切断を行う。
このとき使用する酸素ガスは９９．０％以上の高純度の
ものを使用する必要がある。
【０００３】従来、レーザ切断では切断時もアシストガ
スの純度を保つため、図８の様にレーザ光軸とアシスト
ガスの噴射用のノズルの外周を取り巻くようにノズル６
の下面から被切断材８の表面に対してほぼ垂直にカーテ
ン状にガス１４を流し、カーテン内側のシールド領域内
への外気の進入を遮断しアシストガスの純度が低下する
のを防いでいた。
スの純度を保つため、図８の様にレーザ光軸とアシスト
ガスの噴射用のノズルの外周を取り巻くようにノズル６
の下面から被切断材８の表面に対してほぼ垂直にカーテ
ン状にガス１４を流し、カーテン内側のシールド領域内
への外気の進入を遮断しアシストガスの純度が低下する
のを防いでいた。
【０００４】その他、従来技術では次の方法で行ってい
る。特開平９−１４１４８３号公報のレーザ切断ノズル
では、カーテン用ガスに噴出角度を設けシステムガス領
域内への空気の流入を防止し高純度ガスを供給してい
る。次に、特開昭６２−２１４８９３号公報のレーザ加
工用ノズルでは、加工ノズルの外周面をほぼ垂直、もし
くは通路のテーパと逆向きのテーパにすることで、大気
の混入を防ぎアシストガスの純度を高めている。
る。特開平９−１４１４８３号公報のレーザ切断ノズル
では、カーテン用ガスに噴出角度を設けシステムガス領
域内への空気の流入を防止し高純度ガスを供給してい
る。次に、特開昭６２−２１４８９３号公報のレーザ加
工用ノズルでは、加工ノズルの外周面をほぼ垂直、もし
くは通路のテーパと逆向きのテーパにすることで、大気
の混入を防ぎアシストガスの純度を高めている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のレーザ切断用の
ノズルは、ノズルの被切断材と対向する面から被切断材
に対しほぼ垂直にカーテン用ガスを噴射していた。この
方法では、切断用ノズルから噴射されたガスが広がり角
度を持って噴出されるため、カーテン用ガスが切断用ア
シストガスのシールド領域の内側に入り込み、切断用ア
シストガスの流れを乱し、切断品質を低下させたり切断
速度を低下させ、良好切断領域を狭くしていた。あるい
はカーテン用ガスが高純度のアシストガスに混入してし
まい、酸素純度を低下させたり、カーテン外部の大気を
巻き込みシールド領域内の酸素純度を低下させたりする
ことで、切断品質を悪化させたり切断速度を低下させド
ロスフリー切断の領域を狭くしていた。
ノズルは、ノズルの被切断材と対向する面から被切断材
に対しほぼ垂直にカーテン用ガスを噴射していた。この
方法では、切断用ノズルから噴射されたガスが広がり角
度を持って噴出されるため、カーテン用ガスが切断用ア
シストガスのシールド領域の内側に入り込み、切断用ア
シストガスの流れを乱し、切断品質を低下させたり切断
速度を低下させ、良好切断領域を狭くしていた。あるい
はカーテン用ガスが高純度のアシストガスに混入してし
まい、酸素純度を低下させたり、カーテン外部の大気を
巻き込みシールド領域内の酸素純度を低下させたりする
ことで、切断品質を悪化させたり切断速度を低下させド
ロスフリー切断の領域を狭くしていた。
【０００６】次に、特開平９−１４１４８３号公報のレ
ーザ切断ノズルでは、カーテン用ガスが外側を向き切断
用ガスの流れはカーテン用ガスによって乱されず、カー
テン外部の大気を巻き込みにくくなっているが、巻き込
み量は少しあり、シールドガスの純度の低下は若干みら
れる。また、特開昭６２−２１４８９３号公報のレーザ
加工用ノズルにおいても、カーテン用ガスの流れ方向は
被切断材に対して垂直に噴射しており、切断用アシスト
ガスのシールドガスの領域内にカーテン用ガスの混入が
若干あるため、切断用アシストガスの流れを乱す等の問
題がある。
ーザ切断ノズルでは、カーテン用ガスが外側を向き切断
用ガスの流れはカーテン用ガスによって乱されず、カー
テン外部の大気を巻き込みにくくなっているが、巻き込
み量は少しあり、シールドガスの純度の低下は若干みら
れる。また、特開昭６２−２１４８９３号公報のレーザ
加工用ノズルにおいても、カーテン用ガスの流れ方向は
被切断材に対して垂直に噴射しており、切断用アシスト
ガスのシールドガスの領域内にカーテン用ガスの混入が
若干あるため、切断用アシストガスの流れを乱す等の問
題がある。
【０００７】従って、本発明は、切断用ガスの流れの乱
れとカーテンガスと大気の巻き込みの問題を解決し、切
断点での酸素純度を安定して確保できるレーザ切断用ノ
ズルとレーザ切断装置を提供することを課題とする。
れとカーテンガスと大気の巻き込みの問題を解決し、切
断点での酸素純度を安定して確保できるレーザ切断用ノ
ズルとレーザ切断装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題は、 （１）ノズル内部に、レーザ光軸を中心としレーザ光の
光路とアシストガスの流路の外側にリング状のカーテン
用ガスの溜まり部と、該カーテン用ガスの溜まり部の下
方でレーザ光軸を中心としレーザ光の光路とアシストガ
スの流路の外側に、ノズル先端部に開口する円筒状のス
リットを設けるとともに、該カーテン用ガスの溜まり部
と該円筒状のスリットとを連結する複数の流路を設け、
該円筒状のスリット内を流れるカーテン用ガスが旋回す
るようにしたことを特徴とするレーザ切断用ノズル。 （２）ノズル内部に、レーザ光軸を中心としレーザ光の
光路とアシストガスの流路の外側にリング状のカーテン
用ガスの溜まり部を設け、該カーテン用ガスの溜まり部
から複数の流路をレーザ光軸に対して角度をつけ、レー
ザ光軸に平行な面上にそれぞれ配置し、環状にノズル先
端部に開口させたことを特徴とするレーザ切断用ノズ
ル。および、 （３）予め溝形成用レーザを切断部に照射して切断部に
溝を形成し、次いで前記溝に切断レーザを照射して鋼板
を切断するレーザ切断装置において、上記（１）または
（２）に記載のレーザ切断用ノズルを使用したレーザ切
断装置。により解決できる。
光路とアシストガスの流路の外側にリング状のカーテン
用ガスの溜まり部と、該カーテン用ガスの溜まり部の下
方でレーザ光軸を中心としレーザ光の光路とアシストガ
スの流路の外側に、ノズル先端部に開口する円筒状のス
リットを設けるとともに、該カーテン用ガスの溜まり部
と該円筒状のスリットとを連結する複数の流路を設け、
該円筒状のスリット内を流れるカーテン用ガスが旋回す
るようにしたことを特徴とするレーザ切断用ノズル。 （２）ノズル内部に、レーザ光軸を中心としレーザ光の
光路とアシストガスの流路の外側にリング状のカーテン
用ガスの溜まり部を設け、該カーテン用ガスの溜まり部
から複数の流路をレーザ光軸に対して角度をつけ、レー
ザ光軸に平行な面上にそれぞれ配置し、環状にノズル先
端部に開口させたことを特徴とするレーザ切断用ノズ
ル。および、 （３）予め溝形成用レーザを切断部に照射して切断部に
溝を形成し、次いで前記溝に切断レーザを照射して鋼板
を切断するレーザ切断装置において、上記（１）または
（２）に記載のレーザ切断用ノズルを使用したレーザ切
断装置。により解決できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明におけるレーザ切断用ノズ
ルは、レーザ光及び切断用シールドガスの射出口を取り
囲むように被切断材の表面に対しカーテン用ガスを流
し、切断用アシストガスに対する外乱を防止する機構を
有する。このカーテン用ガスは、切断用アシストガスと
同じ酸素ガスや不活性カスを使用する。カーテン用ガス
は、一旦カーテン用ガス溜まりに溜められ圧力を一定に
する。その後、レーザ光軸を中心として渦巻き状に回転
しながら内向する通路を通し、ノズル内部で再び合流し
ながら円筒状のスリットを通してカーテン用ガスをノズ
ルから被切断材に向けて噴射する。
ルは、レーザ光及び切断用シールドガスの射出口を取り
囲むように被切断材の表面に対しカーテン用ガスを流
し、切断用アシストガスに対する外乱を防止する機構を
有する。このカーテン用ガスは、切断用アシストガスと
同じ酸素ガスや不活性カスを使用する。カーテン用ガス
は、一旦カーテン用ガス溜まりに溜められ圧力を一定に
する。その後、レーザ光軸を中心として渦巻き状に回転
しながら内向する通路を通し、ノズル内部で再び合流し
ながら円筒状のスリットを通してカーテン用ガスをノズ
ルから被切断材に向けて噴射する。
【００１０】この噴出したカーテン用ガスは、管状の出
口の接線方向に進むため噴出口の外側を向き、カーテン
用ガスよりも内側において、外部からのガスの進入はな
く高純度のアシストガスを維持することができる。ま
た、円筒状のスリットを設けず、カーテン用ガスの溜ま
り部から環状に配置した流路を通してノズル先端より噴
出させ、ノズル外部で旋回流を含むカーテンを形成する
こともできる。
口の接線方向に進むため噴出口の外側を向き、カーテン
用ガスよりも内側において、外部からのガスの進入はな
く高純度のアシストガスを維持することができる。ま
た、円筒状のスリットを設けず、カーテン用ガスの溜ま
り部から環状に配置した流路を通してノズル先端より噴
出させ、ノズル外部で旋回流を含むカーテンを形成する
こともできる。
【００１１】
【実施例】［実施例１］図１及び図２は、この発明の実
施例である。図において、１は切断用レーザ発振器、２
は切断用レーザ光、３は集光レンズ、４は集光ミラー、
５はアシストガス供給装置、６は切断用ノズル、７はカ
ーテンガス供給装置、８は被切断材である。
施例である。図において、１は切断用レーザ発振器、２
は切断用レーザ光、３は集光レンズ、４は集光ミラー、
５はアシストガス供給装置、６は切断用ノズル、７はカ
ーテンガス供給装置、８は被切断材である。
【００１２】本実施例では図１の方法を使用した。切断
用ノズル６に供給するアシストガス以外に、カーテンガ
ス供給装置７を設置してカーテン用のガス供給経路を別
に設けた。また、ノズル６の内部にカーテン用ガスのリ
ング状のガス溜まり１７を設け、ここから幅１mm、高さ
１０mmの円筒状のスリットに沿って下方に噴出させてい
る。この時カーテン用ガスは、一方向に向けたガス通路
１９を経て噴出口１６に供給しているので、図４の様に
Ａ−Ａ′平面内で旋回する。図５は切断用ノズルの被切
断材に対向する最下面のカーテン用ガス噴射口１６であ
る。カーテン用ガスの出口は被切断材に対するノズル最
下面にある。このようにすることで噴出したカーテン用
ガスに外向する成分を与えることができ、その結果カー
テン用ガスの内側のシールドガス領域内に外気の巻き込
みは無く、酸素純度をロス無く保持できた。
用ノズル６に供給するアシストガス以外に、カーテンガ
ス供給装置７を設置してカーテン用のガス供給経路を別
に設けた。また、ノズル６の内部にカーテン用ガスのリ
ング状のガス溜まり１７を設け、ここから幅１mm、高さ
１０mmの円筒状のスリットに沿って下方に噴出させてい
る。この時カーテン用ガスは、一方向に向けたガス通路
１９を経て噴出口１６に供給しているので、図４の様に
Ａ−Ａ′平面内で旋回する。図５は切断用ノズルの被切
断材に対向する最下面のカーテン用ガス噴射口１６であ
る。カーテン用ガスの出口は被切断材に対するノズル最
下面にある。このようにすることで噴出したカーテン用
ガスに外向する成分を与えることができ、その結果カー
テン用ガスの内側のシールドガス領域内に外気の巻き込
みは無く、酸素純度をロス無く保持できた。
【００１３】カーテン用ガスは幅０．５mmの環状スリッ
トから噴射する。切断ノズルと被切断材との距離は１mm
として、カーテン用ガスには純度９９．９％の高純度酸
素ガスを使用し流量は１００L/min とした。切断用レー
ザは出力１２kW、切断速度１．０m/min 、集光ミラー４
は焦点距離ＦＬ＝２０″のパラボリックミラーを使用し
た。切断用アシストガスには純度９９．９％の高純度酸
素ガスを使用した。
トから噴射する。切断ノズルと被切断材との距離は１mm
として、カーテン用ガスには純度９９．９％の高純度酸
素ガスを使用し流量は１００L/min とした。切断用レー
ザは出力１２kW、切断速度１．０m/min 、集光ミラー４
は焦点距離ＦＬ＝２０″のパラボリックミラーを使用し
た。切断用アシストガスには純度９９．９％の高純度酸
素ガスを使用した。
【００１４】その結果、加工部分におけるアシストガス
の酸素純度を９９．８％に維持することができ、１６mm
厚さのＳＳ４００鋼材をドロスフリー切断する事ができ
た。これより被切断材料である軟鋼材料とアシストガス
である酸素との酸化発熱反応が効率的に利用することが
でき、切断をドロスフリーで安定して行え、切断速度を
約５０％上げることができた。
の酸素純度を９９．８％に維持することができ、１６mm
厚さのＳＳ４００鋼材をドロスフリー切断する事ができ
た。これより被切断材料である軟鋼材料とアシストガス
である酸素との酸化発熱反応が効率的に利用することが
でき、切断をドロスフリーで安定して行え、切断速度を
約５０％上げることができた。
【００１５】なお、図２の様にカーテン用ガスを切断用
アシストガスと共用しても良い。すなわち、アシストガ
ス供給装置５から供給されたガスはガス溜まり１８を経
て、一方の通路から切断用アシストガスとしてレーザ出
射口１５周囲に噴出すると共に、他方の通路１９を介し
て噴出口１６からカーテン用ガスとして噴出する。
アシストガスと共用しても良い。すなわち、アシストガ
ス供給装置５から供給されたガスはガス溜まり１８を経
て、一方の通路から切断用アシストガスとしてレーザ出
射口１５周囲に噴出すると共に、他方の通路１９を介し
て噴出口１６からカーテン用ガスとして噴出する。
【００１６】［実施例２］本発明の別の実施例を図３に
示す。実施例１同様、鋼板の切断を図１の様にノズルに
供給するアシストガス以外にカーテン用のガス供給経路
を設けた。ノズル６の内部にカーテン用ガスのガス溜ま
り１７を設け、ここから被切断材方向に出る１２本の径
３mmのカーテン用ガスの通路１９をレーザ光軸２に対し
て角度をつけて螺旋状にノズルの内部に配置した。カー
テン用ガスは捻り角度６０度の角度を持つガス通路を通
ることで、被切断材に向けて噴出するカーテン用ガスに
外向する成分を与えられる。図６は切断用ノズル６の被
切断材に対向する最下面のカーテン用ガス噴射口１６で
ある。こちらもカーテン用ガスの出口は被切断材料に対
向するノズル最下面にある。
示す。実施例１同様、鋼板の切断を図１の様にノズルに
供給するアシストガス以外にカーテン用のガス供給経路
を設けた。ノズル６の内部にカーテン用ガスのガス溜ま
り１７を設け、ここから被切断材方向に出る１２本の径
３mmのカーテン用ガスの通路１９をレーザ光軸２に対し
て角度をつけて螺旋状にノズルの内部に配置した。カー
テン用ガスは捻り角度６０度の角度を持つガス通路を通
ることで、被切断材に向けて噴出するカーテン用ガスに
外向する成分を与えられる。図６は切断用ノズル６の被
切断材に対向する最下面のカーテン用ガス噴射口１６で
ある。こちらもカーテン用ガスの出口は被切断材料に対
向するノズル最下面にある。
【００１７】切断ノズルと被切断材との距離は１mmとし
て、カーテン用ガスには９９．９％の高純度酸素ガスを
使用し流量は１００L/min とした。切断用レーザは出力
１２kW、切断速度１．０m/min 、集光ミラーは焦点距離
ＦＬ＝２０″のパラボリックミラーを使用した。切断用
アシストガスには純度９９．９％高純度酸素ガスを使用
した。その結果、加工部分におけるアシストガスの酸素
純度を９９．８％に維持することができ１６mm厚さのＳ
Ｓ４００鋼材をドロスフリー切断する事ができた。これ
より被切断材料である軟鋼材料とアシストガスである酸
素との酸化発熱反応が効率的に利用することができ、切
断をドロスフリーで安定して行え、切断速度を約５０％
上げることができた。なお、この場合も図２の様にカー
テン用ガスを切断用アシストガスと共用しても良い。
て、カーテン用ガスには９９．９％の高純度酸素ガスを
使用し流量は１００L/min とした。切断用レーザは出力
１２kW、切断速度１．０m/min 、集光ミラーは焦点距離
ＦＬ＝２０″のパラボリックミラーを使用した。切断用
アシストガスには純度９９．９％高純度酸素ガスを使用
した。その結果、加工部分におけるアシストガスの酸素
純度を９９．８％に維持することができ１６mm厚さのＳ
Ｓ４００鋼材をドロスフリー切断する事ができた。これ
より被切断材料である軟鋼材料とアシストガスである酸
素との酸化発熱反応が効率的に利用することができ、切
断をドロスフリーで安定して行え、切断速度を約５０％
上げることができた。なお、この場合も図２の様にカー
テン用ガスを切断用アシストガスと共用しても良い。
【００１８】［実施例３］上記切断用ノズルを溝形成用
レーザ併用レーザ切断の切断用ノズルとして適用した。
図１０はこの時の鋼板における溝部１２へのレーザ照射
図、図１１は溝形成レーザ併用レーザ切断の概略斜視
図、及び図１２は複合レーザ切断装置の１実施例を示す
図である。
レーザ併用レーザ切断の切断用ノズルとして適用した。
図１０はこの時の鋼板における溝部１２へのレーザ照射
図、図１１は溝形成レーザ併用レーザ切断の概略斜視
図、及び図１２は複合レーザ切断装置の１実施例を示す
図である。
【００１９】図１２に示す如く、このレーザ切断装置
は、切断用レーザ光２に先行して溝形成用レーザ光２２
を被切断材８上の所定の切断線にそって照射する手段を
設けたものである。このため溝形成レーザ発振器９、反
射ミラー２０及び集光ミラー３を別途設けており、ま
た、この溝形成レーザ光２２を照射する箇所に向けてス
パッタ除去ノズル１０も設けている。図において、２１
は切断部、２３はスケール除去部を示している。本実施
例では図１のノズルを使用した。ノズルの内部にカーテ
ン用ガスのガス溜まりを設け、ここから幅１mm、高さ１
０mmの円筒状のスリットに沿って下方に噴出した。カー
テン用ガスの出口は被切断材に対するノズル最下面にあ
る。
は、切断用レーザ光２に先行して溝形成用レーザ光２２
を被切断材８上の所定の切断線にそって照射する手段を
設けたものである。このため溝形成レーザ発振器９、反
射ミラー２０及び集光ミラー３を別途設けており、ま
た、この溝形成レーザ光２２を照射する箇所に向けてス
パッタ除去ノズル１０も設けている。図において、２１
は切断部、２３はスケール除去部を示している。本実施
例では図１のノズルを使用した。ノズルの内部にカーテ
ン用ガスのガス溜まりを設け、ここから幅１mm、高さ１
０mmの円筒状のスリットに沿って下方に噴出した。カー
テン用ガスの出口は被切断材に対するノズル最下面にあ
る。
【００２０】溝形成用レーザとしてパルスレーザを使用
し、平均パワー２５０W 、繰り返し周波数１０kHz とし
た。集光レンズとして焦点距離ＦＬ＝７．５″のレンズ
を使用した。また溝加工用のアシストガスには窒素を使
用し流量は１００L/min として加工部分に吹き付けスパ
ッタを除去した。切断用レーザは出力１２kW、切断速度
１．５m/min 、集光ミラーは焦点距離ＦＬ＝２０″を使
用した。切断用アシストガスには９９．９％の高純度酸
素ガスを使用した。この結果、１６mm厚さのＳＳ４００
厚鋼板をドロスフリー切断する事ができた。
し、平均パワー２５０W 、繰り返し周波数１０kHz とし
た。集光レンズとして焦点距離ＦＬ＝７．５″のレンズ
を使用した。また溝加工用のアシストガスには窒素を使
用し流量は１００L/min として加工部分に吹き付けスパ
ッタを除去した。切断用レーザは出力１２kW、切断速度
１．５m/min 、集光ミラーは焦点距離ＦＬ＝２０″を使
用した。切断用アシストガスには９９．９％の高純度酸
素ガスを使用した。この結果、１６mm厚さのＳＳ４００
厚鋼板をドロスフリー切断する事ができた。
【００２１】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、レーザ光
及び切断用アシストガスを照射、噴射する噴出口の外周
を取り巻くように、ノズルの同心円上にスリット状ある
いは多孔状のカーテン用ガスの噴射口を設け、かつカー
テン用ガスの通路がノズル内部でレーザ光軸に対して回
転する方向に角度を持たせることで、図７（ａ）のよう
にカーテン用ガスは被切断材上でレーザ光と同心円の接
線方向に噴出する。そして図７（ｂ）の様にカーテン用
ガスがカーテン内のアシストガスのシールド領域に入り
込むことなく、加工時においてアシストガスへの混入が
防止でき外乱を防止する。また、カーテンの外部からの
外気の進入を防ぎ切断品質及び切断速度等の切断性能を
向上させるとともにドロスフリー領域を拡大し、安定し
た切断を実現する効果がある。
及び切断用アシストガスを照射、噴射する噴出口の外周
を取り巻くように、ノズルの同心円上にスリット状ある
いは多孔状のカーテン用ガスの噴射口を設け、かつカー
テン用ガスの通路がノズル内部でレーザ光軸に対して回
転する方向に角度を持たせることで、図７（ａ）のよう
にカーテン用ガスは被切断材上でレーザ光と同心円の接
線方向に噴出する。そして図７（ｂ）の様にカーテン用
ガスがカーテン内のアシストガスのシールド領域に入り
込むことなく、加工時においてアシストガスへの混入が
防止でき外乱を防止する。また、カーテンの外部からの
外気の進入を防ぎ切断品質及び切断速度等の切断性能を
向上させるとともにドロスフリー領域を拡大し、安定し
た切断を実現する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のレーザ切断用ノズルの断面と切断装置
を示す図面。
を示す図面。
【図２】本発明のレーザ切断用ノズルの断面と切断装置
を示す図面。
を示す図面。
【図３】本発明のレーザ切断装置の構造を示す図面。
【図４】ノズル内でのカーテンガスの流れを示す図面。
【図５】下面噴射口形状（スリット型）を示す図面。
【図６】ノズル下面カーテンガス噴射口形状（多孔型）
を示す図面。
を示す図面。
【図７】ノズルからのカーテンガス噴射方向を示す図
面。
面。
【図８】従来技術のカーテンによるシールド方法を示す
図面。
図面。
【図９】典型的な従来技術のレーザ切断装置の断面図。
【図１０】鋼板における溝部へのレーザ照射を示す図
面。
面。
【図１１】溝形成レーザ併用レーザ切断技術の概略斜視
図。
図。
【図１２】複合レーザ切断装置の１実施例を示す図面。
１ 切断用レーザ発振器 ２ 切断用レーザ光 ３ 集光レンズ ４ 集光ミラー ５ アシストガス供給装置 ６ 切断用ノズル ７ カーテンガス供給装置 ８ 被切断材 ９ 溝形成レーザ発振器 １０ スパッタ除去ノズル １１ スケール １２ 溝 １３ 切断用アシストガス １４ カーテン用ガス １５ レーザ出射口 １６ カーテンガス噴射口 １７ カーテンガス溜まり １８ アシストガス溜まり １９ カーテン用ガス通路 ２０ 反射ミラー ２１ 切断部 ２２ 溝形成レーザ光 ２３ スケール除去部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 南田 勝宏 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 Ｆターム(参考） 4E068 AA05 AD00 AE00 CD15 CH02
Claims (3)
- 【請求項１】 アシストガスを用いた高出力レーザによ
るレーザ切断に使用するレーザ切断用ノズルにおいて、
ノズル内部に、レーザ光軸を中心としレーザ光の光路と
アシストガスの流路の外側にリング状のカーテン用ガス
の溜まり部と、該カーテン用ガスの溜まり部の下方でレ
ーザ光軸を中心としレーザ光の光路とアシストガスの流
路の外側に、ノズル先端部に開口する円筒状のスリット
を設けるとともに、該カーテン用ガスの溜まり部と該円
筒状のスリットとを連結する複数の流路を設け、該円筒
状のスリット内を流れるカーテン用ガスが旋回するよう
にしたことを特徴とするレーザ切断用ノズル。 - 【請求項２】 アシストガスを用いた高出力レーザによ
るレーザ切断に使用するレーザ切断用ノズルにおいて、
ノズル内部に、レーザ光軸を中心としレーザ光の光路と
アシストガスの流路の外側にリング状のカーテン用ガス
の溜まり部を設け、該カーテン用ガスの溜まり部から複
数の流路をレーザ光軸に対して角度をつけ、レーザ光軸
に平行な面上にそれぞれ配置し、環状にノズル先端部に
開口させたことを特徴とするレーザ切断用ノズル。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載のレーザ切断用
ノズルを有するレーザ切断装置において、レーザ切断用
ノズルとは別に溝形成用レーザ発振器を設け、予め切断
部に溝形成用レーザを照射して溝を形成し、該溝にレー
ザ切断用ノズルから切断レーザを照射して鋼板を切断す
ることを特徴とするレーザ切断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11005297A JP2000202678A (ja) | 1999-01-12 | 1999-01-12 | レ―ザ切断用ノズル及びレ―ザ切断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11005297A JP2000202678A (ja) | 1999-01-12 | 1999-01-12 | レ―ザ切断用ノズル及びレ―ザ切断装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000202678A true JP2000202678A (ja) | 2000-07-25 |
Family
ID=11607324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11005297A Withdrawn JP2000202678A (ja) | 1999-01-12 | 1999-01-12 | レ―ザ切断用ノズル及びレ―ザ切断装置 |
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- 1999-01-12 JP JP11005297A patent/JP2000202678A/ja not_active Withdrawn
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