JPH0394987A - 鉄系厚板材料のレーザ切断法 - Google Patents
鉄系厚板材料のレーザ切断法Info
- Publication number
- JPH0394987A JPH0394987A JP1233731A JP23373189A JPH0394987A JP H0394987 A JPH0394987 A JP H0394987A JP 1233731 A JP1233731 A JP 1233731A JP 23373189 A JP23373189 A JP 23373189A JP H0394987 A JPH0394987 A JP H0394987A
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- cutting
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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〕
この発明は、例えば軟鋼材、工具鋼材、ステンレス鋼材
等のような鉄系金属材料の内、６Ｎ以上の厚みをもつ鉄
系金属材料に対するレーザ切断法に関するものである。
等のような鉄系金属材料の内、６Ｎ以上の厚みをもつ鉄
系金属材料に対するレーザ切断法に関するものである。
第８−はレーザ加工機の概略を示丁図であり、図に訃い
て、（１》はレーザ＠ＦＲ器、（２）はレーザビーム、
（３》ａ反射鏡、（４）ハ加工ヘッド、（５）ＩｒＬ７
１０工Ｖ７ズ、（６）は加工ガス導入パイプ、（７）は
酸素ガス、（８）は加工ノズル、（９｝は被加工物であ
る。さらに第４ｌＫｆａ）は従来のレーザ切断法を表丁
図であク、αＯは加工経過を表している。１た第４図（
ｂ）は、第４図（ａ）によク得られた不良品の平面図を
示丁。
て、（１》はレーザ＠ＦＲ器、（２）はレーザビーム、
（３》ａ反射鏡、（４）ハ加工ヘッド、（５）ＩｒＬ７
１０工Ｖ７ズ、（６）は加工ガス導入パイプ、（７）は
酸素ガス、（８）は加工ノズル、（９｝は被加工物であ
る。さらに第４ｌＫｆａ）は従来のレーザ切断法を表丁
図であク、αＯは加工経過を表している。１た第４図（
ｂ）は、第４図（ａ）によク得られた不良品の平面図を
示丁。
次に、従来のレーザ切断法について説明する。
レーザ＠振器（１）よク出射されたレーザビーム（２）
は、反射鏡（３）によク折ク返され、加工ヘッド（４）
１で送られる。加工ヘッド（４）に送られたレーザビー
ム（２》は、その内部に備え付けられた加工レンズ（５
）を通じて加工ヘッド（４）内に導入とれ、レーザビー
ム（２）の出射と同時に加エノズ／Ｌ／（８）よク被加
工？！＋（９）上へ噴射とれ、被加工物（９）（材質：
８３ ４ １，厚み６ｆｆ）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、七の際生ずる酸化反応熟を利用して更に深くへ熱を
浸透ｅぜること、そして、材料裏面まで浸透した溶融物
を、酸素ガスの噴射圧力とそれによる冷却効果によク、
花粉状の粒子と化して除去する働きをもっている。
は、反射鏡（３）によク折ク返され、加工ヘッド（４）
１で送られる。加工ヘッド（４）に送られたレーザビー
ム（２》は、その内部に備え付けられた加工レンズ（５
）を通じて加工ヘッド（４）内に導入とれ、レーザビー
ム（２）の出射と同時に加エノズ／Ｌ／（８）よク被加
工？！＋（９）上へ噴射とれ、被加工物（９）（材質：
８３ ４ １，厚み６ｆｆ）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、七の際生ずる酸化反応熟を利用して更に深くへ熱を
浸透ｅぜること、そして、材料裏面まで浸透した溶融物
を、酸素ガスの噴射圧力とそれによる冷却効果によク、
花粉状の粒子と化して除去する働きをもっている。
ここで、第４図（ａ）Ｖｃ示とれた四角形を、加工経過
αＧに従って切断する場合、１ず加工開始点で酸素ガス
（７）を噴射し、レーザビーム（２）を射出することに
より被加工物（９）の貫通を行い、加工経路ＧＯに従っ
て切断を行った後、酸素ガス（７）の噴射を止め、レー
ザビーム（２）の出力を止めることによ９切断をか 終了するわげである。ところ力、上記のような方法を用
いて、厚み６ｆｌ以上の鉄系金属材料（材質：ｓｓ４１
）を切断した場合、第４図（ｂ）に示丁ように、その角
郡に欠落（６）が生ずる。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に熱伝導率か極めて低い
（ｒｅ・・・４８Ｗ／ｍ−’ｋ 、Ａ １・・２ａ８Ｗ
／ｍ・’ｋ ）ことによク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、切断中は（熱源が切
断経路を移勧レている間に）レーザビーム（２）は射出
した１１での加工となるうえ、特に角都では発生した熱
の逃げ場が元来少ないことから、このような角部での欠
落（１１）が発生するも？と考えられる。実験結果から
は、厚みが６Ｈ以上、角度９０°以下の鋭角を切断する
場合に、上記角部での欠落αＤが認められた。
αＧに従って切断する場合、１ず加工開始点で酸素ガス
（７）を噴射し、レーザビーム（２）を射出することに
より被加工物（９）の貫通を行い、加工経路ＧＯに従っ
て切断を行った後、酸素ガス（７）の噴射を止め、レー
ザビーム（２）の出力を止めることによ９切断をか 終了するわげである。ところ力、上記のような方法を用
いて、厚み６ｆｌ以上の鉄系金属材料（材質：ｓｓ４１
）を切断した場合、第４図（ｂ）に示丁ように、その角
郡に欠落（６）が生ずる。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に熱伝導率か極めて低い
（ｒｅ・・・４８Ｗ／ｍ−’ｋ 、Ａ １・・２ａ８Ｗ
／ｍ・’ｋ ）ことによク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、切断中は（熱源が切
断経路を移勧レている間に）レーザビーム（２）は射出
した１１での加工となるうえ、特に角都では発生した熱
の逃げ場が元来少ないことから、このような角部での欠
落（１１）が発生するも？と考えられる。実験結果から
は、厚みが６Ｈ以上、角度９０°以下の鋭角を切断する
場合に、上記角部での欠落αＤが認められた。
従来の鉄系厚板材料のレーザ切断法は以上のように構或
されているので、特に軟鋼材、工具鋼材、ステンレス鋼
材等といった鉄系金属で、かつ、厚み６ｆｌ以上の材料
の切ＩＩｉＦｒにあっては、切断経路中、９０°以下の
鋭角部で欠落が発生ずるという課題があった。
されているので、特に軟鋼材、工具鋼材、ステンレス鋼
材等といった鉄系金属で、かつ、厚み６ｆｌ以上の材料
の切ＩＩｉＦｒにあっては、切断経路中、９０°以下の
鋭角部で欠落が発生ず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賂れ
たもので、切断経過中の角部での放熱を行うことによク
、角部における欠落を生ずることなく切断することので
きる鉄系厚板材料のレーザ切断法を得ることを目的とす
る。
たもので、切断経過中の角部での放熱を行うことによク
、角部における欠落を生ずることなく切断することので
きる鉄系厚板材料のレーザ切断法を得ることを目的とす
る。
この発明に係る鉄系厚板材料のレーザ加工法は、厚み■
ｏ＋以上の鉄系金属材料をレーザ切断する場合、切断経
路中の９０°以下の全ての鋭角部の頂点において、出力
中のレーザビームを一旦中断し、酸素ガスを数秒間噴射
とぜた後、再びレーザビームを射出してレーザ切断を再
開するものである。
ｏ＋以上の鉄系金属材料をレーザ切断する場合、切断経
路中の９０°以下の全ての鋭角部の頂点において、出力
中のレーザビームを一旦中断し、酸素ガスを数秒間噴射
とぜた後、再びレーザビームを射出してレーザ切断を再
開するものである。
この発明にかける鉄系厚板材料のレーザ切断法では、切
断経路におげる９０’以下の全ての鋭角部の頂点で一旦
射出中のレーザビームを止めることによク角部頂点での
母材の温度上昇を防ぎ、な訟かつ、その後、噴射圧力８
ｋ９／一以上の酸素ガスを１〜５秒間噴射して角部頂点
にかける母材を冷却することにより、角部頂点に留でる
熱を放熱することが可能となる結果、角部での欠落を生
ずることなく切断する。
断経路におげる９０’以下の全ての鋭角部の頂点で一旦
射出中のレーザビームを止めることによク角部頂点での
母材の温度上昇を防ぎ、な訟かつ、その後、噴射圧力８
ｋ９／一以上の酸素ガスを１〜５秒間噴射して角部頂点
にかける母材を冷却することにより、角部頂点に留でる
熱を放熱することが可能となる結果、角部での欠落を生
ずることなく切断する。
以下、本発明の一冥施例を図について説明する。
第１図は本発明の冥施例を示す説明囚であり、従来例を
示した第４図（ａ）と同一又は相当部分は同一符号を付
し説明は省略する。
示した第４図（ａ）と同一又は相当部分は同一符号を付
し説明は省略する。
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》によク被加工物
（９）で焦点かむ丁ばれる。１た同時に、酸素ガス（７
）を被加工物（９）に吹き付けることにより、被加工物
（９）をＦｊ連する。加工開始点Ａｔ貫通した後、加工
経路００に従い、レーザビーム（２）と加工ガス（７〉
を射出しながら角ｉＢ点１で切断する。この角部Ｂ点を
回る場合、角部Ｂ点は鋭角部であるため熱容汝も小埒く
、かつ、Ｂ点での熱の逃げる場所が小さいため、熱の放
Ｐ！ができにくい状態にある。そこで、Ｂ点１で切断し
たら、角部Ｂ点にｐいて一旦、レーザビーム（２）の射
出を中断下ることにより母材の温度上昇を防ぐ。次に、
角部ｂ点にかいて酸素ガス（７）の吹き付げによクＢ点
での熱の放熱を行う。この際、どの程度の量の酸素ガス
（７）を吹き付げたら良いかの検討が必要であるが、夾
験の結果、８ｋｑ／ｃｄ以上の加工ガス圧を１〜６秒間
、Ｂ点で噴射することにより冷却効果が得られることが
わかった。そして、角部Ｂ点での放熱を夷施したら、再
びレーザビーム（２）を射出して次の角８０点Ｋ回って
切断するが、この時、角部ｂ点では欠落の発生がなくＢ
点を回ることができた。角部Ｃ点でも再びレーザビーム
（２）の射出を中断し、Ｂｋ（ハ）以上の酸素ガス（７
）を８秒間噴射した後、１たレーザビーム（２）を射出
して角部Ｄ点１で切断し、角度Ｄ点にかいても同様に角
部の放熱を行った後加工開始点Ａ１で切断する。
その内部に備えられた加工レンズ（５》によク被加工物
（９）で焦点かむ丁ばれる。１た同時に、酸素ガス（７
）を被加工物（９）に吹き付けることにより、被加工物
（９）をＦｊ連する。加工開始点Ａｔ貫通した後、加工
経路００に従い、レーザビーム（２）と加工ガス（７〉
を射出しながら角ｉＢ点１で切断する。この角部Ｂ点を
回る場合、角部Ｂ点は鋭角部であるため熱容汝も小埒く
、かつ、Ｂ点での熱の逃げる場所が小さいため、熱の放
Ｐ！ができにくい状態にある。そこで、Ｂ点１で切断し
たら、角部Ｂ点にｐいて一旦、レーザビーム（２）の射
出を中断下ることにより母材の温度上昇を防ぐ。次に、
角部ｂ点にかいて酸素ガス（７）の吹き付げによクＢ点
での熱の放熱を行う。この際、どの程度の量の酸素ガス
（７）を吹き付げたら良いかの検討が必要であるが、夾
験の結果、８ｋｑ／ｃｄ以上の加工ガス圧を１〜６秒間
、Ｂ点で噴射することにより冷却効果が得られることが
わかった。そして、角部Ｂ点での放熱を夷施したら、再
びレーザビーム（２）を射出して次の角８０点Ｋ回って
切断するが、この時、角部ｂ点では欠落の発生がなくＢ
点を回ることができた。角部Ｃ点でも再びレーザビーム
（２）の射出を中断し、Ｂｋ（ハ）以上の酸素ガス（７
）を８秒間噴射した後、１たレーザビーム（２）を射出
して角部Ｄ点１で切断し、角度Ｄ点にかいても同様に角
部の放熱を行った後加工開始点Ａ１で切断する。
尚、上記冥施例では、四角形を切断する場合について説
明したが、第２図に示すように、加工開始点Ａから切断
を開始し、円弧上の角部Ｂ点でも上記９ｉ！施例と同様
の効果を奏する。
明したが、第２図に示すように、加工開始点Ａから切断
を開始し、円弧上の角部Ｂ点でも上記９ｉ！施例と同様
の効果を奏する。
以上のように本発明によれば、厚み６Ｍ以上の鉄系金属
材料にかいて切断経路中の９０°以下の全ての鋭角部の
頂点において、射出中のレーザビームを一旦中断し、噴
射圧力８ｋＬｉ／ｄ以上の酸素ガスをｌ〜５秒間噴射さ
せた後、再びレーザビームを射出して加工を始めること
によク、角部頂点での母材の温度を防ぎ、なかかつ角部
頂点に留１る熱を放熱することが可能となるため、角部
での欠落を防止するという効果がめる。
材料にかいて切断経路中の９０°以下の全ての鋭角部の
頂点において、射出中のレーザビームを一旦中断し、噴
射圧力８ｋＬｉ／ｄ以上の酸素ガスをｌ〜５秒間噴射さ
せた後、再びレーザビームを射出して加工を始めること
によク、角部頂点での母材の温度を防ぎ、なかかつ角部
頂点に留１る熱を放熱することが可能となるため、角部
での欠落を防止するという効果がめる。
第１図にこの発明の一実施例によるレーザ切断法を示丁
説明図、第２図はこの発明の他の実施例を示丁鉄系厚板
材料のレーザ切断法の説明図、第８図〜第４図は従来の
鉄系厚板材料のレーザ切断法を示し、第８図はレーザ加
工機の概略を示した構或図、第４図（ａ）はレーザ切断
法を示丁説明図、第４図（ｂ）は第４図（ａ）によク得
られた不良品の平面図でるる。 一において、（９）は被加工物、αＯは加工経路である
。 尚、（３）中、同一符号は同一、又は相当部分を示丁Ｏ
説明図、第２図はこの発明の他の実施例を示丁鉄系厚板
材料のレーザ切断法の説明図、第８図〜第４図は従来の
鉄系厚板材料のレーザ切断法を示し、第８図はレーザ加
工機の概略を示した構或図、第４図（ａ）はレーザ切断
法を示丁説明図、第４図（ｂ）は第４図（ａ）によク得
られた不良品の平面図でるる。 一において、（９）は被加工物、αＯは加工経路である
。 尚、（３）中、同一符号は同一、又は相当部分を示丁Ｏ
Claims (1)
- 厚み６ｍｍ以上の鉄系金属材料をレーザ切断する場合に
おける、その切断経路中の９０゜以下の全ての鋭角部の
頂点において、出力中のレーザビームを一旦中断し、酸
素ガスを数秒間噴射させた後、再びレーザビームを射出
してレーザ切断を再開することを特徴とする鉄系厚板材
料のレーザ切断法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1233731A JPH0394987A (ja) | 1989-09-08 | 1989-09-08 | 鉄系厚板材料のレーザ切断法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1233731A JPH0394987A (ja) | 1989-09-08 | 1989-09-08 | 鉄系厚板材料のレーザ切断法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0394987A true JPH0394987A (ja) | 1991-04-19 |
Family
ID=16959692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1233731A Pending JPH0394987A (ja) | 1989-09-08 | 1989-09-08 | 鉄系厚板材料のレーザ切断法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0394987A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19506591A1 (de) * | 1994-02-24 | 1995-08-31 | Mitsubishi Electric Corp | Verfahren zum Schneiden von Werkstücken mit einem Laserstrahl |
| US5994668A (en) * | 1995-01-31 | 1999-11-30 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Laser beam machining method with interrupt and restart functions |
-
1989
- 1989-09-08 JP JP1233731A patent/JPH0394987A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19506591A1 (de) * | 1994-02-24 | 1995-08-31 | Mitsubishi Electric Corp | Verfahren zum Schneiden von Werkstücken mit einem Laserstrahl |
| US5585018A (en) * | 1994-02-24 | 1996-12-17 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Laser cutting method eliminating defects in regions where cutting conditions are changed |
| DE19506591C2 (de) * | 1994-02-24 | 1997-02-20 | Mitsubishi Electric Corp | Verfahren zum Schneiden eines Werkstücks mit einem Laserstrahl |
| US5994668A (en) * | 1995-01-31 | 1999-11-30 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Laser beam machining method with interrupt and restart functions |
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