JPH0788669A - レーザ加工装置 - Google Patents
レーザ加工装置Info
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- JPH0788669A JPH0788669A JP5236280A JP23628093A JPH0788669A JP H0788669 A JPH0788669 A JP H0788669A JP 5236280 A JP5236280 A JP 5236280A JP 23628093 A JP23628093 A JP 23628093A JP H0788669 A JPH0788669 A JP H0788669A
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- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 37
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Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 酸素または酸素を含む混合ガスをアシストガ
スとしレーザ光を照射して軟鋼材に切断加工を施すレー
ザ加工方法に関し、切断加工を高速に行う。 【構成】 加工ヘッド１０の本体部分１１の先端側に、
加工ノズル１２が接続して設けられている。このノズル
先端部１２ａからは、集光レンズ１５によって集光され
たレーザ光２０が、アシストガス導入口１４から供給さ
れたアシストガスと共に加工点に向けて出射する。加工
ノズル１２には、ノズル先端部１２ａ側に開口するオゾ
ン導入口１３０が設けられ、そのオゾン導入口１３０に
は、オゾン発生装置１３からオゾンが供給される。この
オゾンは、ノズル先端部１２ａからのアシストガスに混
入して加工点に向けて噴射される。このため、アシスト
ガスだけでは十分に酸化反応が進まない場合でも、ワー
ク材質である軟鋼材との間の酸化反応を活発化させるこ
とができ、酸化反応エネルギが増大し、酸化反応速度も
増大する。
スとしレーザ光を照射して軟鋼材に切断加工を施すレー
ザ加工方法に関し、切断加工を高速に行う。 【構成】 加工ヘッド１０の本体部分１１の先端側に、
加工ノズル１２が接続して設けられている。このノズル
先端部１２ａからは、集光レンズ１５によって集光され
たレーザ光２０が、アシストガス導入口１４から供給さ
れたアシストガスと共に加工点に向けて出射する。加工
ノズル１２には、ノズル先端部１２ａ側に開口するオゾ
ン導入口１３０が設けられ、そのオゾン導入口１３０に
は、オゾン発生装置１３からオゾンが供給される。この
オゾンは、ノズル先端部１２ａからのアシストガスに混
入して加工点に向けて噴射される。このため、アシスト
ガスだけでは十分に酸化反応が進まない場合でも、ワー
ク材質である軟鋼材との間の酸化反応を活発化させるこ
とができ、酸化反応エネルギが増大し、酸化反応速度も
増大する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は酸素または酸素を含む混
合ガスをアシストガスとしレーザ光を照射して軟鋼材に
切断加工を施すレーザ加工装置に関する。
合ガスをアシストガスとしレーザ光を照射して軟鋼材に
切断加工を施すレーザ加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】軟鋼材を切断加工する場合、図４に示す
ように、板厚毎に存在する最大加工速度Ｖ1 、Ｖ2 を越
えると、レーザ出力と加工速度の関係が比例関係でなく
なるという現象が生じる。このため、切断速度におのず
から限界がある。
ように、板厚毎に存在する最大加工速度Ｖ1 、Ｖ2 を越
えると、レーザ出力と加工速度の関係が比例関係でなく
なるという現象が生じる。このため、切断速度におのず
から限界がある。
【０００３】レーザによる切断加工の場合、この問題が
解決されない限り、加工目的が競合するプラズマやパン
チプレスの加工速度を上回ることは困難であると考えら
れる。
解決されない限り、加工目的が競合するプラズマやパン
チプレスの加工速度を上回ることは困難であると考えら
れる。
【０００４】ところで、軟鋼材の切断加工は、レーザ光
自体がもつレーザエネルギ（レーザ出力）によって行わ
れるだけでなく、アシストガスの酸素と軟鋼材の主成分
である鉄との間で発生する酸化反応エネルギも大きく寄
与して行われる。
自体がもつレーザエネルギ（レーザ出力）によって行わ
れるだけでなく、アシストガスの酸素と軟鋼材の主成分
である鉄との間で発生する酸化反応エネルギも大きく寄
与して行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図５は上記のレーザエ
ネルギ、酸化反応エネルギと切断速度の関係を定性的に
示す図である。図に示すように、切断速度が大きくなる
と、レーザエネルギは十分に供給できたとしても、発生
する酸化反応エネルギは逆に減少し不足してしまう。こ
の酸化反応エネルギの不足により、切断不良が発生す
る。
ネルギ、酸化反応エネルギと切断速度の関係を定性的に
示す図である。図に示すように、切断速度が大きくなる
と、レーザエネルギは十分に供給できたとしても、発生
する酸化反応エネルギは逆に減少し不足してしまう。こ
の酸化反応エネルギの不足により、切断不良が発生す
る。
【０００６】図６は従来方法による切断加工時における
ドロス成分を定性的に示す図である。なお、ドロスと
は、切断加工時に発生する溶融金属の塊をいう。図に示
すように、切断速度が大きくなると、酸化された鉄であ
ることを示すＦｅＯ、Ｆｅ3 ０ 4 の割合が小さくなり、
酸化されずに鉄（Ｆｅ）のままで残る割合が大きくな
る。すなわち、切断速度が大きくなると、軟鋼材は十分
に酸化反応が進まず未反応の鉄の量が増大する。このた
め、切断速度をそれ程大きくすることはできない。未反
応の鉄は、酸化された鉄に比べ流動性が悪いため加工材
料に付着したままとなり、この点からも切断加工の高速
化は阻害されている。
ドロス成分を定性的に示す図である。なお、ドロスと
は、切断加工時に発生する溶融金属の塊をいう。図に示
すように、切断速度が大きくなると、酸化された鉄であ
ることを示すＦｅＯ、Ｆｅ3 ０ 4 の割合が小さくなり、
酸化されずに鉄（Ｆｅ）のままで残る割合が大きくな
る。すなわち、切断速度が大きくなると、軟鋼材は十分
に酸化反応が進まず未反応の鉄の量が増大する。このた
め、切断速度をそれ程大きくすることはできない。未反
応の鉄は、酸化された鉄に比べ流動性が悪いため加工材
料に付着したままとなり、この点からも切断加工の高速
化は阻害されている。
【０００７】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、切断加工を高速に行うことができるレーザ加
工装置を提供することを目的とする。
のであり、切断加工を高速に行うことができるレーザ加
工装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、酸素または酸素を含む混合ガスをアシス
トガスとしレーザ光を照射して軟鋼材に切断加工を施す
レーザ加工装置において、オゾンを発生するオゾン発生
手段を設け、前記オゾン発生手段からのオゾンを前記ア
シストガスと共に加工点及びその近傍に供給するように
したことを特徴とするレーザ加工装置が、提供される。
決するために、酸素または酸素を含む混合ガスをアシス
トガスとしレーザ光を照射して軟鋼材に切断加工を施す
レーザ加工装置において、オゾンを発生するオゾン発生
手段を設け、前記オゾン発生手段からのオゾンを前記ア
シストガスと共に加工点及びその近傍に供給するように
したことを特徴とするレーザ加工装置が、提供される。
【０００９】
【作用】アシストガスに酸化作用の強いオゾン混入し
て、加工点及びその近傍に供給する。このため、アシス
トガスだけでは十分に酸化反応が進まない場合でも、ワ
ーク材質である軟鋼材と酸素との間の酸化反応が活発化
し、酸化反応エネルギが増大し、酸化反応速度も増大す
る。したがって、切断加工の加工速度を大きくしても、
その加工速度に追随して速やかに切断加工を行うことが
できる。
て、加工点及びその近傍に供給する。このため、アシス
トガスだけでは十分に酸化反応が進まない場合でも、ワ
ーク材質である軟鋼材と酸素との間の酸化反応が活発化
し、酸化反応エネルギが増大し、酸化反応速度も増大す
る。したがって、切断加工の加工速度を大きくしても、
その加工速度に追随して速やかに切断加工を行うことが
できる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明のレーザ加工装置に係る加工ヘッ
ドの構成を示す図である。図において、加工ヘッド１０
の本体部分１１は円筒状に形成され、その側壁の一部に
アシストガス導入口１４が設けられている。本体部分１
１の先端側に、加工ノズル１２が接続して設けられてい
る。このノズル先端部１２ａからは、集光レンズ１５に
よって集光されたレーザ光２０が加工点に向けて出射す
る。また、アシストガス導入口１４から導入されたアシ
ストガスが、レーザ光２０と共に加工点に向けて噴射さ
せられる。
明する。図１は本発明のレーザ加工装置に係る加工ヘッ
ドの構成を示す図である。図において、加工ヘッド１０
の本体部分１１は円筒状に形成され、その側壁の一部に
アシストガス導入口１４が設けられている。本体部分１
１の先端側に、加工ノズル１２が接続して設けられてい
る。このノズル先端部１２ａからは、集光レンズ１５に
よって集光されたレーザ光２０が加工点に向けて出射す
る。また、アシストガス導入口１４から導入されたアシ
ストガスが、レーザ光２０と共に加工点に向けて噴射さ
せられる。
【００１１】加工ノズル１２には、ノズル先端部１２ａ
側に開口するオゾン導入口１３０が設けられている。こ
のオゾン導入口１３０には、オゾン発生装置１３からの
オゾンが導入され、ノズル先端部１２ａからのアシスト
ガスに混入して加工点に向けて噴射される。オゾンは酸
化作用の強いガスである。また、オゾンは時間の経過と
共により安定な酸素に変化していくが、本実施例では、
オゾン発生装置１３を設けて生成して間もないオゾンを
供給するようにしたので、酸化作用の強いオゾンの状態
を保持させることができる。
側に開口するオゾン導入口１３０が設けられている。こ
のオゾン導入口１３０には、オゾン発生装置１３からの
オゾンが導入され、ノズル先端部１２ａからのアシスト
ガスに混入して加工点に向けて噴射される。オゾンは酸
化作用の強いガスである。また、オゾンは時間の経過と
共により安定な酸素に変化していくが、本実施例では、
オゾン発生装置１３を設けて生成して間もないオゾンを
供給するようにしたので、酸化作用の強いオゾンの状態
を保持させることができる。
【００１２】レーザ光２０、アシストガス、及びオゾン
導入口１３０からのオゾンは、共に加工点またはその近
傍に向けて出射され、その熱的、化学的作用によってワ
ークの軟鋼材に切断加工が行われる。
導入口１３０からのオゾンは、共に加工点またはその近
傍に向けて出射され、その熱的、化学的作用によってワ
ークの軟鋼材に切断加工が行われる。
【００１３】次に、切断加工時に加工点及びその近傍で
発生するエネルギ及びドロスの成分について説明する。
図２は切断加工時に発生するエネルギと切断速度の関係
を定性的に示す図である。図に示すように、レーザエネ
ルギは切断速度に比例して大きくすることができる。
発生するエネルギ及びドロスの成分について説明する。
図２は切断加工時に発生するエネルギと切断速度の関係
を定性的に示す図である。図に示すように、レーザエネ
ルギは切断速度に比例して大きくすることができる。
【００１４】一方、本実施例では、切断速度を大きくす
るときオゾン導入口１３０からオゾンを供給するように
した。このため、図中破線で示した従来のアシストガス
だけによる酸化反応エネルギに対して、実線で示すよう
に酸化反応エネルギが増大する。すなわち、アシストガ
スだけでは十分に酸化反応が進まないような場合でも、
オゾンによってワーク材質である軟鋼材との間の酸化反
応が活発化し、酸化反応エネルギが増大し、酸化反応速
度も増大する。したがって、切断加工の加工速度を大き
くしても、その加工速度に追随して速やかに切断加工を
行うことができる。
るときオゾン導入口１３０からオゾンを供給するように
した。このため、図中破線で示した従来のアシストガス
だけによる酸化反応エネルギに対して、実線で示すよう
に酸化反応エネルギが増大する。すなわち、アシストガ
スだけでは十分に酸化反応が進まないような場合でも、
オゾンによってワーク材質である軟鋼材との間の酸化反
応が活発化し、酸化反応エネルギが増大し、酸化反応速
度も増大する。したがって、切断加工の加工速度を大き
くしても、その加工速度に追随して速やかに切断加工を
行うことができる。
【００１５】図３は切断加工時におけるドロス成分を定
性的に示す図である。本実施例では、切断速度を大きく
するときオゾン導入口１３０からオゾンを供給するよう
にした。このため、図中破線で示した従来のアシストガ
スだけによる場合のドロスの各成分は、実線で示すよう
に変化する。特に顕著なのは、酸化されずに鉄（Ｆｅ）
のままで残る割合が大幅に減少し、それに変わってオゾ
ンと鉄との化合物であるＦｅＯが増大することである。
性的に示す図である。本実施例では、切断速度を大きく
するときオゾン導入口１３０からオゾンを供給するよう
にした。このため、図中破線で示した従来のアシストガ
スだけによる場合のドロスの各成分は、実線で示すよう
に変化する。特に顕著なのは、酸化されずに鉄（Ｆｅ）
のままで残る割合が大幅に減少し、それに変わってオゾ
ンと鉄との化合物であるＦｅＯが増大することである。
【００１６】このように、オゾンの供給によって鉄との
酸化反応が活発に進み、その結果、未反応の鉄の量が大
幅に減少するので、切断速度の高速化が可能になる。ま
た、未反応の鉄は、酸化された鉄に比べ流動性が悪いた
め加工材料に付着したままとなるが、その未反応の鉄の
量が大幅に減少するので、その点からも切断加工の高速
化が可能となる。
酸化反応が活発に進み、その結果、未反応の鉄の量が大
幅に減少するので、切断速度の高速化が可能になる。ま
た、未反応の鉄は、酸化された鉄に比べ流動性が悪いた
め加工材料に付着したままとなるが、その未反応の鉄の
量が大幅に減少するので、その点からも切断加工の高速
化が可能となる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、アシス
トガスに酸化作用の強いオゾンを混入して、加工点及び
その近傍に供給するようにした。このため、アシストガ
スだけでは十分に酸化反応が進まない場合でも、ワーク
材質である軟鋼材と酸素との間の酸化反応を活発化させ
ることができ、酸化反応エネルギが増大し、酸化反応速
度も増大する。したがって、切断加工の加工速度を大き
くしても、その加工速度に追随して速やかに切断加工を
行うことができる。
トガスに酸化作用の強いオゾンを混入して、加工点及び
その近傍に供給するようにした。このため、アシストガ
スだけでは十分に酸化反応が進まない場合でも、ワーク
材質である軟鋼材と酸素との間の酸化反応を活発化させ
ることができ、酸化反応エネルギが増大し、酸化反応速
度も増大する。したがって、切断加工の加工速度を大き
くしても、その加工速度に追随して速やかに切断加工を
行うことができる。
【図１】本発明のレーザ加工装置に係る加工ヘッドの構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図２】切断加工時に発生するエネルギと切断速度の関
係を定性的に示す図である。
係を定性的に示す図である。
【図３】切断加工時におけるドロス成分を定性的に示す
図である。
図である。
【図４】レーザ出力と加工速度の関係を示す図である。
【図５】レーザエネルギ、酸化反応エネルギと切断速度
の関係を定性的に示す図である。
の関係を定性的に示す図である。
【図６】従来方法による切断加工時におけるドロス成分
を定性的に示す図である。
を定性的に示す図である。
１０ 加工ヘッド １１ 本体部分 １２ 加工ノズル １２ａ ノズル先端部 １３ オゾン発生装置 １４ アシストガス導入口 １５ 集光レンズ ２０ レーザ光 １３０ オゾン導入口
Claims (2)
- 【請求項１】 酸素または酸素を含む混合ガスをアシス
トガスとしレーザ光を照射して軟鋼材に切断加工を施す
レーザ加工装置において、 オゾンを発生するオゾン発生手段を設け、前記オゾン発
生手段からのオゾンを前記アシストガスと共に加工点及
びその近傍に供給するようにしたことを特徴とするレー
ザ加工装置。 - 【請求項２】 前記オゾンは加工ノズルに設けられたオ
ゾン導入口から供給されることを特徴とする請求項１記
載のレーザ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5236280A JPH0788669A (ja) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | レーザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5236280A JPH0788669A (ja) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | レーザ加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0788669A true JPH0788669A (ja) | 1995-04-04 |
Family
ID=16998451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5236280A Pending JPH0788669A (ja) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | レーザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0788669A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102186625A (zh) * | 2008-09-17 | 2011-09-14 | 通快激光两合公司 | 用于无切割气体的激光熔化切割的方法 |
| CN106735888A (zh) * | 2016-12-07 | 2017-05-31 | 深圳市海目星激光科技有限公司 | 一种臭氧辅助切割装置及方法 |
| EP3527532A1 (en) * | 2018-02-20 | 2019-08-21 | Linde Aktiengesellschaft | Ozone supply unit and method for providing ozone for a flame burner apparatus and/or for an oxygen cutting apparatus |
| EP3527321A1 (en) * | 2018-02-20 | 2019-08-21 | Linde Aktiengesellschaft | Method of cutting a workpiece and assist gas composition |
-
1993
- 1993-09-22 JP JP5236280A patent/JPH0788669A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102186625A (zh) * | 2008-09-17 | 2011-09-14 | 通快激光两合公司 | 用于无切割气体的激光熔化切割的方法 |
| CN106735888A (zh) * | 2016-12-07 | 2017-05-31 | 深圳市海目星激光科技有限公司 | 一种臭氧辅助切割装置及方法 |
| EP3527532A1 (en) * | 2018-02-20 | 2019-08-21 | Linde Aktiengesellschaft | Ozone supply unit and method for providing ozone for a flame burner apparatus and/or for an oxygen cutting apparatus |
| EP3527321A1 (en) * | 2018-02-20 | 2019-08-21 | Linde Aktiengesellschaft | Method of cutting a workpiece and assist gas composition |
| US11084116B2 (en) | 2018-02-20 | 2021-08-10 | Linde Aktiengesellschaft | Ozone supply unit and method for providing ozone for a flame burner apparatus and/or for an oxygen cutting apparatus |
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