JPS5987996A - レ−ザ・ガス切断装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明−５物質の化学反応、燃焼反応で切断できる旧料
、特に軟鋼の厚板をレーザ光及び酸素ガス、により切断
する切断装置に関する。

現在燃焼反応で材料を切断する方法所謂溶断に於いては
、ガス切断が主流である。

断点に高純度の酸素ガスを吠付け、切断箇所を燃焼さぜ
つつ溶断するものである。

斯かるガス切断ｔＬ於いて、軟鋼の板厚６０咽で５　ｒ
ｒｔ　／　ｍｒｎ程度の切断速度が理論的にはｈ」能で
あるとされでいるが、実際には板厚１２ｍｍで０８〜０
．９　ｍ　／ｍｉｎが限度である。これは、予熱炎の熱
密度が低く切断点周囲を高速度で予熱し得ないことによ
る。

これに対し、熱密度の高い熱源、即ちレーザ光により、
レーザ光を主切断エネルギとして溶断する方法が近年開
発されつつある。

第１図はレーザ光により切断する場合の一例を示してお
り、レーザ光（１）をレンズ（２）により切断点に集光
させ、被切断材（３）の切断点を浴融し、空気、酸素、
“アルゴン、窒素等のアシストガス（４）を切断点ｉ／
ｉ”：吹付けて溶融した金属を吹飛し、又アシストガス
（４）で溶融金属の跳返りを防止している。この切断に
供しないア／ストガスｄ：切断点を冷却するという弊害
を有しており、レーザ光の熱を有効に切断に利用できな
い。更に、レーザ光によって厚板を切断するためには、
大電力、大出力のレーザ発振器を要し、ラノニングコス
１、設備費が高くなシ、しかも取入の良質加工限度は板
厚が１０闘前後である。

その他、酸素プラズマによる切断方法もあるが、該切断
方法では切断面がテーパ状となると共に電極ノズルの交
換を必要として稼動率が悪い。又、大電力を要し、騒音
が甚しい等の欠点がある。

本発明は斯かる実情を鑑みなしたものであって、レーザ
光により切断点の周囲の高速予熱を行いつつガス切断を
行うことを特徴とし、小入熱で厚板の高速切断を可能と
するものである。

以下図面を参照しつつ本発明の詳細な説明する。

第２図中、（５）はトーチ本体であり、該トーチ本体の
内部は中空となっており、中空部（６）にレンズ（２）
をホルダ（７）により固定しである。トーチ本体（５）
の先端部は逆円錐状であり、該先端部に前記中空部（６
）と同心の切頭逆円錐筒状間隙（８）を形成し、該間隙
（８）と図示しないアシストガス源とを接続する。又、
前記レンズ（２）で仕切られた先端部の逆円錐状の空間
はその頂部に於いてノズ／Ｌ口（９）で外部と連通せし
め、更に該窒ｔＨ］と１列示しない高純度酸素ガス源と
を接続する。

図示しないレーザ源よりトーチ本体中２７’ｉＶｒ　（
６）にレーデ光（１）を導き、レーザ光（１）がノズル
口（９）の位置で集束する様レンズの焦点距離、レンズ
の取付位置等を定める。

次に本発明の作用について説明する。

アンストガス（４）を前記間隙より噴出させ、レーザ光
（１）を被切断材（３）に照射する。レーづ光（１）は
ノズル口（９）の位置で集束しているので、被ＷＪ新材
（３）の表面では切断点（、）の周囲所要範［川に迄広
カッている。レーザ光（１）により被切断利（３）Ｉｒ
ｅ切断点（ｃＬ）及びその近傍が燃焼反応可能な迄予勿
νされ、着火スポットができる。該着火スポットに整圧
した高純度酸素ガス（１０をノズル口（９）　ヨ！：１
噴出する。酸素ガス００はノズル口（９）によって？流
され着火スポットの中心部に吹付けられ、被切断利（３
）と酸化燃焼反応を起し、酸化燃焼しη三成したスラグ
を下方へ吹飛ばす。

而して、１・−テを矢印（ｂ）の方向へ移動すｔＬ　ｉ
切断が行われる。

ここで、レーザ光（１）の照射面積は切断点（酸素ガス
の流束面積）より充分広くしであるので、切断点より広
がった部分のレーザ光は予熱作用をし、しかもレーザ光
（１）は熱密度が高いので急速予熱とする。

従って、トーチを移動させても酸素ガス００）は常に充
分予熱された着火スポットに噴射されることになり、し
かも予熱速度が大きいので１・−チの移動速度を太きく
しても円滑な切断作業が可能である。

ここで、レーザ光（］、）の照射面積、レーザ光の強度
、酸素ガスθ（）の圧力を適宜考慮してやれば。

快調の板厚６０闘で３　ｍ　／　ｍｔｎ迄の切断が可能
である。

ｖｉＩ、前記しだアシストガス（アルゴン、ヘリュウム
、酸素、二酸化炭素等）は溶融金属が跳返す、ノズル口
（９）、レンズ（２）に付着するのを防止するものであ
り、低圧ガスでよい。

第６図は本発明の他の実施例を示すもので、し′−リ“
光（１）を被切断拐（３）の表１Ｔ１１より下方で集束
する様にして、照射面積を所要の大きさにしたものであ
る。

以上述べた如く本発明によれば、 （１）　　レーザ光と酸素ガスによる切断で、レーザ光
により直接切断するのではなく単に予熱す八ばよいので
小出力レーザでよく、入熱量が少なく、消費エネルギの
少ない切断ができる、（（り１人熱量が少ないので高精
度の切断、歪の少ない切断が可能である、 （＋ｉｉ）　　レーザ光により急速予熱が可能であるの
で切断速度を大幅に増大させることができる、（１■）
　　プラズマ切断の様に電極ノズルの交換が不要なので
無人運転が可能である、 （Ｖ）　　カーフ幅が小さく、プラズマ切断の様にアー
クを使用しないのでフユームができない、（■１）騒音
が発生しにくい、 管種々の優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のレーザ光による切断を示す説門口、第２
図は本発明を実施する為１・−チの説明図、第６図ｄ、
本発明の他の実施例の説明図である。 （１）ｉｌ−ル−ザ光、（２）はレンズ、（３）　（ｌ
ｊ被切断材、（５）は１・−チ本体、（９）はノズル口
、θＯは酸素ガスを示す。 特許出廓人 石川島播磨重工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）レーザ光を所要面積で被切断制に照射せしめるレン
   ズと、該照射面積より小なる流束面積でレーザ光の照射
   中心に酸素ガスを噴射し得るノズル口を備えたことを特
   徴とするレーザ・ガス切断装置。