JPS60234782A - レ−ザビ−ム加工装置 - Google Patents
レ−ザビ−ム加工装置Info
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- JPS60234782A JPS60234782A JP59089321A JP8932184A JPS60234782A JP S60234782 A JPS60234782 A JP S60234782A JP 59089321 A JP59089321 A JP 59089321A JP 8932184 A JP8932184 A JP 8932184A JP S60234782 A JPS60234782 A JP S60234782A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser beam
- electrode
- machining
- nozzle
- assist gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/14—Working 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
- B23K26/1462—Nozzles; Features related to nozzles
- B23K26/1464—Supply to, or discharge from, nozzles of media, e.g. gas, powder, wire
- B23K26/1476—Features inside the nozzle for feeding the fluid stream through the nozzle
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/14—Working 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/346—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in combination with welding or cutting covered by groups B23K5/00 - B23K25/00, e.g. in combination with resistance welding
- B23K26/348—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in combination with welding or cutting covered by groups B23K5/00 - B23K25/00, e.g. in combination with resistance welding in combination with arc heating, e.g. TIG [tungsten inert gas], MIG [metal inert gas] or plasma welding
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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
(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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、効率よく加工をできかつ部品の消耗を減らす
ことのできるレーザビーム加工装置に関する。
ことのできるレーザビーム加工装置に関する。
第２図はアーク放電を利用した従来のレーザビーム加工
装量の一例を示す縦断面図、第６図は第２図の要部縦断
面図である、（１）はレーザ発振器、（２）はレーザ発
振器（りから出射されたレーザビーム、（２ａ）は集光
ビーム、（３）はレーザビーム（２）を加工部へ導くた
めにレーザビーム（２）を折り曲げるペンドミラー、（
４）はし、ザビーム（２）を加工の目的にあったエネル
ギー密度に集光するための集光光学系であるう（５）は
集光光学系（４）の下部にもうけられ、集光ビーム（２
ａ）と同軸で円筒上の電気絶縁材料により構成されたア
シストガスノズル、（６）はアシストガスノズル（５）
の先端に設けられた集光ビーム（２ａ）と同軸円環状の
電極、（７）はアシストガス供給口である。また（８）
は被加工物、（９）は電極（６）と被加工物（８）との
間に電圧を印加するとともにアーク放電を発生させるア
ーク放電電源である。
装量の一例を示す縦断面図、第６図は第２図の要部縦断
面図である、（１）はレーザ発振器、（２）はレーザ発
振器（りから出射されたレーザビーム、（２ａ）は集光
ビーム、（３）はレーザビーム（２）を加工部へ導くた
めにレーザビーム（２）を折り曲げるペンドミラー、（
４）はし、ザビーム（２）を加工の目的にあったエネル
ギー密度に集光するための集光光学系であるう（５）は
集光光学系（４）の下部にもうけられ、集光ビーム（２
ａ）と同軸で円筒上の電気絶縁材料により構成されたア
シストガスノズル、（６）はアシストガスノズル（５）
の先端に設けられた集光ビーム（２ａ）と同軸円環状の
電極、（７）はアシストガス供給口である。また（８）
は被加工物、（９）は電極（６）と被加工物（８）との
間に電圧を印加するとともにアーク放電を発生させるア
ーク放電電源である。
上記のように構成した従来のレーザビーム加工装置によ
れば、レーザビーム（２）は集光光学系（４）Ｋより１
０６〜１０’Ｗ／ｃｎ という高エネルギー密度のスポ
ットに集光され、被加工物（８）の表面に照射されて切
断・溶接・熱処理などの加工がおこなわれる。一方し−
ザピーム（２）が出射すると同時に、電気絶縁材料によ
り構成されアシストガスノズル（５）の先端に設けられ
た集光ビニム（２ａ）と同軸円環状の電極（６）と被加
工物（８）との間にアーク放電電源（９）により電圧が
印加される。このためガス供給口（６）から導入された
アシストガスの作用とあいまって、電極（６）と被加工
物（８）の間にアークが発生する。
れば、レーザビーム（２）は集光光学系（４）Ｋより１
０６〜１０’Ｗ／ｃｎ という高エネルギー密度のスポ
ットに集光され、被加工物（８）の表面に照射されて切
断・溶接・熱処理などの加工がおこなわれる。一方し−
ザピーム（２）が出射すると同時に、電気絶縁材料によ
り構成されアシストガスノズル（５）の先端に設けられ
た集光ビニム（２ａ）と同軸円環状の電極（６）と被加
工物（８）との間にアーク放電電源（９）により電圧が
印加される。このためガス供給口（６）から導入された
アシストガスの作用とあいまって、電極（６）と被加工
物（８）の間にアークが発生する。
アシストガスはこのアークにより高温に加熱され、アシ
ストガスの一部は解離して集光ビーム（２ａ）を取り巻
く形で高温のガスプラズマαＱとなり、被加工物（８）
の表面に集光ビーム（２ａ）と同時に噴射される。この
ようにアークを利用したレーザビーム加工装置は、高エ
ネルギー密度の集光レーザビーム（２ａ）と、集光レー
ザビーム（２ａ）を取り巻くように形成された高温ガス
プラズマ００とを被加工物（８）に同時に照射するよう
に構成しであるので、切断・溶接・熱処理の加工効率が
上昇する。
ストガスの一部は解離して集光ビーム（２ａ）を取り巻
く形で高温のガスプラズマαＱとなり、被加工物（８）
の表面に集光ビーム（２ａ）と同時に噴射される。この
ようにアークを利用したレーザビーム加工装置は、高エ
ネルギー密度の集光レーザビーム（２ａ）と、集光レー
ザビーム（２ａ）を取り巻くように形成された高温ガス
プラズマ００とを被加工物（８）に同時に照射するよう
に構成しであるので、切断・溶接・熱処理の加工効率が
上昇する。
しかしながら、−上記のように構成した従来のレーザビ
ーム加工装置では、電極（６）の消耗が著しいため長時
間の連接使用がでキす、また高温のプラズマ領域θ１が
広いため、熱影響部が広がって精密加工に適さない等の
欠点があった。
ーム加工装置では、電極（６）の消耗が著しいため長時
間の連接使用がでキす、また高温のプラズマ領域θ１が
広いため、熱影響部が広がって精密加工に適さない等の
欠点があった。
本発明は上記のような欠点を解決するためになされたも
ので、電極の長寿命化をはかり、高温プラズマを加工点
近傍へ絞ることのできるレーザビーム加工装置を得るた
め、 高エネルギー密度のレーザビームを用いて金属材料の加
工を行うレーザビーム加工装置において、前記レーザビ
ームを発生させるためのレーザ発振器、該レーザ発振器
から出射された前記レーザビームを集光するための集光
光学系、前記レーザビームと同軸に設けられたアシスト
ガスノズル、該アシストガスノズルの先端に前記レーザ
ビームと同軸に設けられた電極、該電極と被加工物間に
電圧を印加させるとともにアーク放電を発生させるアー
ク放電電源、及び前記アシストガスノズルを同軸に取囲
む水冷式シールドノズルよりなるレーザビーム加工装置
を提供するものである。
ので、電極の長寿命化をはかり、高温プラズマを加工点
近傍へ絞ることのできるレーザビーム加工装置を得るた
め、 高エネルギー密度のレーザビームを用いて金属材料の加
工を行うレーザビーム加工装置において、前記レーザビ
ームを発生させるためのレーザ発振器、該レーザ発振器
から出射された前記レーザビームを集光するための集光
光学系、前記レーザビームと同軸に設けられたアシスト
ガスノズル、該アシストガスノズルの先端に前記レーザ
ビームと同軸に設けられた電極、該電極と被加工物間に
電圧を印加させるとともにアーク放電を発生させるアー
ク放電電源、及び前記アシストガスノズルを同軸に取囲
む水冷式シールドノズルよりなるレーザビーム加工装置
を提供するものである。
）
〔発明の実施例〕
第１図は本発明の実施例を示す縦断面図である。
なお、第６図と同じ機能の部分には同じ記号を付し、説
明を省略する。（７ａ）はシールドガス供給口、αやは
アシストガスノズル（５）の外側に集光ビーム（２ａ）
と同軸状に設けた水冷式シールドノズルで、たとえば銅
のような熱容量の小さい材料により構成され、水冷の機
能を備えている。
明を省略する。（７ａ）はシールドガス供給口、αやは
アシストガスノズル（５）の外側に集光ビーム（２ａ）
と同軸状に設けた水冷式シールドノズルで、たとえば銅
のような熱容量の小さい材料により構成され、水冷の機
能を備えている。
上記のように構成した本発明の詳細な説明すれば次の通
りである。レーザ発振器（１）より出射されたレーザビ
ーム（２）は、集光光学系（４）により集光されて高エ
ネルギー密度のスポットに集光され被加工物（８）の表
面に照射される。また、レーザビーム（２）が出射する
と同時に、電極（６）と被加工物（８）との間にアーク
放電電源（９）により電極が印加される。
りである。レーザ発振器（１）より出射されたレーザビ
ーム（２）は、集光光学系（４）により集光されて高エ
ネルギー密度のスポットに集光され被加工物（８）の表
面に照射される。また、レーザビーム（２）が出射する
と同時に、電極（６）と被加工物（８）との間にアーク
放電電源（９）により電極が印加される。
このためアシストガスは高温のプラズマ（１０となりて
被加工物（８）の表面に集光ビーム（２ａ）と同時に噴
射される。この場合、シールドガス供給口（７ａ）から
供給されたシールドガスは水冷の機能を備えたシールド
ノズル（１カにより冷却され、１；極（６）および高温
プラズマ（１０に噴射される。
被加工物（８）の表面に集光ビーム（２ａ）と同時に噴
射される。この場合、シールドガス供給口（７ａ）から
供給されたシールドガスは水冷の機能を備えたシールド
ノズル（１カにより冷却され、１；極（６）および高温
プラズマ（１０に噴射される。
冷却したシールドガスを上記のように電極（６）や集光
ビーム（２ａ）を取り巻くように形成された高温ガスプ
ラズマａＯに噴射することにより、以下に示すような効
果がある。。
ビーム（２ａ）を取り巻くように形成された高温ガスプ
ラズマａＯに噴射することにより、以下に示すような効
果がある。。
（１）、従来の装置では高温ガスプラズマの影響で電極
（６）の消耗が著しかったのに対１−て、本実施例では
電極（６）を冷却することによって寿命が３倍から５倍
伸びる。
（６）の消耗が著しかったのに対１−て、本実施例では
電極（６）を冷却することによって寿命が３倍から５倍
伸びる。
（２）、高温ガスプラズマαＱへ冷却されたシールドガ
スな噴射すると、高温ガスプラズマが加工点近傍へ絞ら
れるピンチ効果が生ずるため、熱影響部が小さくなり、
溶接・切断などの加工品質が向上する０ 〔発明の効果〕 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、電極
の長寿命化をはかることができるとともに、ピンチ効果
により加工部の熱影響を減らすことができ、加工品質を
著しく向上させることができる等の顕著な効果がある。
スな噴射すると、高温ガスプラズマが加工点近傍へ絞ら
れるピンチ効果が生ずるため、熱影響部が小さくなり、
溶接・切断などの加工品質が向上する０ 〔発明の効果〕 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、電極
の長寿命化をはかることができるとともに、ピンチ効果
により加工部の熱影響を減らすことができ、加工品質を
著しく向上させることができる等の顕著な効果がある。
第１図は本発明実施例の縦断面図、第２図はアーク放電
を利用した従来のレーザビーム加工装置の一例を示す縦
断面図、第３図は第２図の要部縦断面図である。 （す・・・レーザ発振器 （２）・・・レーザビーム（
２ａ）・・・集光ビーム （４）・・・集光光学系（５
）・・・アシストガスノズル （６）・・・電極（８）
・・・被加工物 （９）・・・アーク放電電源０や・・
・水冷式シールドノズル なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示すもの
とする。 代理人 弁理士 木 村 三 朗 ｔｎ ｔ’ｎ
を利用した従来のレーザビーム加工装置の一例を示す縦
断面図、第３図は第２図の要部縦断面図である。 （す・・・レーザ発振器 （２）・・・レーザビーム（
２ａ）・・・集光ビーム （４）・・・集光光学系（５
）・・・アシストガスノズル （６）・・・電極（８）
・・・被加工物 （９）・・・アーク放電電源０や・・
・水冷式シールドノズル なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示すもの
とする。 代理人 弁理士 木 村 三 朗 ｔｎ ｔ’ｎ
Claims (1)
- 高エネルギー密度のレーザビームを用いて金属材料の加
工を行うレーザビーム加工部ａにおいて、前記レーザビ
ームを発生させるためのレーザ発振器、該レーザ発振器
から出射されたレーザビームを集光するための集光光学
系、前記レーザビームと同軸に設けられたアシストガス
ノズル、該アシストガスノズルの先端に前記レーザビー
ムと同軸に設けられた電極、該電極と被加工物間に電圧
を印加させるとともにアーク放電を発生させるアーク放
電電源、及び前記アシストガスノズルを同軸に取囲む水
冷式シールドノズルを備えたことを特徴とするレーザビ
ーム加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59089321A JPS60234782A (ja) | 1984-05-07 | 1984-05-07 | レ−ザビ−ム加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59089321A JPS60234782A (ja) | 1984-05-07 | 1984-05-07 | レ−ザビ−ム加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60234782A true JPS60234782A (ja) | 1985-11-21 |
Family
ID=13967400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59089321A Pending JPS60234782A (ja) | 1984-05-07 | 1984-05-07 | レ−ザビ−ム加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60234782A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011029462A1 (de) | 2009-09-14 | 2011-03-17 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Verfahren und vorrichtung zum bearbeiten von werkstücken mit einer lasereinrichtung und einer lichtbogeneinrichtung |
| CN102601526A (zh) * | 2012-02-20 | 2012-07-25 | 南京航空航天大学 | 体压缩法控制等离子体的固定激光深熔焊接喷嘴及其控制方法 |
| CN105215558A (zh) * | 2015-10-26 | 2016-01-06 | 惠州市杰普特电子技术有限公司 | 激光切割装置 |
| EP3476504A1 (en) * | 2017-10-26 | 2019-05-01 | General Electric Company | Applying electric pulses through a laser induced plasma channel for use in a 3-d metal printing process |
-
1984
- 1984-05-07 JP JP59089321A patent/JPS60234782A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011029462A1 (de) | 2009-09-14 | 2011-03-17 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Verfahren und vorrichtung zum bearbeiten von werkstücken mit einer lasereinrichtung und einer lichtbogeneinrichtung |
| CN102695577A (zh) * | 2009-09-14 | 2012-09-26 | 通快机床两合公司 | 利用激光设备与电弧设备加工工件的方法与装置 |
| CN102695577B (zh) * | 2009-09-14 | 2016-08-03 | 通快机床两合公司 | 利用激光设备与电弧设备加工工件的方法与装置 |
| CN102601526A (zh) * | 2012-02-20 | 2012-07-25 | 南京航空航天大学 | 体压缩法控制等离子体的固定激光深熔焊接喷嘴及其控制方法 |
| CN105215558A (zh) * | 2015-10-26 | 2016-01-06 | 惠州市杰普特电子技术有限公司 | 激光切割装置 |
| EP3476504A1 (en) * | 2017-10-26 | 2019-05-01 | General Electric Company | Applying electric pulses through a laser induced plasma channel for use in a 3-d metal printing process |
| US10639714B2 (en) | 2017-10-26 | 2020-05-05 | General Electric Company | Applying electric pulses through a laser induced plasma channel for use in a 3-D metal printing process |
| US11638955B2 (en) | 2017-10-26 | 2023-05-02 | General Electric Company | Applying electric pulses through a laser induced plasma channel for use in a 3-D metal printing process |
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