JP2815350B2 - 被塗装鋼材のレーザ切断方法 - Google Patents
被塗装鋼材のレーザ切断方法Info
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- JP2815350B2 JP2815350B2 JP9208102A JP20810297A JP2815350B2 JP 2815350 B2 JP2815350 B2 JP 2815350B2 JP 9208102 A JP9208102 A JP 9208102A JP 20810297 A JP20810297 A JP 20810297A JP 2815350 B2 JP2815350 B2 JP 2815350B2
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- laser
- steel material
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- 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
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
- B23K2103/04—Steel or steel alloys
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、表面に塗装が施さ
れている被塗装鋼材のレーザ切断方法に関する。
れている被塗装鋼材のレーザ切断方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、表面に塗装を施した被塗装鋼材の
レーザ切断方法にあっては、塗装膜の成分や、塗装膜の
厚みにより、切断結果が左右され、良好な切断面が得ら
れないケースが比較的高い頻度で発生するため、特に良
好な切断面を得たい場合などには、切断施工前に、グラ
インダ等の機械加工で塗装膜を除去等することが一般的
である。しかしながら、前記機械加工は、作業能率に不
満が大きく、より能率の良い塗装膜の除去方法が求めら
れていた。また、塗装膜を除去しないまま良好な切断を
可能にする方法も多種試みられているが、一般に、塗装
なしの同一材質鋼材のレーザ切断に比して、切断速度が
遅く、切断の能率が低いことが一般的であり、問題の根
本的な解決には至らない。
レーザ切断方法にあっては、塗装膜の成分や、塗装膜の
厚みにより、切断結果が左右され、良好な切断面が得ら
れないケースが比較的高い頻度で発生するため、特に良
好な切断面を得たい場合などには、切断施工前に、グラ
インダ等の機械加工で塗装膜を除去等することが一般的
である。しかしながら、前記機械加工は、作業能率に不
満が大きく、より能率の良い塗装膜の除去方法が求めら
れていた。また、塗装膜を除去しないまま良好な切断を
可能にする方法も多種試みられているが、一般に、塗装
なしの同一材質鋼材のレーザ切断に比して、切断速度が
遅く、切断の能率が低いことが一般的であり、問題の根
本的な解決には至らない。
【０００３】特開昭６０−１７４２８９号公報、同６０
−９６３８３号公報には、レーザを用いた鋼材の切断加
工方法が記載されている。この切断方法は、図３
（ａ）、（ｂ）に示すように、合成樹脂等の被膜７を表
面に形成した材料（母材）１をレーザにより切断する方
法において、最初に弱いエネルギのレーザにより被膜７
を除去する第１の工程（図３（ａ））、その後に強いエ
ネルギで母材１を切断する第２の工程（図３（ｂ））と
するものである。この方法を被塗装鋼材の切断に利用し
たとすれば、グラインダ等の機械加工による塗装膜の除
去に比べて作業能率を向上することが可能となる。
−９６３８３号公報には、レーザを用いた鋼材の切断加
工方法が記載されている。この切断方法は、図３
（ａ）、（ｂ）に示すように、合成樹脂等の被膜７を表
面に形成した材料（母材）１をレーザにより切断する方
法において、最初に弱いエネルギのレーザにより被膜７
を除去する第１の工程（図３（ａ））、その後に強いエ
ネルギで母材１を切断する第２の工程（図３（ｂ））と
するものである。この方法を被塗装鋼材の切断に利用し
たとすれば、グラインダ等の機械加工による塗装膜の除
去に比べて作業能率を向上することが可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記特開昭６
０−１７４２８９号公報、同６０−９６３８３号公報に
記載の切断方法によると、第１の工程において除去した
合成樹脂等の被膜を構成する物質が、集光レンズ５に飛
着するという問題が生じた。本発明は、前記問題に鑑み
てなされたもので、レーザによる被塗装鋼材の切断方法
において、集光レンズ５への塗装材料の飛着を抑制する
ことができる被塗装鋼材のレーザ切断方法を提供するこ
とを目的とする。
０−１７４２８９号公報、同６０−９６３８３号公報に
記載の切断方法によると、第１の工程において除去した
合成樹脂等の被膜を構成する物質が、集光レンズ５に飛
着するという問題が生じた。本発明は、前記問題に鑑み
てなされたもので、レーザによる被塗装鋼材の切断方法
において、集光レンズ５への塗装材料の飛着を抑制する
ことができる被塗装鋼材のレーザ切断方法を提供するこ
とを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の被塗装鋼材のレ
ーザ切断方法では、切断線およびその近傍に塗装された
塗装膜をレーザで焼き切るマーキング工程と、前記マー
キング工程の完了後に前記切断線に沿ってレーザ切断す
る切断工程とを備え、マーキング工程におけるレーザの
焦点を被切断鋼材の表面から離間した位置とし、かつ切
断工程においてはレーザの焦点を被切断鋼材上に位置さ
せるとともにアシストガスを供給することを前記課題の
解決手段とした。
ーザ切断方法では、切断線およびその近傍に塗装された
塗装膜をレーザで焼き切るマーキング工程と、前記マー
キング工程の完了後に前記切断線に沿ってレーザ切断す
る切断工程とを備え、マーキング工程におけるレーザの
焦点を被切断鋼材の表面から離間した位置とし、かつ切
断工程においてはレーザの焦点を被切断鋼材上に位置さ
せるとともにアシストガスを供給することを前記課題の
解決手段とした。
【０００６】
【作用】本発明の被塗装鋼材のレーザー切断方法によれ
ば、マーキング工程で塗装膜を焼き切った部分が、切断
工程を実行する上でのマーキングとなる。マーキング工
程と切断工程とは、ともにレーザを用いるから、レーザ
機器を共用することにより、マーキング工程と切断工程
との移行時の機器の交換を不要又は簡便にすることが可
能である。また、マーキング工程におけるレーザの焦点
を被切断鋼材の表面から離間した位置、つまりレーザビ
ームの集光レンズが被塗装鋼材の表面からより離間した
位置にあるので、レーザにより除去された塗装材料の集
光レンズへの飛着を抑制することができる。また切断工
程においては、集光レンズがマーキング工程よりも被塗
装鋼材の表面に近い位置にあるが、アシストガスを供給
しながら切断を行うので、鋼材の溶融物がアシストガス
によって吹き飛ばされて集光レンズへの飛着が抑制され
る。
ば、マーキング工程で塗装膜を焼き切った部分が、切断
工程を実行する上でのマーキングとなる。マーキング工
程と切断工程とは、ともにレーザを用いるから、レーザ
機器を共用することにより、マーキング工程と切断工程
との移行時の機器の交換を不要又は簡便にすることが可
能である。また、マーキング工程におけるレーザの焦点
を被切断鋼材の表面から離間した位置、つまりレーザビ
ームの集光レンズが被塗装鋼材の表面からより離間した
位置にあるので、レーザにより除去された塗装材料の集
光レンズへの飛着を抑制することができる。また切断工
程においては、集光レンズがマーキング工程よりも被塗
装鋼材の表面に近い位置にあるが、アシストガスを供給
しながら切断を行うので、鋼材の溶融物がアシストガス
によって吹き飛ばされて集光レンズへの飛着が抑制され
る。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下本発明の一実施の形態を図１
及び図２を参照して説明する。図中、符号１は鋼材、２
は塗装膜、３は切断線、４はマーキング線、５は集光レ
ンズ、６は切断ノズルである。前記鋼材１は、表面全体
に塗装膜２が塗装されている。本実施の形態の被塗装鋼
材のレーザ切断方法は、まず、レーザ加工機上に切断す
べき鋼材１をセットし、図１に示すように、鋼材１上に
マーキング線４を引く。前記マーキング線４は、図２
（ａ）に示すように、集光レンズ５及び切断ノズル６の
鋼材１表面からの高さを調整して、焦点を鋼材１から離
間させた状態でレーザを照射することにより、塗装膜２
のみを焼き切って形成する。なお、マーキング線４は、
前記レーザの焦点と鋼材１表面との離間距離に応じた照
射幅により設定した幅で形成されている。このマーキン
グ工程においては、レーザを、鋼材１が溶融しない程度
のレーザ出力、速度とすればよい。
及び図２を参照して説明する。図中、符号１は鋼材、２
は塗装膜、３は切断線、４はマーキング線、５は集光レ
ンズ、６は切断ノズルである。前記鋼材１は、表面全体
に塗装膜２が塗装されている。本実施の形態の被塗装鋼
材のレーザ切断方法は、まず、レーザ加工機上に切断す
べき鋼材１をセットし、図１に示すように、鋼材１上に
マーキング線４を引く。前記マーキング線４は、図２
（ａ）に示すように、集光レンズ５及び切断ノズル６の
鋼材１表面からの高さを調整して、焦点を鋼材１から離
間させた状態でレーザを照射することにより、塗装膜２
のみを焼き切って形成する。なお、マーキング線４は、
前記レーザの焦点と鋼材１表面との離間距離に応じた照
射幅により設定した幅で形成されている。このマーキン
グ工程においては、レーザを、鋼材１が溶融しない程度
のレーザ出力、速度とすればよい。
【０００８】前記マーキング線４の形成が完了したら、
図２（ｂ）に示すように、集光レンズ５および切断ノズ
ル６を移動してレーザの焦点を鋼材１表面として切断線
３上を移動して、鋼材１を切断する。レーザ切断の際に
は、酸素をアシストガスとして供給する。
図２（ｂ）に示すように、集光レンズ５および切断ノズ
ル６を移動してレーザの焦点を鋼材１表面として切断線
３上を移動して、鋼材１を切断する。レーザ切断の際に
は、酸素をアシストガスとして供給する。
【０００９】前記被塗装鋼材のレーザ切断方法は、マー
キング線４の形成および切断を、集光レンズ５および切
断ノズル６を鉛直方向に調整することにより、加工機器
の交換を行うことなく実施できるので、切断能率が向上
する。また、レーザ加工機に制御装置で集光レンズ５お
よび切断ノズル６の作動を制御および記憶するようにす
れば、マーキング線４の形成時および切断時ともに、集
光レンズ５および切断ノズル６の水平方向への移動を同
一のプログラムで行うことができ、一層の作業能率の向
上が可能である。さらに、マーキング工程におけるレー
ザの焦点を被切断鋼材の表面から離間した位置としてい
るので、集光レンズ５への塗装材料の飛着を抑制するこ
とが可能となる。また切断工程においては、集光レンズ
５がマーキング工程よりも被塗装鋼材の表面に近い位置
にあるが、鋼材の溶融物はアシストガスによって吹き飛
ばされるので、集光レンズ５へ飛着するのを抑制するこ
とができる。
キング線４の形成および切断を、集光レンズ５および切
断ノズル６を鉛直方向に調整することにより、加工機器
の交換を行うことなく実施できるので、切断能率が向上
する。また、レーザ加工機に制御装置で集光レンズ５お
よび切断ノズル６の作動を制御および記憶するようにす
れば、マーキング線４の形成時および切断時ともに、集
光レンズ５および切断ノズル６の水平方向への移動を同
一のプログラムで行うことができ、一層の作業能率の向
上が可能である。さらに、マーキング工程におけるレー
ザの焦点を被切断鋼材の表面から離間した位置としてい
るので、集光レンズ５への塗装材料の飛着を抑制するこ
とが可能となる。また切断工程においては、集光レンズ
５がマーキング工程よりも被塗装鋼材の表面に近い位置
にあるが、鋼材の溶融物はアシストガスによって吹き飛
ばされるので、集光レンズ５へ飛着するのを抑制するこ
とができる。
【００１０】加えて、本実施の形態のレーザ切断方法に
よれば、マーキングと切断との間で加工機器の切り替え
が無いことや、マーキング後の切断速度の向上の結果、
切断作業全体のタクトタイムが短縮する。
よれば、マーキングと切断との間で加工機器の切り替え
が無いことや、マーキング後の切断速度の向上の結果、
切断作業全体のタクトタイムが短縮する。
【００１１】前記タクトタイムの短縮は、前述のよう
に、加工機器の切り換え作業の排除と、切断時間の短縮
とで実現される。前記切断時間の短縮は、例えば、造船
や橋梁に用いられるウォッシュプライマ材の場合、表１
に示すように、板厚６ｍｍの場合には、塗装膜２をマー
キング工程により除去しない場合の半分以下になる。
に、加工機器の切り換え作業の排除と、切断時間の短縮
とで実現される。前記切断時間の短縮は、例えば、造船
や橋梁に用いられるウォッシュプライマ材の場合、表１
に示すように、板厚６ｍｍの場合には、塗装膜２をマー
キング工程により除去しない場合の半分以下になる。
【００１２】
【表１】
【００１３】一方、切断作業全体のタクトタイムについ
ては、実際のレーザ加工機を用いた試験の結果、マーキ
ングを行った場合と行わない場合とを比較した場合、マ
ーキングを行った方が一般に短くなることが判明した。
ては、実際のレーザ加工機を用いた試験の結果、マーキ
ングを行った場合と行わない場合とを比較した場合、マ
ーキングを行った方が一般に短くなることが判明した。
【００１４】例えば、板厚９ｍｍの鋼材１を切断長１０
０ｍｍ、早送り長５０ｍ、早送り速度２４０００ｍｍ／
ｍｉｎ、マーキング速度１０００００ｍｍ／ｍｉｎの条
件で、加工機を用いて試験してみた。切断速度がマーキ
ング無しの場合７００ｍｍ／ｍｉｎに対し、マーキング
有りの場合には１１００ｍｍ／ｍｉｎで切断できるの
で、切断時間は、マーキング無しの１４３分、マーキン
グ有りの場合約９１分となった。また、早送りの時間は
約２分、マーキングの時間は約１０分であった。以上の
結果、前記レーザ切断方法は、マーキング時間が加算さ
れることや、早送り時間が切断工程とマーキング工程に
おいて重複して２倍かかること等を含めても、切断作業
全体のタクトタイムが、全体で塗装膜２をマーキング工
程により除去しない場合に比して約３０％の短縮になっ
ている。
０ｍｍ、早送り長５０ｍ、早送り速度２４０００ｍｍ／
ｍｉｎ、マーキング速度１０００００ｍｍ／ｍｉｎの条
件で、加工機を用いて試験してみた。切断速度がマーキ
ング無しの場合７００ｍｍ／ｍｉｎに対し、マーキング
有りの場合には１１００ｍｍ／ｍｉｎで切断できるの
で、切断時間は、マーキング無しの１４３分、マーキン
グ有りの場合約９１分となった。また、早送りの時間は
約２分、マーキングの時間は約１０分であった。以上の
結果、前記レーザ切断方法は、マーキング時間が加算さ
れることや、早送り時間が切断工程とマーキング工程に
おいて重複して２倍かかること等を含めても、切断作業
全体のタクトタイムが、全体で塗装膜２をマーキング工
程により除去しない場合に比して約３０％の短縮になっ
ている。
【００１５】したがって、前記レーザ切断方法は、良好
な切断面が得られることは勿論、板厚が薄い場合や切断
長が長い場合には、タクトタイムが短縮して、前記の効
果を一層顕著に発揮する。また、マーキング工程におけ
るレーザの焦点を被切断鋼材の表面から離間した位置と
するので、マーキング工程において集光レンズ５への塗
装材料の飛着を抑制することができる。
な切断面が得られることは勿論、板厚が薄い場合や切断
長が長い場合には、タクトタイムが短縮して、前記の効
果を一層顕著に発揮する。また、マーキング工程におけ
るレーザの焦点を被切断鋼材の表面から離間した位置と
するので、マーキング工程において集光レンズ５への塗
装材料の飛着を抑制することができる。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の被塗装鋼
材のレーザ切断方法によれば、切断線およびその近傍に
塗装された塗装膜をレーザで焼き切るマーキング工程
と、前記マーキング工程の完了後に前記切断線に沿って
切断する切断工程とを備え、マーキング工程におけるレ
ーザの焦点を被切断鋼材の表面から離間した位置とし、
かつ切断工程においてはレーザの焦点を被切断鋼材上に
位置させるとともにアシストガスを吹き付けるものであ
って、前記各工程間を移行する際に加工機器の交換作業
が不要又は簡単であるとともに塗装膜の除去後の鋼材の
切断速度が増大するから、切断作業全体のタクトタイム
が短縮し、しかも良好な切断面が得られ、集光レンズへ
の塗装材料および鋼材の溶融物の飛着を抑制することが
可能となるといった優れた効果を奏する。
材のレーザ切断方法によれば、切断線およびその近傍に
塗装された塗装膜をレーザで焼き切るマーキング工程
と、前記マーキング工程の完了後に前記切断線に沿って
切断する切断工程とを備え、マーキング工程におけるレ
ーザの焦点を被切断鋼材の表面から離間した位置とし、
かつ切断工程においてはレーザの焦点を被切断鋼材上に
位置させるとともにアシストガスを吹き付けるものであ
って、前記各工程間を移行する際に加工機器の交換作業
が不要又は簡単であるとともに塗装膜の除去後の鋼材の
切断速度が増大するから、切断作業全体のタクトタイム
が短縮し、しかも良好な切断面が得られ、集光レンズへ
の塗装材料および鋼材の溶融物の飛着を抑制することが
可能となるといった優れた効果を奏する。
【図１】 切断すべき鋼材表面に形成されるマーキング
線、および切断線を示す全体図である。
線、および切断線を示す全体図である。
【図２】 （ａ）マーキング時の集光レンズと切断ノズ
ルの位置関係を示す断面略図、（ｂ）切断時の集光レン
ズと切断ノズルの位置関係を示す断面略図である。
ルの位置関係を示す断面略図、（ｂ）切断時の集光レン
ズと切断ノズルの位置関係を示す断面略図である。
【図３】 特開昭６０−１７４２８９号に開示されてい
るレーザ切断方法を示す図であって、（ａ）合成樹脂膜
を除去する工程、（ｂ）母材を切断する工程を示す図で
ある。
るレーザ切断方法を示す図であって、（ａ）合成樹脂膜
を除去する工程、（ｂ）母材を切断する工程を示す図で
ある。
１ 鋼材 ２ 塗装膜 ３ 切断線
Claims (1)
- 【請求項１】 切断線およびその近傍に塗装された塗装
膜をレーザで焼き切るマーキング工程と、前記マーキン
グ工程の完了後に前記切断線に沿ってレーザ切断する切
断工程とを備え、マーキング工程におけるレーザの焦点
を被切断鋼材の表面から離間した位置とし、かつ切断工
程においてはレーザの焦点を被切断鋼材上に位置させる
とともにアシストガスを供給することを特徴とする被塗
装鋼材のレーザ切断方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9208102A JP2815350B2 (ja) | 1997-08-01 | 1997-08-01 | 被塗装鋼材のレーザ切断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9208102A JP2815350B2 (ja) | 1997-08-01 | 1997-08-01 | 被塗装鋼材のレーザ切断方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5094688A Division JPH06304773A (ja) | 1993-04-21 | 1993-04-21 | 被塗装鋼材のレーザ切断方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1071481A JPH1071481A (ja) | 1998-03-17 |
| JP2815350B2 true JP2815350B2 (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=16550677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9208102A Expired - Lifetime JP2815350B2 (ja) | 1997-08-01 | 1997-08-01 | 被塗装鋼材のレーザ切断方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2815350B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102699541A (zh) * | 2012-05-11 | 2012-10-03 | 东莞光谷茂和激光技术有限公司 | 一种覆膜金属板的激光切割工艺 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103231175B (zh) * | 2012-12-27 | 2016-06-08 | 苏州领创激光科技有限公司 | 石油筛管的切割方法 |
| DE102015212444B4 (de) | 2015-06-12 | 2025-01-30 | Schuler Pressen Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer Blechplatine |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6096383A (ja) * | 1983-10-31 | 1985-05-29 | Toshiba Corp | レ−ザ切断方法 |
| JPS60174289A (ja) * | 1984-02-17 | 1985-09-07 | Toshiba Corp | 被膜付材料のレ−ザ光による切断加工方法 |
| JP2724192B2 (ja) * | 1989-02-17 | 1998-03-09 | 株式会社アマダ | フィルムコーティング材のレーザ加工方法 |
| JPH02295688A (ja) * | 1989-05-01 | 1990-12-06 | Amada Co Ltd | フィルムコーティング材のレーザ加工方法およびその方法に用いるレーザ加工ヘッド |
-
1997
- 1997-08-01 JP JP9208102A patent/JP2815350B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102699541A (zh) * | 2012-05-11 | 2012-10-03 | 东莞光谷茂和激光技术有限公司 | 一种覆膜金属板的激光切割工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1071481A (ja) | 1998-03-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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