[发明专利]激光切割方法及激光切割装置

说明书

本申请要求于2011年11月2日在日本提交的第2011-241464号专利申请的优先权，在此引用该专利申请的内容。

技术领域

本发明涉及一边对被加工材料照射激光束一边喷射切割气体而切割被加工材料的激光切割方法以及激光切割装置。

背景技术

在激光切割中，使切割燃气在激光束的周围流动，通过照射到被加工材料的激光束的能量和被加工材料与切割燃气的氧化反应的能量使被加工材料熔化，熔融的金属通过切割气体的动能而被排出。

当通过这种激光切割来切割被加工材料时，可期望的是设定激光切割的终点以使激光喷嘴按照预先设定的形状从被加工材料分离。然而，例如，在使用氧作为切割气体来切割软钢材的情况下，根据切割的形状和材质、表面状态，可能存在超过需要的大范围变为高温，被加工材料过渡熔融，从而在切断终点附近难以确保期望的形状的情况。

因此，为了在激光切割的终点附近确保期望的形状，一般情况是例如保留如图5A中所示的微型接头(micro joint)而进行切割。或者，一般是进行如图5B至图5D所示的切离(切逃げ)。这里，在图5A至图5D中的实线表示切割沟槽的边缘部分，阴影圆圈表示通孔，虚线以及虚线上的箭头表示激光喷嘴的轨迹。

然而，在以保留微型接头的方式进行切割的情况下，需要另外切割微型接头，所以增加了切割工艺次数和切割成本。因此，公开有例如使微型接头形成得小而提高加工效率的技术(例如，参考专利文献1)。

另一方面，在切离中，在切割终点附近容易发生伤痕。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2001-334379号公报

发明内容

技术问题

图6A至图6C是示出切断终点附近的激光切割的状态的示意图。在图6A至图6C中，上侧示出了平面图，下侧示出了与平面图对应的沿T-T线截取的剖视图。在图6A至图6C中，符号C表示切割沟槽、符号D表示通孔、符号E表示激光束、符号G表示切割气体、符号W表示被加工材料、符号H表示后拖量(drag)以及符号J表示残留边缘(Remaining margin)。

例如，如图6A所示，在切割终点附近，随着激光喷嘴按照箭头所示接近已切割沟槽C的切割完成部，切割前面部和已切割沟槽之间的残留边缘J减少，切割产生的热难以释放。

接着，如图6B所示，随着激光喷嘴接近切割完成部，由于后拖量的延迟，导致后拖量下方部分的温度急速上升。

进一步地，如图6C所示，随着激光喷嘴接近切割完成部，残留边缘J因热能而急速升温从而急剧熔融。由于该急剧熔融而产生伤痕。

进一步地，在切割终点附近和/或输入热量容易发生偏向的角落部中，通过减少输入热量并降低切割速度，从而能够抑制伤痕的发生而进行高品质的切割。

鉴于考虑到这种情况，本发明的目的在于提供一种当对诸如钢板的被加工材料进行激光切割时，在将切割终点作为起始的切割轨迹的期望的位置处，能够抑制期望的加工形状中的伤痕的产生而高效率地进行切割的激光切割方法以及激光切割装置。

解决方案

根据本发明的第一实施方式的激光切割方法，所述激光切割方法通过从激光喷嘴对被加工材料照射激光束，同时喷射切割气体，从而在所述被加工材料的激光束照射的部位被所述切割气体覆盖的状态下，使所述激光喷嘴和所述被加工材料相对移动而切割所述被加工材料。并且，基于所述被加工材料的材质和板厚，设定对所述被加工材料进行稳态切割时所述切割气体含有的稳态氧浓度、对所述被加工材料进行稳态切割时的所述被加工材料和所述激光喷嘴的稳态相对移动速度、基于包括所述激光束的频率、占空比、峰值或者平均输出的激光束控制条件对所述被加工材料进行稳态切割时的激光束稳态控制条件。进一步地，当所述激光喷嘴到达位于切割轨迹的终点或角落部的任意一个的前侧的第一设定位置时，使所述被加工材料和所述激光喷嘴的相对移动速度降低到比所述稳态相对移动速度低速的第一设定速度，并且当所述激光喷嘴到达位于比所述第一设定位置更靠近所述终点或角落部侧的第二设定位置时，改变所述切割气体的所述氧浓度和所述激光束的控制条件中的至少一个以减少输入到所述被加工材料的热量，同时使所述被加工材料和所述激光喷嘴的相对移动速度降低到比所述第一设定速度低速的与输入到所述被加工材料的热量对应的第二设定速度。