[发明专利]进行穿孔的激光加工方法及激光加工装置

说明书

技术领域

本发明涉及激光加工方法及激光加工装置，特别涉及在激光切割之前进行用于在工件的切割开始点形成通孔的穿孔（piercing）的激光加工方法及激光加工装置。

背景技术

作为激光加工的一种的激光切割，一般是利用激光的热来熔融工件、通过喷出辅助气体去除工件的熔融物来进行的。为了在激光的热的基础上还利用工件的燃烧热，也有辅助气体采用高纯度氧气的情况。在切割开始时，期望通过喷出辅助气体，处于从与照射激光的工件的表面相反侧的背面顺利地除去熔融物的状态。所以，在激光切割中已知：在切割开始之前，进行用于在工件的切割开始点形成通孔的所谓的穿孔。

日本专利第3110504号公报（JP3110504B）中记载了通过以下两个步骤进行穿孔的激光加工方法，第一步骤为：在使激光焦点从工件表面离开规定距离的状态下，用比开孔时的设定值高的激光输出和辅助气体气压在工件表面形成凹处，第二步骤为：接下来，在使焦点向进入工件内部的方向移动规定量的状态下，用比第一步骤低的激光输出和辅助气体气压进行开孔。并说明：在第一步骤中，在工件表面上迅速形成直径大并深度浅的凹处，在第二步骤，从凹处的底部连续进行穿孔，从而能够将辅助气体高效地向凹处供给，能够稳定且良好地进行穿孔。还说明：在第二步骤，在渐渐减小间隙量的同时，以在工件表面不发生爆炸的程度用设定成比第一步骤更低的激光输出及辅助气体气压进行激光照射。

日本特开2007-75878号公报（JP2007-75878A）中记载了一种激光加工方法，其具备：用第一穿孔条件将激光束照射到被加工件上进行穿孔加工的第一工序；在第一工序后将激光束的照射停止0.5秒以上的第二工序；以及第二工序后，在第一工序中加工的部分上用第二穿孔条件照射激光束来完成穿孔加工的第三工序。并说明：基于在第一工序中选择的第一穿孔条件，到被加工件板厚的中途形成穿孔，在接下来的第二工序暂时停止照射光束，所以进行到中途的氧化燃烧反应被遮断，在接下来的第三工序中再次照射激光束，但因为不存在剩余的热量输入，所以能够形成小直径的穿孔，以此能够减少喷溅量的同时缩短加工时间。而且，在第一工序中在第一穿孔加工前喷射喷溅附着防止剂，在第二工序中喷射空气及喷溅附着防止剂，在第三工序中在第二穿孔加工后喷射空气，从而能够防止穿孔周围的喷溅的残留和粘着。

日本特开平7-9175号公报（JP7-9175A）中记载了如下的激光加工机的穿孔方法：从工件上方较高的位置开始穿孔，以不喷起熔融金属的方式变更加工条件，使加工头下降到切割高度，在切割高度进一步进行穿孔，从而不会发生熔融金属喷起地以短时间实施穿孔。

日本特开平10-323781号公报（JP10-323781A）中记载了如下的激光加工方法：在穿孔开始时将激光输出设定为连续输出，并在穿孔的进行途中将激光输出改变为脉冲输出进行穿孔。

在日本JP3110504B中记载的激光加工方法中，对第一步骤中形成的大直径浅凹处的底部，在第二步骤中以在工件表面不发生爆发的程度用设定成比第一步骤低的激光输出及辅助气体压力进行开孔，所以很难缩短穿孔需要的时间。在日本JP2007-75878A中记载的激光加工方法中，能够取得加工时间的缩短效果，但因为有穿孔周围残留并粘着喷溅物的倾向，所以提供防止这种倾向的方法，而且需要用于冷却的第二工序，所以加工时间的缩短效果有限。

发明内容

在进行穿孔的激光加工方法以及激光加工装置中，期望不被用于避免因加工点的过热、加工点周边附着的残留熔融物引起的工件的持续燃烧（所谓的自燃）的加工条件（激光输出等）限制，缩短穿孔所需的时间。

本发明的一个实施方式为激光加工方法，具备：在使焦点从工件的表面离开的状态下对表面照射激光，在工件上形成具有在表面开口的筒状内周面及底面的有底孔的第一工序；以及对有底孔的开口的内侧喷射辅助气体的一方面，不对开口的周边区域喷射辅助气体，并对有底孔的底面照射激光，形成贯通工件的通孔的第二工序。

本发明的另一实施方式为激光加工装置，具备：加工头，将从激光振荡器射出来的激光进行聚光并照射到工件W，且对该工件喷射辅助气体；控制部，是控制加工头的动作的控制部，控制第一工序和第二工序，第一工序是在使焦点从工件的表面离开的状态下对该表面照射激光，在该工件上形成具有在该表面开口的筒状内周面及底面的有底孔的工序，第二工序是对有底孔的开口的内侧喷射辅助气体的一方面，不对开口的周边区域喷射辅助气体，并对有底孔的底面照射激光，形成贯通工件的通孔的工序。