レーザダル加工方法

【課題】レーザーダル穴内部に残存した溶融物を速やかに除去し、より深いレーザーダル穴を加工する。
【解決手段】圧延ロール表面にダル加工を施すレーザダル加工方法において、被加工ロールへのレーザ照射点にノズル背圧が３kg／cm²以上のアシストガスを吹付けることによって、より深いレーザダル穴加工を可能とする。また、好ましくは、アシストガスを、最も高圧となる被加工ロール上での点がレーザ照射点から半径１０mm内で、且つ、レーザ光に対して、３０〜６０°外側に傾斜した角度から吹き付ける。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザダル加工において、安定的により深いレーザダル穴加工を行うためのレーザダル加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、レーザダル加工により圧延ロール表面にパルス化されたレーザ光を照射することで、被加工ロール表面にレーザダル穴の加工を施す技術が広く知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来技術では、被加工ロールへ照射されたパルスレーザ光は、被加工ロール表面を蒸発及び溶融させることで、レーザダル穴の加工を施しているが、昇華温度まで達しない溶融物が加工後に穴内部に残存した状態となり、きれいな円錐状のレーザダル穴を加工することが困難であった。そのためロール毎に加工バラツキが発生し、圧延に適用しても、安定的なパフォーマンスを得ることができなかった。
【０００４】そこで、本発明者らは、この溶融物をダル加工と同時に除去する技術について種々研究した結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明の課題は、レーザーダル穴内部に残存した溶融物を速やかに除去し、より深いレーザーダル穴を加工することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記した従来技術の課題を有利に解決するものであって、その要旨とするところは、レーザダル加工において、加工と同時にアシストガスを被加工ロール表面のレーザ照射点へブローすることで、ダル穴内に残存する溶融物を除去することを特徴としたレーザダル加工方法である。
【０００６】即ち、本発明の具体的な手段は次の通りである。
（１）圧延ロール表面にダル加工を施すレーザダル加工方法において、被加工ロールへのレーザ照射点にノズル背圧が３kg／cm²以上のアシストガスを吹付けてダル加工を行い、これにより深いレーザダル穴加工を可能とすることを特徴とするレーザダル加工方法。
（２）上記（１）記載のレーザダル加工方法において、アシストガスを、最も高圧となる被加工ロール上での点がレーザ照射点から半径１０mm内で、且つ、レーザ光に対して３０〜６０°外側に傾斜した角度から吹き付けることを特徴とするレーザダル加工方法。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下に本発明を図面に基づき詳細に説明する。図１はレーザダル加工装置における加工ヘッドの概略を示したものである。図示していないレーザ発振器より発振されたレーザ光１が集光レンズ２まで伝送され、集光レンズ２により集光され被加工ロール３へ照射される。このレーザ光が被加工ロールに照射される点へアシストガスノズル４によりアシストガスをレーザ光に対して３０〜６０°の角度で、しかも被加工ロール表面でのアシストガスの最も圧力が高い点がレーザ光照射点を中心とした半径１０mmの円内に吹付けられるような配置になっている。ただし、アシストガスの中心線は、レーザ光の進行方向の延長線上と交わらなければならない。
【０００８】図２〜４は、圧力、角度およびレーザ照射点からの距離とレーザ加工穴の深さのバラツキを示した図である。図２は、アシストガス用ノズル背圧と穴深さのバラツキとの関係を示した図である。図から分かるように、ノズル背圧が３kg／cm²以上では、穴深さバラツキが安定する。同様に、図３はアシストガスの吹き付け角度と穴深さとの関係であり、図から分かるように、３０〜６０°で穴深さのバラツキが安定して小さい。図４は、アシストガスの吹き付け点のレーザー照射点からの距離と穴深さバラツキとの関係を示したもので、図から分かるように、距離が１０mm以下で穴深さバラツキが安定して小さくなっている。
【０００９】このように、圧力、及び必要に応じて角度およびレーザ照射点からの距離が、本発明の請求項１．２に示した範囲内になければ、安定したレーザダル穴加工ができない。
【００１０】
【実施例】被加工ロールへのレーザ光照射点より３mm離れた点にアシストガスの最も高圧部が衝突するようにし、アシストガスのレーザ光との角度を４５°とし、被加工ロールでのアシストガスのノズル背圧を３kg／cm²で吹付けてレーザ加工を実施した。また、アシストガスとしてエアを使用した。
【００１１】その結果を図５に示す。図５は、従来技術と比較して本発明による加工方法にて加工した場合の穴深さのバラツキを示す。従来技術では、穴深さのバラツキが大きく、圧延に適用された場合、圧延寿命が大きくばらつき、短寿命のものが多く発生していた。しかし、本発明により安定した穴深さのレーザダル加工が可能となり、圧延寿命も安定的に長寿命を達成することができた。
【００１２】
【発明の効果】本発明により、安定した穴深さのレーザダル加工が可能となり、圧延寿命も安定的に長寿命化させることができ、ロール原単位が向上した。さらに、圧延によるロール交換頻度も低減され、作業率および生産性が向上した。
【図面の簡単な説明】
【図１】レーザダル加工装置における加工ヘッドの概略を示す図である。
【図２】アシストガス圧力と穴深さのバラツキを示す図である。
【図３】アシストガス吹付け角と穴深さのバラツキを示す図である。
【図４】アシストガス吹付け位置とレーザ照射点との距離と穴深さのバラツキを示す図である。
【図５】従来技術と本発明によるレーザダル加工での穴深さのバラツキを示す図である。
【符号の説明】
１レーザ光２集光レンズ
３被加工ロール４アシストガスノズル

【特許請求の範囲】
【請求項１】圧延ロール表面にダル加工を施すレーザダル加工方法において、被加工ロールへのレーザ照射点にノズル背圧が３kg／cm²以上のアシストガスを吹付けてダル加工を行い、これにより深いレーザダル穴加工を可能とすることを特徴とするレーザダル加工方法。
【請求項２】請求項１記載のレーザダル加工方法において、アシストガスを、最も高圧となる被加工ロール上での点がレーザ照射点から半径１０mm内で、且つ、レーザ光に対して３０〜６０°外側に傾斜した角度から吹き付けることを特徴とするレーザダル加工方法。

【図１】