JPH02155585A - クラッディング装置 - Google Patents
クラッディング装置Info
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- JPH02155585A JPH02155585A JP63310356A JP31035688A JPH02155585A JP H02155585 A JPH02155585 A JP H02155585A JP 63310356 A JP63310356 A JP 63310356A JP 31035688 A JP31035688 A JP 31035688A JP H02155585 A JPH02155585 A JP H02155585A
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- powder
- metal powder
- metal
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- 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
- B23K26/20—Bonding
- B23K26/32—Bonding taking account of the properties of the material involved
-
- 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
- B23K26/34—Laser welding for purposes other than joining
- B23K26/342—Build-up welding
-
- 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
- B23K2103/50—Inorganic materials other than metals or composite materials
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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】
（産業上の利用分野）
本発明は、金属母材上に給粉ノズルにより金属粉末を供
給するとともに、この供給された金属母材上の金属粉末
をレーザビームにより溶融してその金属母材上に肉盛す
るクラツディング装置に関するものである。
給するとともに、この供給された金属母材上の金属粉末
をレーザビームにより溶融してその金属母材上に肉盛す
るクラツディング装置に関するものである。
（従来の技術）
一般に、金属粉末を金属母材上に供給する時に、給粉ノ
ズルを用いて供給する場合には、金属粉末が給粉ノズル
の出口から広がって行くようにして金属母材上に供給さ
れる。この広がった金属粉末は、レーザビームによる肉
盛方向に対してレーザビームによっｔ形成される溶融池
の直ぐ後方側の既に肉盛されたクラッド層の表面に付着
することになる。この付着した金属粉末は、新たな肉盛
のために古い溶融池が急冷凝固しながら溶融池が移動す
るために、未溶解のままクラッド層の表面に残ってしま
い表面粗さを悪くする。
ズルを用いて供給する場合には、金属粉末が給粉ノズル
の出口から広がって行くようにして金属母材上に供給さ
れる。この広がった金属粉末は、レーザビームによる肉
盛方向に対してレーザビームによっｔ形成される溶融池
の直ぐ後方側の既に肉盛されたクラッド層の表面に付着
することになる。この付着した金属粉末は、新たな肉盛
のために古い溶融池が急冷凝固しながら溶融池が移動す
るために、未溶解のままクラッド層の表面に残ってしま
い表面粗さを悪くする。
従来、この種の問題を解決するに、前述されたクラツデ
ィング装置においては、金属粉末を金属母材上に供給す
る給粉ノズルの口径を小さくしたり、また給粉ノズルの
先端から溶融池までの距離を短かくしている。
ィング装置においては、金属粉末を金属母材上に供給す
る給粉ノズルの口径を小さくしたり、また給粉ノズルの
先端から溶融池までの距離を短かくしている。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、前述されたものにおいては、例えば銅系
合金の場合のように融点の低い金属粉末で肉盛する場合
には、給粉ノズルの先端付近における金属粉末の溶解凝
縮により給粉ノズルに詰まりが住じるという問題点があ
る。
合金の場合のように融点の低い金属粉末で肉盛する場合
には、給粉ノズルの先端付近における金属粉末の溶解凝
縮により給粉ノズルに詰まりが住じるという問題点があ
る。
本発明は、この問題点を解消することを目的とし、クラ
ッド層の表面粗さの良いものが得られながら、給粉ノズ
ルの詰まりを防止できるクラツディング装置を提供する
ことにある。
ッド層の表面粗さの良いものが得られながら、給粉ノズ
ルの詰まりを防止できるクラツディング装置を提供する
ことにある。
（課題を解決するための手段）
前述された課題を解決するために、本発明によるクラツ
ディング装置は、前述されたものにおいて、 前記給粉ノズルを内管と外管とを有する内外二重管構造
で構成するとともに、前記金属母材上にその内管により
前記金属粉末を供給し、またそれら内管と外管との間に
よりガスを供給して、前記金属粉末をそのガスにより囲
繞して前記金属母材上に供給する ことを特徴とするものである。
ディング装置は、前述されたものにおいて、 前記給粉ノズルを内管と外管とを有する内外二重管構造
で構成するとともに、前記金属母材上にその内管により
前記金属粉末を供給し、またそれら内管と外管との間に
よりガスを供給して、前記金属粉末をそのガスにより囲
繞して前記金属母材上に供給する ことを特徴とするものである。
金属粉末を囲繞するガスは不活性ガス、活性ガス或いは
これらの混合ガスで、Ｃ０２Ｃ０２、Ａｒ、Ｈｚ 、Ｎ
ｚ 、Ｏ□、ＣＨａ 、ＣｔＨｓ、Ｃ，Ｈ２等及びこれ
らの混合体が好ましい。
これらの混合ガスで、Ｃ０２Ｃ０２、Ａｒ、Ｈｚ 、Ｎ
ｚ 、Ｏ□、ＣＨａ 、ＣｔＨｓ、Ｃ，Ｈ２等及びこれ
らの混合体が好ましい。
（作 用）
内管により供給される金属粉末が、内管と外管との間に
より供給されるガスにより囲繞され、金属母材上に供給
される金属粉末の広がりが抑制される。
より供給されるガスにより囲繞され、金属母材上に供給
される金属粉末の広がりが抑制される。
（発明の効果）
したがって、クラッド層の表面粗さの良いものを得るに
、給粉ノズルの口径を小さ（したり、給粉ノズルの先端
から溶融池までの距離を短か（する必要がない。このた
めに、クラッド層の表面に未溶解粒子の付着がない表面
粗さの良い、平滑な表面のクラッド層が得られながら、
給粉ノズルの口径を小さくすることなく、また給粉ノズ
ルの先端から溶融池までの距離を長くとれることがら給
粉ノズルの詰まりを防止できる。
、給粉ノズルの口径を小さ（したり、給粉ノズルの先端
から溶融池までの距離を短か（する必要がない。このた
めに、クラッド層の表面に未溶解粒子の付着がない表面
粗さの良い、平滑な表面のクラッド層が得られながら、
給粉ノズルの口径を小さくすることなく、また給粉ノズ
ルの先端から溶融池までの距離を長くとれることがら給
粉ノズルの詰まりを防止できる。
さらに、囲繞するガスにより金属粉末の直進性が向上し
たことから、垂直に近い金属母材の表面上への肉盛も容
易に行ない得る。
たことから、垂直に近い金属母材の表面上への肉盛も容
易に行ない得る。
（実施例）
次に、本発明によるクラツディング装置の具体的実施例
につき、図面を参照しつつ説明する。
につき、図面を参照しつつ説明する。
第１図において、図示されていないキャリヤー上に載置
されて矢印方向に移動させられる金属母材１の上方には
、この金属母材１上にクラッド層（アロイング層を含む
。）２を肉盛形成するための本発明によるクラツディン
グ装置Ａが設けられている。したがって、クラツディン
グ装置Ａに対して金属母材ｌが矢印方向に移動させられ
ることになる。
されて矢印方向に移動させられる金属母材１の上方には
、この金属母材１上にクラッド層（アロイング層を含む
。）２を肉盛形成するための本発明によるクラツディン
グ装置Ａが設けられている。したがって、クラツディン
グ装置Ａに対して金属母材ｌが矢印方向に移動させられ
ることになる。
前記クラツディング装置Ａは、金属母材１の表面に対し
て軸線Ｘが垂直に位置されるように、また金属母材１の
近くに開口端３が位置されるように配される筒体４を有
している。この筒体４内には、軸線Ｘを光軸として金属
母材１の表面に対して垂直にレーザビーム５を照射する
ようにそのレーザビーム５をフォー力ツシングするため
の対物レンズ６が設けられている。また、第１図におい
て対物レンズ６より下側の筒体４の壁部７には、内外二
重管構造で構成される給粉ノズル８が、この給粉ノズル
８の軸線Ｙが金属母材ｌの表面において筒体４の軸線Ｘ
と交叉するように、またその軸線Ｙの軸線Ｘに対する傾
斜を少なくしてできるだけ同軸状になるようにして傾斜
状態で貫設されている。この給粉ノズル８は、前述のよ
うに内外二重管構造であって同軸状に配される内管９と
外管１０とにより構成されている。この内管９の上部入
口は金属粉末を収容する図示されていないホッパーに連
接されているとともに、下部出口の内径はレーザビーム
５の金属母材１の表面におけるビーム径のほぼ１７３程
度に設定されている。また、外管１０の上部入口は不活
性ガスの一種であるアルゴンガスの図示されていない供
給源に接続され、金属粉末が同様に不活性ガスの例えば
アルゴンガスをキャリヤガスとして用いて圧送される場
合にはそのキャリヤガスのガス圧以上で外管１０に供給
されるようになっている。なお、１１は、筒体４内の、
開口端３に連なる下部空間１２を不活性雰囲気に保って
内管９によって供給される金属粉末の酸化を防止するた
めに、また対物レンズ６の表面を金属母材２からの溶融
飛散物から保護するために、同様に不活性ガスの一種で
あるアルゴンガスを圧送供給するガス供給口である。
て軸線Ｘが垂直に位置されるように、また金属母材１の
近くに開口端３が位置されるように配される筒体４を有
している。この筒体４内には、軸線Ｘを光軸として金属
母材１の表面に対して垂直にレーザビーム５を照射する
ようにそのレーザビーム５をフォー力ツシングするため
の対物レンズ６が設けられている。また、第１図におい
て対物レンズ６より下側の筒体４の壁部７には、内外二
重管構造で構成される給粉ノズル８が、この給粉ノズル
８の軸線Ｙが金属母材ｌの表面において筒体４の軸線Ｘ
と交叉するように、またその軸線Ｙの軸線Ｘに対する傾
斜を少なくしてできるだけ同軸状になるようにして傾斜
状態で貫設されている。この給粉ノズル８は、前述のよ
うに内外二重管構造であって同軸状に配される内管９と
外管１０とにより構成されている。この内管９の上部入
口は金属粉末を収容する図示されていないホッパーに連
接されているとともに、下部出口の内径はレーザビーム
５の金属母材１の表面におけるビーム径のほぼ１７３程
度に設定されている。また、外管１０の上部入口は不活
性ガスの一種であるアルゴンガスの図示されていない供
給源に接続され、金属粉末が同様に不活性ガスの例えば
アルゴンガスをキャリヤガスとして用いて圧送される場
合にはそのキャリヤガスのガス圧以上で外管１０に供給
されるようになっている。なお、１１は、筒体４内の、
開口端３に連なる下部空間１２を不活性雰囲気に保って
内管９によって供給される金属粉末の酸化を防止するた
めに、また対物レンズ６の表面を金属母材２からの溶融
飛散物から保護するために、同様に不活性ガスの一種で
あるアルゴンガスを圧送供給するガス供給口である。
以上により、内管９により供給され、レーザビーム５に
熔畿されてクラッド層２を肉盛形成するための金属粉末
、言い換えれば金属粉末の供給流れが、内管９と外管１
０との間により供給されるアルゴンガスにより同軸状に
囲繞されるようになる。また、筒体４の軸線Ｘに対する
給粉ノズル８の軸線Ｙの傾斜を少なくしてできるだけ同
軸状になるように給粉ノズル８を設けたことから、レー
ザビーム５、金属粉末およびその金属粉末を囲繞するア
ルゴンガスがほぼ同軸状となづてレーザビーム５により
形成される溶融池に向かうようになる。
熔畿されてクラッド層２を肉盛形成するための金属粉末
、言い換えれば金属粉末の供給流れが、内管９と外管１
０との間により供給されるアルゴンガスにより同軸状に
囲繞されるようになる。また、筒体４の軸線Ｘに対する
給粉ノズル８の軸線Ｙの傾斜を少なくしてできるだけ同
軸状になるように給粉ノズル８を設けたことから、レー
ザビーム５、金属粉末およびその金属粉末を囲繞するア
ルゴンガスがほぼ同軸状となづてレーザビーム５により
形成される溶融池に向かうようになる。
したがって、本実施例によれば、金属粉末の供給流れを
同軸状に囲繞するアルゴンガスにより金属粉末の酸化を
確実に防止できるとともに、溶融池の付近を常に新鮮な
アルゴンガスによる不活性ガスの雰囲気で包むことがで
きて金属母材１の酸化防止が図れる。また、囲繞するア
ルゴンガスにより金属粉末の供給流れの広がりが抑制さ
れるために、既に肉盛されたクラッド層２の表面に金属
粉末が付着して未溶解のままクラッド層２の表面に残る
ことがなくなり、平滑な表面を有するクラッド層２が得
られる。加えて、給粉ノズル８の先端と溶融池との間の
距離を、クラッド層２の表面粗さの低下を招くことなく
長くとれるために、給粉ノズル８の先端付近における金
属粉末の溶解凝縮による給粉ノズル８の詰まりが生じな
い。特に、銅系合金等の低融点の金属粉末を用いる場合
に適している。
同軸状に囲繞するアルゴンガスにより金属粉末の酸化を
確実に防止できるとともに、溶融池の付近を常に新鮮な
アルゴンガスによる不活性ガスの雰囲気で包むことがで
きて金属母材１の酸化防止が図れる。また、囲繞するア
ルゴンガスにより金属粉末の供給流れの広がりが抑制さ
れるために、既に肉盛されたクラッド層２の表面に金属
粉末が付着して未溶解のままクラッド層２の表面に残る
ことがなくなり、平滑な表面を有するクラッド層２が得
られる。加えて、給粉ノズル８の先端と溶融池との間の
距離を、クラッド層２の表面粗さの低下を招くことなく
長くとれるために、給粉ノズル８の先端付近における金
属粉末の溶解凝縮による給粉ノズル８の詰まりが生じな
い。特に、銅系合金等の低融点の金属粉末を用いる場合
に適している。
また、前述したように、レーザビーム５および金属粉末
の供給流れが同軸状であるために、平面上における全方
位に肉盛することが可能である。さらに、前述のように
給粉ノズル８の先端と溶融池との間の距離が長くとれ、
給粉ノズル８のハンドリングが容易なことも相俟って、
従来法では困難であった金属母材１の凹みの底への肉盛
が容易である。
の供給流れが同軸状であるために、平面上における全方
位に肉盛することが可能である。さらに、前述のように
給粉ノズル８の先端と溶融池との間の距離が長くとれ、
給粉ノズル８のハンドリングが容易なことも相俟って、
従来法では困難であった金属母材１の凹みの底への肉盛
が容易である。
さらには、囲繞するアルゴンガスにより金属粉末の供給
流れの直進性が向上し、また前述された給粉ノズル８の
ハンドリングの容易さも相俟って、金属母材１の垂直に
近い表面にも肉盛が容易にでき、クラッド層２を３次元
的に容易に得ることができる。特に本実施例によるクラ
ツディング装置Ａをロボット等の先に取付けることによ
り、このクラツディング装置Ａの性能を最大に生かすこ
とができる。
流れの直進性が向上し、また前述された給粉ノズル８の
ハンドリングの容易さも相俟って、金属母材１の垂直に
近い表面にも肉盛が容易にでき、クラッド層２を３次元
的に容易に得ることができる。特に本実施例によるクラ
ツディング装置Ａをロボット等の先に取付けることによ
り、このクラツディング装置Ａの性能を最大に生かすこ
とができる。
本実施例を変形して第２図に示されているように構成し
ても良く、同一番号は同一内容を示しているとともに、
給粉ノズル８は筒体４の下端部から延出する支持部１３
に固着されている。
ても良く、同一番号は同一内容を示しているとともに、
給粉ノズル８は筒体４の下端部から延出する支持部１３
に固着されている。
また、ガス供給口１１からはアルゴンガスに替えて、本
変形例ではガス供給口１１から供給されるガスと金属粉
末との接触が回避されることから空気を圧送しても良い
。他は本実施例と同様である。
変形例ではガス供給口１１から供給されるガスと金属粉
末との接触が回避されることから空気を圧送しても良い
。他は本実施例と同様である。
第１図及び第２図は本発明によるクラツディング装置の
具体的実施例を説明するための図面であって、 第１図は断面図であり、 第２図は変形例の断面図である。 Ａ クラツディング装置 １ 金属母材 ２ クラッド層 ３ 開口端 筒体 レーザビーム 対物レンズ 壁部 給粉ノズル 内管 外管 ガス供給口 下部空間 支持部 Ｘ軸 第１図 Ｘ軸 第２図
具体的実施例を説明するための図面であって、 第１図は断面図であり、 第２図は変形例の断面図である。 Ａ クラツディング装置 １ 金属母材 ２ クラッド層 ３ 開口端 筒体 レーザビーム 対物レンズ 壁部 給粉ノズル 内管 外管 ガス供給口 下部空間 支持部 Ｘ軸 第１図 Ｘ軸 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 金属母材上に給粉ノズルにより金属粉末を供給する
とともに、この供給された金属母材上の金属粉末をレー
ザビームにより溶融してその金属母材上に肉盛するクラ
ッディング装置において、 前記給粉ノズルを内管と外管とを有する内 外二重管構造で構成するとともに、前記金属母材上にそ
の内管により前記金属粉末を供給し、またそれら内管と
外管との間によりガスを供給して、前記金属粉末をその
ガスにより囲繞して前記金属母材上に供給する ことを特徴とするクラッディング装置。 ２ 前記ガスは不活性ガス、活性ガス、不活性ガスと活
性ガスとの混合物である ことを特徴とする請求項１に記載のクラッ ディング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63310356A JPH084949B2 (ja) | 1988-12-08 | 1988-12-08 | クラッディング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63310356A JPH084949B2 (ja) | 1988-12-08 | 1988-12-08 | クラッディング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02155585A true JPH02155585A (ja) | 1990-06-14 |
| JPH084949B2 JPH084949B2 (ja) | 1996-01-24 |
Family
ID=18004247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63310356A Expired - Lifetime JPH084949B2 (ja) | 1988-12-08 | 1988-12-08 | クラッディング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH084949B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5486676A (en) * | 1994-11-14 | 1996-01-23 | General Electric Company | Coaxial single point powder feed nozzle |
| JP2012101282A (ja) * | 2012-01-10 | 2012-05-31 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 羽根車の溶接方法、溶接装置及び羽根車 |
| JP6563622B1 (ja) * | 2018-09-06 | 2019-08-21 | ヤマザキマザック株式会社 | 工具保管装置、工作機械及び複合加工機械 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6277689U (ja) * | 1985-10-29 | 1987-05-18 | ||
| JPH0259877U (ja) * | 1988-10-19 | 1990-05-01 |
-
1988
- 1988-12-08 JP JP63310356A patent/JPH084949B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6277689U (ja) * | 1985-10-29 | 1987-05-18 | ||
| JPH0259877U (ja) * | 1988-10-19 | 1990-05-01 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5486676A (en) * | 1994-11-14 | 1996-01-23 | General Electric Company | Coaxial single point powder feed nozzle |
| JP2012101282A (ja) * | 2012-01-10 | 2012-05-31 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 羽根車の溶接方法、溶接装置及び羽根車 |
| JP6563622B1 (ja) * | 2018-09-06 | 2019-08-21 | ヤマザキマザック株式会社 | 工具保管装置、工作機械及び複合加工機械 |
| WO2020049701A1 (ja) * | 2018-09-06 | 2020-03-12 | ヤマザキマザック株式会社 | 工具保管装置、工作機械及び複合加工機械 |
| EP3778116A4 (en) * | 2018-09-06 | 2021-06-09 | Yamazaki Mazak Corporation | TOOL STORAGE DEVICE, MACHINING TOOL AND COMPLEX MACHINING TOOL |
| US11919107B2 (en) | 2018-09-06 | 2024-03-05 | Yamazaki Mazak Corporation | Tool storage, machine tool, hybrid working machine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH084949B2 (ja) | 1996-01-24 |
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