JPH0220677A - 超硬合金細線の溶接方法 - Google Patents
超硬合金細線の溶接方法Info
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- JPH0220677A JPH0220677A JP63169946A JP16994688A JPH0220677A JP H0220677 A JPH0220677 A JP H0220677A JP 63169946 A JP63169946 A JP 63169946A JP 16994688 A JP16994688 A JP 16994688A JP H0220677 A JPH0220677 A JP H0220677A
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- JP
- Japan
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- wire
- armature
- alloy thin
- thin wire
- cemented carbide
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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、例えばワイヤドツトプリンタヘッドを実施対
象に、プリンタヘッドに組み込まれた強磁性材製のアー
マチュアと超硬合金細線としての印字ワイヤとの間を溶
接接合する溶接方法に関する。
象に、プリンタヘッドに組み込まれた強磁性材製のアー
マチュアと超硬合金細線としての印字ワイヤとの間を溶
接接合する溶接方法に関する。
まず、本発明の実施対象となる頭記ワイヤドツトプリン
タヘッドの構成を第４図で説明する。図において、１は
漏斗形を成すプリンタヘッドのハウジング、２は先端を
ハウジング１の頂部開口端に臨ませてガイドフレーム３
にてガイドされた超硬合金細線（直径０．２〜０．３５
＋＋＋ｍ程度）の印字ワイヤ、４は各本の印字ワイヤ
２毎に印字ワイヤと溶接接合したアーマチュア、５はア
ーマチュア４を支持した板ばね、６はハウジングｌと一
体に組立構成したアーマチュア駆動用の磁路である。
タヘッドの構成を第４図で説明する。図において、１は
漏斗形を成すプリンタヘッドのハウジング、２は先端を
ハウジング１の頂部開口端に臨ませてガイドフレーム３
にてガイドされた超硬合金細線（直径０．２〜０．３５
＋＋＋ｍ程度）の印字ワイヤ、４は各本の印字ワイヤ
２毎に印字ワイヤと溶接接合したアーマチュア、５はア
ーマチュア４を支持した板ばね、６はハウジングｌと一
体に組立構成したアーマチュア駆動用の磁路である。
ここでアーマチュア４は珪素鉄などの強磁性材で作られ
た小ブロック片であり、その先端に前記した印字ワイヤ
２が符号Ｗで表すようにろう付は接合されている。また
アーマチュア４は板ばね５の自由端側に重ね合わせてス
ポット溶接されている。一方、磁路６は円板状のベース
ヨーク７と、該ヨーク７の外周に積層したリング状の永
久磁石８、ヨーク９，１０と、アーマチュア４の下面に
対向してベースヨーク７に植設した消磁コイル１１を装
備のコア１２との組立体として成り、かつ前記板ばね５
をヨーク９と１０との間に挟持してボルト１３によりハ
ウジング１と一体に締結されている。
た小ブロック片であり、その先端に前記した印字ワイヤ
２が符号Ｗで表すようにろう付は接合されている。また
アーマチュア４は板ばね５の自由端側に重ね合わせてス
ポット溶接されている。一方、磁路６は円板状のベース
ヨーク７と、該ヨーク７の外周に積層したリング状の永
久磁石８、ヨーク９，１０と、アーマチュア４の下面に
対向してベースヨーク７に植設した消磁コイル１１を装
備のコア１２との組立体として成り、かつ前記板ばね５
をヨーク９と１０との間に挟持してボルト１３によりハ
ウジング１と一体に締結されている。
かかるワイヤドツトプリンタヘッドの動作は周知であり
、消磁コイル１１が非励磁の状態では、第５図の点線で
示すように、永久磁石８の起磁力でアーマチュア４が板
ばね５のばね力に抗してコア１２に吸着されている。一
方、印字信号に対応して消磁コイル１１を励磁すれば、
永久磁石８の起磁力でコア１２を通る磁束が打ち消され
て磁気吸引力が消失し、これにより第５回の実線で示す
ように、アーマチュア４は板ばね５のばね復元力で上方
へ偏倚駆動され、同時に印字ワイヤ２先端がハウジング
１より前方に突出してドツトマトリックス方式により印
字が行われる。
、消磁コイル１１が非励磁の状態では、第５図の点線で
示すように、永久磁石８の起磁力でアーマチュア４が板
ばね５のばね力に抗してコア１２に吸着されている。一
方、印字信号に対応して消磁コイル１１を励磁すれば、
永久磁石８の起磁力でコア１２を通る磁束が打ち消され
て磁気吸引力が消失し、これにより第５回の実線で示す
ように、アーマチュア４は板ばね５のばね復元力で上方
へ偏倚駆動され、同時に印字ワイヤ２先端がハウジング
１より前方に突出してドツトマトリックス方式により印
字が行われる。
ところで、上記したワイヤドツトプリンタヘッドでは、
印字動作毎にアーマチュア４は板ばね５の基部を支点に
第５図の実線と点線位置との間を揺動するのに対し、ア
ーマチュア４に一端が固定された印字ワイヤ２はガイド
フレーム３で強制ガイドされながら上下方向に移動し、
かつこの過程で印字ワイヤ２の先端が被印字体に衝突す
る。このために印字ワイヤ２とアーマチュア４とのろう
付は接合部には印字動作毎に正負方向に繰り返し曲げモ
ーメントが集中的に加わり、この結果として長期使用の
間にろう付は接合部に疲労き裂、疲労破壊の生じるおそ
れがある。
印字動作毎にアーマチュア４は板ばね５の基部を支点に
第５図の実線と点線位置との間を揺動するのに対し、ア
ーマチュア４に一端が固定された印字ワイヤ２はガイド
フレーム３で強制ガイドされながら上下方向に移動し、
かつこの過程で印字ワイヤ２の先端が被印字体に衝突す
る。このために印字ワイヤ２とアーマチュア４とのろう
付は接合部には印字動作毎に正負方向に繰り返し曲げモ
ーメントが集中的に加わり、この結果として長期使用の
間にろう付は接合部に疲労き裂、疲労破壊の生じるおそ
れがある。
一方、前記のワイヤドツトプリンタでは、先記のように
通常は印字ワイヤ２にハイス鋼などの超硬合金細線が採
用され、アーマチュア４は珪素鉄などの強磁性材で作ら
れている。また、印字ワイヤ２を台金であるアーマチュ
ア４にろう付けするろう材には銀ろうを用い、フラック
ス剤を併用してろう付けを行うようにしている。
通常は印字ワイヤ２にハイス鋼などの超硬合金細線が採
用され、アーマチュア４は珪素鉄などの強磁性材で作ら
れている。また、印字ワイヤ２を台金であるアーマチュ
ア４にろう付けするろう材には銀ろうを用い、フラック
ス剤を併用してろう付けを行うようにしている。
しかしながら、超硬合金の表面には硬質成分であるタン
グステンカーバイドＷＣ，チタンカーバイトＴｉＣなど
のセラミνり粒子表面が表れており、この粒子に対する
ろう付は強度は極端に低（、かつろう材の濡れ性も低い
。また同様にバインダ金属として含むコバル）Ｃｏの金
属酸化膜に対してもろう材の濡れ性の低いことが知られ
ており、このままでは超硬合金細線のろう付けが極めて
困難である。
グステンカーバイドＷＣ，チタンカーバイトＴｉＣなど
のセラミνり粒子表面が表れており、この粒子に対する
ろう付は強度は極端に低（、かつろう材の濡れ性も低い
。また同様にバインダ金属として含むコバル）Ｃｏの金
属酸化膜に対してもろう材の濡れ性の低いことが知られ
ており、このままでは超硬合金細線のろう付けが極めて
困難である。
このための対策として、従来よりろう付けの際の加熱温
度を高めてバインダ金属としてのコバルトを析出させて
ろう材との濡れ性を高めるようにな試みがなされている
が、コバルトの析出により細線では切欠き効果の感度が
高まって印字ワイヤ自身の強度が低下する。また印字ワ
イヤに対して表面をエツチングした上で金属メツキする
前処理を施し、しかる後にアーマチュアとの間でろう付
けする方法も知られているが、この方法では前処理のコ
ストか高くなる。
度を高めてバインダ金属としてのコバルトを析出させて
ろう材との濡れ性を高めるようにな試みがなされている
が、コバルトの析出により細線では切欠き効果の感度が
高まって印字ワイヤ自身の強度が低下する。また印字ワ
イヤに対して表面をエツチングした上で金属メツキする
前処理を施し、しかる後にアーマチュアとの間でろう付
けする方法も知られているが、この方法では前処理のコ
ストか高くなる。
このように超硬合金細線の印字ワイヤ２をろう付は法に
よって合金のアーマチュア４に接合したものでは、先記
した印字動作の繰り返しに伴う応力集中に耐えるだけの
十分な接合強度が得られない。また、ろう付けに併用し
たフラックスが完全除去されないと発錆が生じて接合部
の強度を低下させると言った問題も発生するし、さらに
加えてワイヤドツトプリンタでは、ろう材付着量が多く
なると可動部の重量が増加して高速動作する印字機能に
も悪影響を及ぼす。
よって合金のアーマチュア４に接合したものでは、先記
した印字動作の繰り返しに伴う応力集中に耐えるだけの
十分な接合強度が得られない。また、ろう付けに併用し
たフラックスが完全除去されないと発錆が生じて接合部
の強度を低下させると言った問題も発生するし、さらに
加えてワイヤドツトプリンタでは、ろう材付着量が多く
なると可動部の重量が増加して高速動作する印字機能に
も悪影響を及ぼす。
本発明は上記の点にかんがみ成されたものであり、前記
したワイヤドツトプリンタなどを対象に、従来のろう付
は法に代えて、超硬合金細線自身にボイドなどの欠陥を
発生させることなく、高い接合強度で超硬合金細線を合
金に接合できるようにした溶接方法を提供することを口
約とする。
したワイヤドツトプリンタなどを対象に、従来のろう付
は法に代えて、超硬合金細線自身にボイドなどの欠陥を
発生させることなく、高い接合強度で超硬合金細線を合
金に接合できるようにした溶接方法を提供することを口
約とする。
（１題を解決するための手段〕
上記課題を解決するために、本発明の溶接方法は、超硬
合金細線を合金に当接した状態で台金側の溶接部近傍に
レーザビームを照射し、ここで溶融、凝固して生成した
合金金属のフィレットにより超硬合金細線を包み込んで
超硬合金細線と合金との間を接合するようにしたもので
ある。
合金細線を合金に当接した状態で台金側の溶接部近傍に
レーザビームを照射し、ここで溶融、凝固して生成した
合金金属のフィレットにより超硬合金細線を包み込んで
超硬合金細線と合金との間を接合するようにしたもので
ある。
上記方法のように、超硬合金細線を合金に当接した状態
で、台金側の溶接部近傍にレーザビームを照射すること
により、レーザ照射熱で合金金属の一部が溶融し、この
熔融金属が合金と超硬合金細線との間のすき間を埋め、
さらに細線を包み込むように流動した状態で、冷却によ
り凝固してフィレットを形成する。またこの過程で超硬
合金のセラミック成分も台金側にも拡散し、これにより
接合強度の高い溶接接合部が得られる。
で、台金側の溶接部近傍にレーザビームを照射すること
により、レーザ照射熱で合金金属の一部が溶融し、この
熔融金属が合金と超硬合金細線との間のすき間を埋め、
さらに細線を包み込むように流動した状態で、冷却によ
り凝固してフィレットを形成する。またこの過程で超硬
合金のセラミック成分も台金側にも拡散し、これにより
接合強度の高い溶接接合部が得られる。
また、特に先記したワイヤドツトプリンタでは、レーザ
照射による溶接過程で、超硬合金細線の表面を形成され
ているバインダ金属としてのコバルトの酸化膜が、アー
マチュアの強磁性材に含まれている珪素成分の脱酸作用
により除去されるので、フィレットと超硬合金のセラミ
ック粒子成分との濡れ性が高まるように働く。しかも溶
接の過程では超硬合金細線にレーザビームを直接照射し
ないので、レーザ照射により超硬合金の組成成分が蒸発
飛散して生じるボイドなどの欠陥発生のおそれもなく、
この欠陥に起因する超硬合金細線自身の強度低下が防げ
る。
照射による溶接過程で、超硬合金細線の表面を形成され
ているバインダ金属としてのコバルトの酸化膜が、アー
マチュアの強磁性材に含まれている珪素成分の脱酸作用
により除去されるので、フィレットと超硬合金のセラミ
ック粒子成分との濡れ性が高まるように働く。しかも溶
接の過程では超硬合金細線にレーザビームを直接照射し
ないので、レーザ照射により超硬合金の組成成分が蒸発
飛散して生じるボイドなどの欠陥発生のおそれもなく、
この欠陥に起因する超硬合金細線自身の強度低下が防げ
る。
一方、レーザビーム源としてはＹＡＧレーザ装置を用い
、照射電圧を３５０〜３６０■、照射面に対する焦点外
し量を４〜５ｍｆｆ１程度の照射条件で溶接することに
より良好な結果が得られることが確認されている。なお
、レーザ照射条件が前記の範囲を下回るとフィレットに
よる超硬合金細線の包み込みが不十分となり、また前記
範囲を上回ると溶融金属が蒸発飛散して十分なフィレッ
トが形成できなくなる。さらにレーザビームが直接超硬
合金細線に触れると、超硬合金の主成分であるコバルト
が蒸発飛散して細線の表面にボイドが発生するので注意
を要する。
、照射電圧を３５０〜３６０■、照射面に対する焦点外
し量を４〜５ｍｆｆ１程度の照射条件で溶接することに
より良好な結果が得られることが確認されている。なお
、レーザ照射条件が前記の範囲を下回るとフィレットに
よる超硬合金細線の包み込みが不十分となり、また前記
範囲を上回ると溶融金属が蒸発飛散して十分なフィレッ
トが形成できなくなる。さらにレーザビームが直接超硬
合金細線に触れると、超硬合金の主成分であるコバルト
が蒸発飛散して細線の表面にボイドが発生するので注意
を要する。
第１図はワイヤドツトプリンタを実施対象としてアーマ
チュアと印字ワイヤとの間を接合する本発明による溶接
方法の説明図、第２図は第１図の側面図、第３図は本発
明の方法で実際に溶接した試料の溶接接合部の切断面を
示すものであり、図中で第４図に対応する同一部材には
同じ符号が付しである。なお、合金としてのアーマチュ
ア４の先端にはあらかじめ凹部４ａが加工形成されてお
り、この凹部４ａに超硬合金細線の印字ワイヤ２（直径
０．２〜０．３５１１Ｉｎ＋程度）を嵌合して後述のよ
うに溶接接合される。なお上記の凹部４ａは必ずしも必
要ではなく、アーマチュア４側の壁面に印字ワイヤ２を
直接当接して溶接することもできる。
チュアと印字ワイヤとの間を接合する本発明による溶接
方法の説明図、第２図は第１図の側面図、第３図は本発
明の方法で実際に溶接した試料の溶接接合部の切断面を
示すものであり、図中で第４図に対応する同一部材には
同じ符号が付しである。なお、合金としてのアーマチュ
ア４の先端にはあらかじめ凹部４ａが加工形成されてお
り、この凹部４ａに超硬合金細線の印字ワイヤ２（直径
０．２〜０．３５１１Ｉｎ＋程度）を嵌合して後述のよ
うに溶接接合される。なお上記の凹部４ａは必ずしも必
要ではなく、アーマチュア４側の壁面に印字ワイヤ２を
直接当接して溶接することもできる。
ここで、印字ワイヤ２とアーマチュア４との間を溶接す
るには、まず印字ワイヤ２をアーマチュア４の凹部４ａ
に嵌合して当接させ、この状態でアーマチュア４の背面
側から接合部に向け、ＹＡＧレーザ装置１３よりレーザ
ビーム１４を照射する。ここで照射電圧を３５０〜３６
０ Ｖ、焦点外し量４〜５Ｉの条件でレーザ照射を行う
ことにより、直径０．３〜０．５ｍｍの点状領域でアー
マチュア４が局部的に溶融、凝固して印字ワイヤ２を包
み込んだフィレット１５が形成される。なおこの溶接点
の位置は、第５図で説明した印字動作に伴って溶接点に
加わる曲げモーメントを緩和するために、アーマチュア
４の中央地点に定めるのがよい。
るには、まず印字ワイヤ２をアーマチュア４の凹部４ａ
に嵌合して当接させ、この状態でアーマチュア４の背面
側から接合部に向け、ＹＡＧレーザ装置１３よりレーザ
ビーム１４を照射する。ここで照射電圧を３５０〜３６
０ Ｖ、焦点外し量４〜５Ｉの条件でレーザ照射を行う
ことにより、直径０．３〜０．５ｍｍの点状領域でアー
マチュア４が局部的に溶融、凝固して印字ワイヤ２を包
み込んだフィレット１５が形成される。なおこの溶接点
の位置は、第５図で説明した印字動作に伴って溶接点に
加わる曲げモーメントを緩和するために、アーマチュア
４の中央地点に定めるのがよい。
一方、前記したレーザ溶接法、従来のろう付は法により
実際に印字ワイヤ２とアーマチュア４との間を接合した
試料を基に、印字ワイヤ２の接合部のビッカース硬さ、
疲労強度を実測したところ、ろう付は法では硬さ値Ｈｖ
（１）が１５０〜２００であるのに対してレーザ溶接
法では５００〜６００であり、また疲労強度は１１ Ｋ
ｇｆ／ｎ＋ｍ”（従来法）から６５ Ｋｇｆ／ｒ１ｍ”
に改善できることが確認された。また試料についてその
溶接接合断面を電子顕微鏡で分析したところでも、接合
部分にボイドなどの欠陥の発生は見られず、かつ印字ワ
イヤ２より超硬合金のセラミック成分であるタングステ
ンが、アーマチュア４としての合金の領域に良好に拡散
していることが観察できた。
実際に印字ワイヤ２とアーマチュア４との間を接合した
試料を基に、印字ワイヤ２の接合部のビッカース硬さ、
疲労強度を実測したところ、ろう付は法では硬さ値Ｈｖ
（１）が１５０〜２００であるのに対してレーザ溶接
法では５００〜６００であり、また疲労強度は１１ Ｋ
ｇｆ／ｎ＋ｍ”（従来法）から６５ Ｋｇｆ／ｒ１ｍ”
に改善できることが確認された。また試料についてその
溶接接合断面を電子顕微鏡で分析したところでも、接合
部分にボイドなどの欠陥の発生は見られず、かつ印字ワ
イヤ２より超硬合金のセラミック成分であるタングステ
ンが、アーマチュア４としての合金の領域に良好に拡散
していることが観察できた。
これにより従来のろう付は法と比べて、印字ワイヤ２と
アーマチュア４との間の接合強度が大幅に向上できるこ
とが明らかである。
アーマチュア４との間の接合強度が大幅に向上できるこ
とが明らかである。
なお、前記はワイヤドツトプリンタヘッドのアーマチュ
アと印字ワイヤとの間の接合について述べたが、これに
限定されるものではなく他の分野にも同様に実施できる
ことは勿論である。
アと印字ワイヤとの間の接合について述べたが、これに
限定されるものではなく他の分野にも同様に実施できる
ことは勿論である。
以上説明したように、本発明の溶接方法では、超硬合金
細線を合金に当接した状態で台金側の溶接部近傍にレー
ザビームを照射し、ここで溶融。
細線を合金に当接した状態で台金側の溶接部近傍にレー
ザビームを照射し、ここで溶融。
凝固して生成した合金金属のフィレットにより超硬合金
細線を包み込んで超硬合金細線と合金との間を接合する
ようにしたことにより、次記の効果を奏する。
細線を包み込んで超硬合金細線と合金との間を接合する
ようにしたことにより、次記の効果を奏する。
すなわち、従来のろう付は法に見られるようなフラック
スの併用に起因する超硬合金細線の欠陥発生などを伴う
ことなく、高い接合強度で超硬合金細線と合金との間を
強固に溶接接合できる。また、特にワイヤドツトプリン
タヘッドにおけるアーマチュアと印字ワイヤとの接合部
のように印字動作毎に繰り返し曲げモーメントが集中す
る箇所へ適用することにより、接合部の疲労強度を高め
てプリンタヘッドの信頼性、耐久性を大幅に改善できる
。
スの併用に起因する超硬合金細線の欠陥発生などを伴う
ことなく、高い接合強度で超硬合金細線と合金との間を
強固に溶接接合できる。また、特にワイヤドツトプリン
タヘッドにおけるアーマチュアと印字ワイヤとの接合部
のように印字動作毎に繰り返し曲げモーメントが集中す
る箇所へ適用することにより、接合部の疲労強度を高め
てプリンタヘッドの信頼性、耐久性を大幅に改善できる
。
第１図はワイヤドツトプリンタヘッドのアーマチュアと
印字ワイヤとの接合部を実施対象とした本発明の溶接方
法の説明図、第２図は第１図の側面図、第３図は本発明
の方法で実施された試料の溶接接合部の切断面図、第４
図はワイヤドツトブリンクヘッドの構成断面図、第５図
は第４図における要部の動作説明図である。各図におい
て、２：印字ワイヤ（超硬合金細線）、４：アーマチュ
ア（台金）、１３：レーザ装置、１４；レーザビーム、
１５：フィレット。 第２図 第４図 第３図 りど 第５図
印字ワイヤとの接合部を実施対象とした本発明の溶接方
法の説明図、第２図は第１図の側面図、第３図は本発明
の方法で実施された試料の溶接接合部の切断面図、第４
図はワイヤドツトブリンクヘッドの構成断面図、第５図
は第４図における要部の動作説明図である。各図におい
て、２：印字ワイヤ（超硬合金細線）、４：アーマチュ
ア（台金）、１３：レーザ装置、１４；レーザビーム、
１５：フィレット。 第２図 第４図 第３図 りど 第５図
Claims (1)
- １）超硬合金細線を台金に溶接接合する方法であって、
超硬合金細線を台金に当接した状態で台金側の溶接部近
傍にレーザビームを照射し、ここで溶融、凝固して生成
した台金金属のフィレットにより超硬合金細線を包み込
んで超硬合金細線と台金との間を接合するようにしたこ
とを特徴とする超硬合金細線の溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63169946A JPH0220677A (ja) | 1988-07-07 | 1988-07-07 | 超硬合金細線の溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63169946A JPH0220677A (ja) | 1988-07-07 | 1988-07-07 | 超硬合金細線の溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0220677A true JPH0220677A (ja) | 1990-01-24 |
Family
ID=15895810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63169946A Pending JPH0220677A (ja) | 1988-07-07 | 1988-07-07 | 超硬合金細線の溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0220677A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5925269A (en) * | 1996-11-09 | 1999-07-20 | Xerox Corporation | Method of manufacture of corotron wire assembly |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5890389A (ja) * | 1981-11-25 | 1983-05-30 | Hitachi Ltd | 異種金属のレ−ザ溶接法 |
-
1988
- 1988-07-07 JP JP63169946A patent/JPH0220677A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5890389A (ja) * | 1981-11-25 | 1983-05-30 | Hitachi Ltd | 異種金属のレ−ザ溶接法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5925269A (en) * | 1996-11-09 | 1999-07-20 | Xerox Corporation | Method of manufacture of corotron wire assembly |
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