JPH03107447A - プラズマ溶射方法 - Google Patents
プラズマ溶射方法Info
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- JPH03107447A JPH03107447A JP1243605A JP24360589A JPH03107447A JP H03107447 A JPH03107447 A JP H03107447A JP 1243605 A JP1243605 A JP 1243605A JP 24360589 A JP24360589 A JP 24360589A JP H03107447 A JPH03107447 A JP H03107447A
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- Japan
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- thermal spraying
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- cathode
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
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- Coating By Spraying Or Casting (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〕
本発明はプラズマ溶射方法に関する。
従来のプラズマ溶射方法は、トーチ内の陰極と陽極間に
高速のガスを流しながら電圧を負荷してプラズマ化し、
このプラズマ中に溶射材料を粉末、ワイヤなどの形で供
給することにより、溶射材料を溶融して被溶射物に高速
で吹きつけ被覆する方法である。
高速のガスを流しながら電圧を負荷してプラズマ化し、
このプラズマ中に溶射材料を粉末、ワイヤなどの形で供
給することにより、溶射材料を溶融して被溶射物に高速
で吹きつけ被覆する方法である。
しかしながら、このような従来のプラズマ溶射方法では
、第４図説明図に示すように、高速で噴射したプラズマ
炎１１中へ、その噴射点の陽極３位置から溶射材料１２
を供給するために、溶射材料１２は完全には溶融しきら
ず、一部の未熔融粉末１６が固体状態のままで溶融粉末
１５に混じり、被溶射物に吹きつけられており、このよ
うな未溶融粉末１６が混在するとそれ自身が皮膜内の欠
陥となるばかりでなく、その周囲に気孔が残存して皮膜
の割れ、剥離などの原因となる。
、第４図説明図に示すように、高速で噴射したプラズマ
炎１１中へ、その噴射点の陽極３位置から溶射材料１２
を供給するために、溶射材料１２は完全には溶融しきら
ず、一部の未熔融粉末１６が固体状態のままで溶融粉末
１５に混じり、被溶射物に吹きつけられており、このよ
うな未溶融粉末１６が混在するとそれ自身が皮膜内の欠
陥となるばかりでなく、その周囲に気孔が残存して皮膜
の割れ、剥離などの原因となる。
本発明は、このような事情に鑑みて提案されたもので、
溶射時における溶射材料の未溶融粒子をなくし、皮膜の
割れ、剥離などの欠陥を排除して皮膜の密着性などの性
能を向上させるプラズマ溶射方法を提供することを目的
とする。
溶射時における溶射材料の未溶融粒子をなくし、皮膜の
割れ、剥離などの欠陥を排除して皮膜の密着性などの性
能を向上させるプラズマ溶射方法を提供することを目的
とする。
そのために本発明は、プラズマ溶射トーチの陽極、陰極
間に生ずるプラズマ炎により溶射材料を溶融して溶射を
行うにあたり、上記陰極を中空形状としてその中空部に
後方からプラズマ炎と同軸方向にレーザー光を導き、プ
ラズマ炎とレーザー光とで溶射材料を加熱溶融すること
を特徴とする。
間に生ずるプラズマ炎により溶射材料を溶融して溶射を
行うにあたり、上記陰極を中空形状としてその中空部に
後方からプラズマ炎と同軸方向にレーザー光を導き、プ
ラズマ炎とレーザー光とで溶射材料を加熱溶融すること
を特徴とする。
本発明プラズマ溶射方法においては、陰極中空部に導入
されるレーザー光は、溶射材料を完全に溶融するための
補助熱源として作用し、プラズマ炎では完全に熔融しき
らない未熔融の溶射材料に高エネルギー密度を有するレ
ーザー光が照射し、溶射材料を完全に熔融させる働きを
する。プラズマ炎とレーザー光との協同加熱で溶射材料
を完全に溶融させることにより、皮膜内の気孔などの欠
陥がなくなり、皮膜の割れ、剥離などの欠陥発生が防止
され、皮膜の密着性、密度などの性能が向上する。
されるレーザー光は、溶射材料を完全に溶融するための
補助熱源として作用し、プラズマ炎では完全に熔融しき
らない未熔融の溶射材料に高エネルギー密度を有するレ
ーザー光が照射し、溶射材料を完全に熔融させる働きを
する。プラズマ炎とレーザー光との協同加熱で溶射材料
を完全に溶融させることにより、皮膜内の気孔などの欠
陥がなくなり、皮膜の割れ、剥離などの欠陥発生が防止
され、皮膜の密着性、密度などの性能が向上する。
本発明プラズマガス通路の一実施例を図面について説明
すると、第１図は本発明方法を実施する溶射トーチを示
す縦断面図、第２図は本発明方法の溶射状況を示す縦断
面図、第３図は同上における溶射材料溶融状態の説明図
である。
すると、第１図は本発明方法を実施する溶射トーチを示
す縦断面図、第２図は本発明方法の溶射状況を示す縦断
面図、第３図は同上における溶射材料溶融状態の説明図
である。
第１図において、トーチ本体１は軸芯内腔部がプラズマ
ガス通路２に形成されるとともに、先端が陽極３に形成
されており、更にプラズマガス通路２内に、中空形状の
陰極４が通路基端側から挿入されている。トーチ本体ｌ
には溶射材料通路５が穿設されて、その先端が陽極３部
分に溶射材料出口６として開口しており、またトーチ本
体１及び陰極４内部にはそれぞれ冷却水通路７が設けら
れている。
ガス通路２に形成されるとともに、先端が陽極３に形成
されており、更にプラズマガス通路２内に、中空形状の
陰極４が通路基端側から挿入されている。トーチ本体ｌ
には溶射材料通路５が穿設されて、その先端が陽極３部
分に溶射材料出口６として開口しており、またトーチ本
体１及び陰極４内部にはそれぞれ冷却水通路７が設けら
れている。
陰極４の後端部には、レーザー発振器８に連結された光
ファイバー９が接続されるとともに、同光フアイバー９
内の接続部近傍に集光レンズ１０が配設されている。
ファイバー９が接続されるとともに、同光フアイバー９
内の接続部近傍に集光レンズ１０が配設されている。
このような溶射トーチによる溶射状況を第２図、第３図
について説明すると、陰極４と陽極３の間にプラズマガ
ス通路２から高速のガスを流しながら電圧を負荷してプ
ラズマ化し、形成されたプラズマ炎１１中へ粉末の溶射
材料１２を連続的に供給しながら高速ガスで吹きとばし
て溶射を施工する際に、後方から光ファイバー９を通し
て集光レンズ１０で集光したレーザー光１３をプラズマ
炎１１と同軸方向に導き、溶射材料１２に照射し、飛行
粉末１４を得る。
について説明すると、陰極４と陽極３の間にプラズマガ
ス通路２から高速のガスを流しながら電圧を負荷してプ
ラズマ化し、形成されたプラズマ炎１１中へ粉末の溶射
材料１２を連続的に供給しながら高速ガスで吹きとばし
て溶射を施工する際に、後方から光ファイバー９を通し
て集光レンズ１０で集光したレーザー光１３をプラズマ
炎１１と同軸方向に導き、溶射材料１２に照射し、飛行
粉末１４を得る。
このとき、第３図で示すように、トーチ本体１先端部か
ら供給される溶射材料１２は、高温のプラズマ炎１１で
加熱されると同時にレーザー光１３でも加熱され、両熱
源の加熱により完全に溶融状態の熔融粉末１５となって
飛行して行く。
ら供給される溶射材料１２は、高温のプラズマ炎１１で
加熱されると同時にレーザー光１３でも加熱され、両熱
源の加熱により完全に溶融状態の熔融粉末１５となって
飛行して行く。
またレーザー光１３をプラズマ炎１１と同軸方向から照
射するので、溶射材料１２全体にレーザー光１３が照射
され、溶射材料１２の完全溶融が有効確実に行われる。
射するので、溶射材料１２全体にレーザー光１３が照射
され、溶射材料１２の完全溶融が有効確実に行われる。
もしプラズマ炎１１と直角方向からレーザー光１３を照
射したのでは、溶射材料１２は広がりながら飛行してい
くので、レーザー光１３は照射側の粉末が影になって飛
行粉末全体には照射されなくなる。
射したのでは、溶射材料１２は広がりながら飛行してい
くので、レーザー光１３は照射側の粉末が影になって飛
行粉末全体には照射されなくなる。
なおこの実施例では、溶射材料１２が粉末の場合を示し
たが、ワイヤ形状のものでも同様の施工が可能である。
たが、ワイヤ形状のものでも同様の施工が可能である。
またレーザー光１３の焦点位置をプラズマ炎１１の中で
結ぶように示したが、プラズマ炎１１の前方でもよく、
レーザー出力、波長、溶射材料１２の種類等により適正
値が決まる。
結ぶように示したが、プラズマ炎１１の前方でもよく、
レーザー出力、波長、溶射材料１２の種類等により適正
値が決まる。
かくしてこのプラズマ溶射方法によれば、溶射材料１２
が完全に熔融した状態で飛行させることが可能となり、
完全熔融状態で飛行し被溶射物に衝突した飛行粉末１４
は、被溶射物の表面上で充分に濡れ拡がって表面を被覆
するようになるので、被溶射物との密着力が増大すると
ともに溶削皮膜内の気孔がなくなり、その結果皮膜の割
れ、剥離などの欠陥がなくなり皮膜性能が向上する。
が完全に熔融した状態で飛行させることが可能となり、
完全熔融状態で飛行し被溶射物に衝突した飛行粉末１４
は、被溶射物の表面上で充分に濡れ拡がって表面を被覆
するようになるので、被溶射物との密着力が増大すると
ともに溶削皮膜内の気孔がなくなり、その結果皮膜の割
れ、剥離などの欠陥がなくなり皮膜性能が向上する。
〔発明の効果〕
要するに本発明によれば、プラズマ溶射トーチの陽極、
陰極間に生ずるプラズマ炎により溶射材料を溶融して溶
射を行うにあたり、上記陰極を中空形状としてその中空
部に後方からプラズマ炎と同軸方向にレーザー光を導き
、プラズマ炎とレーザー光とで熔射祠料を加熱溶融する
ことにより、溶射時における溶射材料の未熔融粒子をな
くし、皮膜の割れ剥離などの欠陥を排除して皮膜の密着
性などの性能を向上させるプラズマ溶射方法を得るから
、本発明は産業」二極めて有益なものである。
陰極間に生ずるプラズマ炎により溶射材料を溶融して溶
射を行うにあたり、上記陰極を中空形状としてその中空
部に後方からプラズマ炎と同軸方向にレーザー光を導き
、プラズマ炎とレーザー光とで熔射祠料を加熱溶融する
ことにより、溶射時における溶射材料の未熔融粒子をな
くし、皮膜の割れ剥離などの欠陥を排除して皮膜の密着
性などの性能を向上させるプラズマ溶射方法を得るから
、本発明は産業」二極めて有益なものである。
第１図は本発明プラズマ溶射方法の一実施例における本
発明方法を実施する溶削トーチを示す縦断面図、第２図
は本発明方法の溶射状況を示す縦断面図、第３図は同上
におりる溶射材料溶融状態の説明図である。 第４図は従来方法における溶射材料溶融状態の説明図で
ある。 １・・・トーチ本体、２・・・プラズマガス通路、３・
・・陽極、４・・・陰極、５・・・溶射材料通路、６・
・・溶射材料出口、７・・・冷却水通路、８・・・レー
ザー発振器、９・・・光ファイバー、１０・・・集光レ
ンズ、１１・・・プラズマ炎、１２・・・溶射材料、１
３・・・レーザー光、１４・・・飛行粉末、１５・・・
溶融粉末、１６・・・未熔融粉末。
発明方法を実施する溶削トーチを示す縦断面図、第２図
は本発明方法の溶射状況を示す縦断面図、第３図は同上
におりる溶射材料溶融状態の説明図である。 第４図は従来方法における溶射材料溶融状態の説明図で
ある。 １・・・トーチ本体、２・・・プラズマガス通路、３・
・・陽極、４・・・陰極、５・・・溶射材料通路、６・
・・溶射材料出口、７・・・冷却水通路、８・・・レー
ザー発振器、９・・・光ファイバー、１０・・・集光レ
ンズ、１１・・・プラズマ炎、１２・・・溶射材料、１
３・・・レーザー光、１４・・・飛行粉末、１５・・・
溶融粉末、１６・・・未熔融粉末。
Claims (1)
- プラズマ溶射トーチの陽極，陰極間に生ずるプラズマ
炎により溶射材料を熔融して溶射を行うにあたり、上記
陰極を中空形状としてその中空部に後方からプラズマ炎
と同軸方向にレーザー光を導き、プラズマ炎とレーザー
光とで溶射材料を加熱溶融することを特徴とするプラズ
マ溶射方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1243605A JPH03107447A (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | プラズマ溶射方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1243605A JPH03107447A (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | プラズマ溶射方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03107447A true JPH03107447A (ja) | 1991-05-07 |
Family
ID=17106300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1243605A Pending JPH03107447A (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | プラズマ溶射方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03107447A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06200361A (ja) * | 1992-02-15 | 1994-07-19 | Siempelkamp Giesserel Gmbh & Co | 放射性原子炉燃料素子の遮蔽搬送容器およびこの遮蔽搬送容器に密閉層を形成する方法 |
| US5847357A (en) * | 1997-08-25 | 1998-12-08 | General Electric Company | Laser-assisted material spray processing |
| EP1220584A1 (de) * | 2000-12-21 | 2002-07-03 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Förderung Der Angewandten Forschung E.V. | Vorrichtung zur Beschichtung eines Substrates mit einem Plasmabrenner |
| CN100457331C (zh) * | 2005-12-28 | 2009-02-04 | 华中科技大学 | 零件与模具的无模直接制造方法 |
| US8760308B2 (en) | 2011-10-25 | 2014-06-24 | Lockheed Martin Corporation | Surface treatment pace meter |
| CZ305303B6 (cs) * | 2014-01-27 | 2015-07-22 | Vysoká škola báňská- Technická univerzita Ostrava | Plazmový hořák se závislým obloukem a dutou katodou |
| CN105834428A (zh) * | 2016-05-30 | 2016-08-10 | 重庆理工大学 | 一种基于微弧载粉的激光三维快速成形制造方法 |
| US10793390B2 (en) | 2015-12-23 | 2020-10-06 | M.T.C.—Macchine Trasformazione Carta Srl | Web or sheet conveying unit for paper converting machines and folding or interfolding machine with such conveying unit |
-
1989
- 1989-09-20 JP JP1243605A patent/JPH03107447A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06200361A (ja) * | 1992-02-15 | 1994-07-19 | Siempelkamp Giesserel Gmbh & Co | 放射性原子炉燃料素子の遮蔽搬送容器およびこの遮蔽搬送容器に密閉層を形成する方法 |
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| US10793390B2 (en) | 2015-12-23 | 2020-10-06 | M.T.C.—Macchine Trasformazione Carta Srl | Web or sheet conveying unit for paper converting machines and folding or interfolding machine with such conveying unit |
| CN105834428A (zh) * | 2016-05-30 | 2016-08-10 | 重庆理工大学 | 一种基于微弧载粉的激光三维快速成形制造方法 |
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