JPH0417988A - レーザ肉盛加工方法 - Google Patents
レーザ肉盛加工方法Info
- Publication number
- JPH0417988A JPH0417988A JP2117457A JP11745790A JPH0417988A JP H0417988 A JPH0417988 A JP H0417988A JP 2117457 A JP2117457 A JP 2117457A JP 11745790 A JP11745790 A JP 11745790A JP H0417988 A JPH0417988 A JP H0417988A
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- Japan
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- cladding
- laser
- welding
- laser beam
- layer
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- Pending
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- 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】
［発明の目的コ
（産業上の利用分野）
本発明は、レーザ光による肉盛加工方法に関するもので
ある。
ある。
（従来の技術）
近年、基材表面に金属材料を肉盛加工して基材表面を改
質する方法が広〈実施されており、最近ては熱源として
レーザ光を利用した肉盛加工も多用されている。
質する方法が広〈実施されており、最近ては熱源として
レーザ光を利用した肉盛加工も多用されている。
このようなレーザ光による肉盛加工は、レーザ発振器か
らレーザ光を発振させ、このレーザ光を集光レンズで集
束して肉盛加工する基材の表面つまり被加工物に照射す
る一方、粉末状の金属材料を被加工物のレーザ照射部に
供給し、供給された金属材料をレーザ光で溶融させて肉
盛層を形成する方法である。
らレーザ光を発振させ、このレーザ光を集光レンズで集
束して肉盛加工する基材の表面つまり被加工物に照射す
る一方、粉末状の金属材料を被加工物のレーザ照射部に
供給し、供給された金属材料をレーザ光で溶融させて肉
盛層を形成する方法である。
ところで、このようなレーザ光による肉盛加工に用いら
れる金属材料としては、例えば耐酸化性に優れたステラ
イト＃６等のＣｏ基合金やインコネル６２５等のＮｉ基
合金などが使用される場合が多い。このため、肉盛終了
時にレーザ光の照射を停止すると、肉盛終了点における
肉盛層が急激に冷却され、凝固過程において大きな引張
応力が肉盛層に生じ、クレータ割れの発生要因となって
いた。
れる金属材料としては、例えば耐酸化性に優れたステラ
イト＃６等のＣｏ基合金やインコネル６２５等のＮｉ基
合金などが使用される場合が多い。このため、肉盛終了
時にレーザ光の照射を停止すると、肉盛終了点における
肉盛層が急激に冷却され、凝固過程において大きな引張
応力が肉盛層に生じ、クレータ割れの発生要因となって
いた。
（発明が解決しようとする課題）
そこで、クレータ割れの発生しやすい材料の電子ビーム
溶接やレーザ溶接では、溶接終了直前に出力を低下させ
、溶接速度を大きくしてクレータ割れを防止しているが
、レーザ光による肉盛加工では溶接終了直前にレーザ出
力を低下させ、加工速度を大きくすると肉盛層の冷却速
度かさらに増大し、クレータ割れが発生しやすくなると
いう問題があった。
溶接やレーザ溶接では、溶接終了直前に出力を低下させ
、溶接速度を大きくしてクレータ割れを防止しているが
、レーザ光による肉盛加工では溶接終了直前にレーザ出
力を低下させ、加工速度を大きくすると肉盛層の冷却速
度かさらに増大し、クレータ割れが発生しやすくなると
いう問題があった。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、
その目的は肉盛終了点における肉盛層のクレータ割れを
防止でき、欠陥のない高品質の肉盛層を形成する−こと
のできるレーザ肉盛加工方法を提供しようとするもので
ある。
その目的は肉盛終了点における肉盛層のクレータ割れを
防止でき、欠陥のない高品質の肉盛層を形成する−こと
のできるレーザ肉盛加工方法を提供しようとするもので
ある。
［発明の構成］
（課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は、レーザ発振器より
発振されたレーザ光を集束して被加工物に照射するとと
もに、上記被加工物のレーザ照射部に粉末状の金属材料
を供給して肉盛層を形成するレーザ肉盛加工方法におい
て、前記レーザ光による肉盛加工の終了直前に、前記レ
ーザ発振器のレーザ出力、前記レーザ光のビーム径およ
び前記金属材料の供給量を減少させるものである。
発振されたレーザ光を集束して被加工物に照射するとと
もに、上記被加工物のレーザ照射部に粉末状の金属材料
を供給して肉盛層を形成するレーザ肉盛加工方法におい
て、前記レーザ光による肉盛加工の終了直前に、前記レ
ーザ発振器のレーザ出力、前記レーザ光のビーム径およ
び前記金属材料の供給量を減少させるものである。
（作 用）
本発明では、レーザ光による肉盛加工の終了直前にレー
ザ発振器のレーザ出力、レーザ光のビーム径および金属
材料の供給量を減少させることにより、被加工物に照射
されるレーザ光のパワー密度が肉盛層を形成する最小限
のパワー密度まで低下し、肉盛終了点での肉盛層の冷却
速度を小さくできるとともに、肉盛層の内部にブロー等
の欠陥が発生するのを抑制することができる。
ザ発振器のレーザ出力、レーザ光のビーム径および金属
材料の供給量を減少させることにより、被加工物に照射
されるレーザ光のパワー密度が肉盛層を形成する最小限
のパワー密度まで低下し、肉盛終了点での肉盛層の冷却
速度を小さくできるとともに、肉盛層の内部にブロー等
の欠陥が発生するのを抑制することができる。
（実施例）
以下、本発明の一実施例を第１図〜第３図を参照して説
明する。
明する。
第１図はレーザ肉盛加工装置の概略図であり、このレー
ザ肉盛加工装置はレーザ発振器１と、このレーザ発振器
１から発振されたレーザ光２を集束して被加工物３に照
射する集光レンズ４と、上記被加工物３のレーザ照射部
に金属粉末５を供給する金属粉末供給装置６とを備えて
構成されている。
ザ肉盛加工装置はレーザ発振器１と、このレーザ発振器
１から発振されたレーザ光２を集束して被加工物３に照
射する集光レンズ４と、上記被加工物３のレーザ照射部
に金属粉末５を供給する金属粉末供給装置６とを備えて
構成されている。
上記レーザ発振器１は信号線７を介して制御装置８と接
続しており、この制御装置８からの制御信号によりレー
ザ出力を調整できるようになっている。
続しており、この制御装置８からの制御信号によりレー
ザ出力を調整できるようになっている。
また、集光レンズ４はレーザ光２の照射方向に移動する
移動装置９に保持されており、この移動装置９により被
加工物３に照射されるレーザ光２のビーム径を調整でき
るようになっている。なお、上記移動装置９は信号線１
０を介して制御装置８に接続しており、レーザ発振器１
と同様に制御装置８からの制御信号により駆動制御され
るようになっている。
移動装置９に保持されており、この移動装置９により被
加工物３に照射されるレーザ光２のビーム径を調整でき
るようになっている。なお、上記移動装置９は信号線１
０を介して制御装置８に接続しており、レーザ発振器１
と同様に制御装置８からの制御信号により駆動制御され
るようになっている。
一方、金属粉末供給装置６は信号線１】を介して制御装
置８に接続されたモータ１２と、このモータ１２により
駆動される金属粉末供給ロール１３とから構成され、上
記モータ１２の回転数を制御装置８で制御することによ
りホッパ１４に収容された金属粉末５の供給量を調整で
きるようになっている。
置８に接続されたモータ１２と、このモータ１２により
駆動される金属粉末供給ロール１３とから構成され、上
記モータ１２の回転数を制御装置８で制御することによ
りホッパ１４に収容された金属粉末５の供給量を調整で
きるようになっている。
なお、上記被加工物３は一定速度で回転する回転装置１
５に取付けられている。また、上記被加工物３のレーザ
照射部と集光レンズ４との間には、ガス供給装置１６よ
り金属蒸気排除用のガス１７がレザ光２の照射方向と直
交する方向に供給されるようになっている。
５に取付けられている。また、上記被加工物３のレーザ
照射部と集光レンズ４との間には、ガス供給装置１６よ
り金属蒸気排除用のガス１７がレザ光２の照射方向と直
交する方向に供給されるようになっている。
次に上記のように構成されるレーザ肉盛加工装置を用い
て被加工物３の周面に肉盛層を形成する方法について説
明する。
て被加工物３の周面に肉盛層を形成する方法について説
明する。
まず、レーザ発振器１より例えば６〜１ＯｋＷのレーザ
光２を発振させ、集光レンズ４を通して被加工物３にビ
ーム径か６〜２０ｍ ｍのレーザ光２を照射するととも
に、金属粉末供給装置６より被加工物３のレーザ照射部
に所定量（３０〜１００ｇ／ｍ１ｎ）の金属粉末５を供
給しなから回転装置１５により被加工物３を一定速度（
１００〜１５００ｍ ｍ ／ｍ１ｎ）で回転させる。そ
うすると、被加工物３および金属粉末５はレーザ光２の
照射を受けて加熱され、金属粉末５は溶融して被加工物
３の周面に螺旋状の肉盛層１８を形成する。
光２を発振させ、集光レンズ４を通して被加工物３にビ
ーム径か６〜２０ｍ ｍのレーザ光２を照射するととも
に、金属粉末供給装置６より被加工物３のレーザ照射部
に所定量（３０〜１００ｇ／ｍ１ｎ）の金属粉末５を供
給しなから回転装置１５により被加工物３を一定速度（
１００〜１５００ｍ ｍ ／ｍ１ｎ）で回転させる。そ
うすると、被加工物３および金属粉末５はレーザ光２の
照射を受けて加熱され、金属粉末５は溶融して被加工物
３の周面に螺旋状の肉盛層１８を形成する。
このようにして肉盛層１８の形成を終了する直前には、
レーザ発振器１のレーザ出力を０，５〜２ｋＷに落とす
とともに、レーザ光２のビーム径を３〜５ｍｍに絞り、
さらに肉盛層１８の内部にブロー等の欠陥を発生させな
いために金属粉末５の供給量を５〜ｌＯｇ／ｍｉｎに減
少させる（第２図（ａ）〜（ｃ）参照）。そうすると、
被加工物３に照射されるレーザ光２のパワー密度（入熱
量）が第２図（ｄ）に示すように肉盛層１８を形成する
最小限のパワー密度まで低下し、肉盛終了点ての肉盛層
１８の冷却速度を小さくできるとともに、肉盛層１８の
内部にブロー等の欠陥が発生するのを抑制することがで
きる。従って、本発明方法では肉盛終了点における肉盛
層１８のクレータ割れを防止でき、欠陥のない高品質の
肉盛層１８を形成することができる。
レーザ発振器１のレーザ出力を０，５〜２ｋＷに落とす
とともに、レーザ光２のビーム径を３〜５ｍｍに絞り、
さらに肉盛層１８の内部にブロー等の欠陥を発生させな
いために金属粉末５の供給量を５〜ｌＯｇ／ｍｉｎに減
少させる（第２図（ａ）〜（ｃ）参照）。そうすると、
被加工物３に照射されるレーザ光２のパワー密度（入熱
量）が第２図（ｄ）に示すように肉盛層１８を形成する
最小限のパワー密度まで低下し、肉盛終了点ての肉盛層
１８の冷却速度を小さくできるとともに、肉盛層１８の
内部にブロー等の欠陥が発生するのを抑制することがで
きる。従って、本発明方法では肉盛終了点における肉盛
層１８のクレータ割れを防止でき、欠陥のない高品質の
肉盛層１８を形成することができる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。
たとえば上記実施例では棒状の被加工物３に肉盛層１８
を形成する場合について説明したが、第３図に示すよう
に板状の被加工物１９に肉盛層１８を形成するレーザ肉
盛加工装置にも本発明方法を適用することができる。
を形成する場合について説明したが、第３図に示すよう
に板状の被加工物１９に肉盛層１８を形成するレーザ肉
盛加工装置にも本発明方法を適用することができる。
［発明の効果コ
以上説明したように本発明によれば、肉盛加工の終了直
前にレーザ発振器のレーザ出力、レーザ光のビーム径お
よび金属材料の供給量を減少させるようにしたので、肉
盛終了点における肉盛層のクレータ割れを防止でき、欠
陥のない高品質の肉盛層を形成することができる。
前にレーザ発振器のレーザ出力、レーザ光のビーム径お
よび金属材料の供給量を減少させるようにしたので、肉
盛終了点における肉盛層のクレータ割れを防止でき、欠
陥のない高品質の肉盛層を形成することができる。
第１図〜第３図は本発明方法を説明するための図で、第
１図はレーザ肉盛加工装置の概略図、第２図（ａ）〜（
ｄ）は肉盛加工終了直前のレーザ出力、レーザビーム径
、金属粉末供給量およびレーザ光のパワー密度の変化を
それぞれ示す線図、第３図は板状の被加工物に肉盛層を
形成するためのレーザ肉盛加工装置の概略図である。 １・・・レーザ発振器、２・・・レーザ光、３・・・被
加工物、４・・・集光レンズ、５・・・金属粉末、６・
・・金属粉末供給装置、８・・・制御装置、１５・・・
回転装置、１６・・・ガス供給装置、１８・・・肉盛層
。 藺１ 第１図 第２図
１図はレーザ肉盛加工装置の概略図、第２図（ａ）〜（
ｄ）は肉盛加工終了直前のレーザ出力、レーザビーム径
、金属粉末供給量およびレーザ光のパワー密度の変化を
それぞれ示す線図、第３図は板状の被加工物に肉盛層を
形成するためのレーザ肉盛加工装置の概略図である。 １・・・レーザ発振器、２・・・レーザ光、３・・・被
加工物、４・・・集光レンズ、５・・・金属粉末、６・
・・金属粉末供給装置、８・・・制御装置、１５・・・
回転装置、１６・・・ガス供給装置、１８・・・肉盛層
。 藺１ 第１図 第２図
Claims (1)
- レーザ発振器より発振されたレーザ光を集束して被加工
物に照射するとともに、上記被加工物のレーザ照射部に
粉末状の金属材料を供給して肉盛層を形成するレーザ肉
盛加工方法において、前記レーザ光による肉盛加工の終
了直前に、前記レーザ発振器のレーザ出力、前記レーザ
光のビーム径および前記金属材料の供給量を減少させる
ことを特徴とするレーザ肉盛加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2117457A JPH0417988A (ja) | 1990-05-09 | 1990-05-09 | レーザ肉盛加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2117457A JPH0417988A (ja) | 1990-05-09 | 1990-05-09 | レーザ肉盛加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0417988A true JPH0417988A (ja) | 1992-01-22 |
Family
ID=14712145
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2117457A Pending JPH0417988A (ja) | 1990-05-09 | 1990-05-09 | レーザ肉盛加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0417988A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100443951B1 (ko) * | 2001-12-05 | 2004-08-09 | 학교법인 인하학원 | 고점성 혼합 분말의 공급장치 및 이를 이용한 레이저 클래딩 방법 |
| US7091444B2 (en) * | 2003-02-28 | 2006-08-15 | Daimlerchrysler Ag | Process for laser beam welding with reduced formation of end craters |
| EP2213401A1 (en) * | 2009-01-30 | 2010-08-04 | Honeywell International Inc. | Method of deposition of materials with low ductility using solid free-form fabrication and adjustment of energy beam to provide a controlled cooling of the molten feedstock |
| JP2018104769A (ja) * | 2016-12-27 | 2018-07-05 | 白光株式会社 | 加熱工具の先端部材の製造方法及び加熱工具の先端部材 |
-
1990
- 1990-05-09 JP JP2117457A patent/JPH0417988A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100443951B1 (ko) * | 2001-12-05 | 2004-08-09 | 학교법인 인하학원 | 고점성 혼합 분말의 공급장치 및 이를 이용한 레이저 클래딩 방법 |
| US7091444B2 (en) * | 2003-02-28 | 2006-08-15 | Daimlerchrysler Ag | Process for laser beam welding with reduced formation of end craters |
| EP2213401A1 (en) * | 2009-01-30 | 2010-08-04 | Honeywell International Inc. | Method of deposition of materials with low ductility using solid free-form fabrication and adjustment of energy beam to provide a controlled cooling of the molten feedstock |
| JP2018104769A (ja) * | 2016-12-27 | 2018-07-05 | 白光株式会社 | 加熱工具の先端部材の製造方法及び加熱工具の先端部材 |
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