JPH05253680A - 管内表面の改質方法及び装置 - Google Patents
管内表面の改質方法及び装置Info
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- JPH05253680A JPH05253680A JP4053846A JP5384692A JPH05253680A JP H05253680 A JPH05253680 A JP H05253680A JP 4053846 A JP4053846 A JP 4053846A JP 5384692 A JP5384692 A JP 5384692A JP H05253680 A JPH05253680 A JP H05253680A
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- JP
- Japan
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- tubular structure
- laser
- irradiation
- pipe
- laser light
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-
- 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
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/10—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece using a fixed support, i.e. involving moving the laser beam
- B23K26/103—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece using a fixed support, i.e. involving moving the laser beam the laser beam rotating around the fixed workpiece
- B23K26/106—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece using a fixed support, i.e. involving moving the laser beam the laser beam rotating around the fixed workpiece inside the workpiece
-
- 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
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/073—Shaping the laser spot
- B23K26/0734—Shaping the laser spot into an annular shape
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 レーザ光のビームを円周方向の全方位に渡っ
て同時に集光させて該レーザ光を管状構造物の管内表面
に照射し、その照射部分にシールドガスを吹き付けなが
ら照射位置を管の軸方向に移動さる管内表面の改質方
法。 【効果】 シールドガスをレーザ照射部分に吹き付ける
ことにより、発生する金属蒸気等を除去して加工雰囲気
を保護するため、レーザビームの透過が妨げられず、表
面の改質を均一に行うことができる。
て同時に集光させて該レーザ光を管状構造物の管内表面
に照射し、その照射部分にシールドガスを吹き付けなが
ら照射位置を管の軸方向に移動さる管内表面の改質方
法。 【効果】 シールドガスをレーザ照射部分に吹き付ける
ことにより、発生する金属蒸気等を除去して加工雰囲気
を保護するため、レーザビームの透過が妨げられず、表
面の改質を均一に行うことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、管内面の改質すなわち
耐食性、対応力腐食割れ性、対摩耗性向上を目的とした
管内表面の改質方法及び装置、管状構造物の突合せ溶接
方法および管状構造物の切断方法に関する。
耐食性、対応力腐食割れ性、対摩耗性向上を目的とした
管内表面の改質方法及び装置、管状構造物の突合せ溶接
方法および管状構造物の切断方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザ光を照射して管内面を表面処理す
るための従来の技術を図９によって説明する。管４の軸
方向に入射したレーザビーム３を平面反射鏡６で向きを
変えて管内面に照射し、平面反射鏡６を回転させて円周
上のビードを形成させた後、光学系を軸方向に移動して
ビードが一部重なるように回転照射を繰り返して管内面
の一定領域の表面処理施工をしていた。この施工方法で
は図１０に示されるように処理層内に隣接ビードの熱影
響による熱影響部９が不可避的に存在する。そのような
熱影響部９では表面処理の目的とする物性の局部的な劣
化が生じる可能性がある。例えば、 （１）鋭敏化に起因する耐食性、耐応力腐食割れ性の向
上を目的とした表面処理の場合、熱影響部でＣｒ炭化物
の再析出が生じ、再鋭敏化する。
るための従来の技術を図９によって説明する。管４の軸
方向に入射したレーザビーム３を平面反射鏡６で向きを
変えて管内面に照射し、平面反射鏡６を回転させて円周
上のビードを形成させた後、光学系を軸方向に移動して
ビードが一部重なるように回転照射を繰り返して管内面
の一定領域の表面処理施工をしていた。この施工方法で
は図１０に示されるように処理層内に隣接ビードの熱影
響による熱影響部９が不可避的に存在する。そのような
熱影響部９では表面処理の目的とする物性の局部的な劣
化が生じる可能性がある。例えば、 （１）鋭敏化に起因する耐食性、耐応力腐食割れ性の向
上を目的とした表面処理の場合、熱影響部でＣｒ炭化物
の再析出が生じ、再鋭敏化する。
【０００３】（２）耐摩耗性の向上や硬度の上昇を目的
とした表面処理の場合、熱影響部で軟化する。
とした表面処理の場合、熱影響部で軟化する。
【０００４】（３）表面の非晶質化を目的とした表面処
理の場合、熱影響部で再結晶化が生じる。
理の場合、熱影響部で再結晶化が生じる。
【０００５】（４）その他急速冷却を利用して準安定非
平衡相の形成を目的とした表面処理の場合、熱影響部は
焼鈍効果により非平衡相が消失する。
平衡相の形成を目的とした表面処理の場合、熱影響部は
焼鈍効果により非平衡相が消失する。
【０００６】以上に述べた従来の施工方法の欠点を解決
するために、特開昭６２−４５４８９号公報に開示され
たレーザ加工装置が提供された。
するために、特開昭６２−４５４８９号公報に開示され
たレーザ加工装置が提供された。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】特開昭６２−４５４８
９号公報に記載された技術は、レーザ光のビームを円周
方向の全方位に渡って同時に集光させて該レーザ光を管
状構造物の内面に照射して表面改質をしているが、レー
ザ照射により金属蒸気やプラズマ等が発生するため、加
工雰囲気が悪化してレーザビームの透過が妨げられ、表
面の改質が均一にできにくかった。また、管状構造物の
突合せ溶接や切断を極めて短時間で行える技術は従来な
かった。
９号公報に記載された技術は、レーザ光のビームを円周
方向の全方位に渡って同時に集光させて該レーザ光を管
状構造物の内面に照射して表面改質をしているが、レー
ザ照射により金属蒸気やプラズマ等が発生するため、加
工雰囲気が悪化してレーザビームの透過が妨げられ、表
面の改質が均一にできにくかった。また、管状構造物の
突合せ溶接や切断を極めて短時間で行える技術は従来な
かった。
【０００８】本発明の目的は、均一に表面の改質を行え
る管内表面の改質方法及び装置、極めて短時間で行える
管状構造物の突合せ溶接方法及び切断方法を提供するこ
とにある。
る管内表面の改質方法及び装置、極めて短時間で行える
管状構造物の突合せ溶接方法及び切断方法を提供するこ
とにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、レーザ光のビームを円周方向の全方位に渡っ
て同時に集光させて該レーザ光を管状構造物の管内表面
に照射し、その照射部分に、Ａｒ、Ｈｅなどのシールド
ガスを吹き付けながら照射位置を管の軸方向に移動さる
ことを特徴とする管内表面の改質方法である。ここで、
レーザ光の照射により管内面の表面部のみが溶融され、
その後急冷凝固されるものがよい。
本発明は、レーザ光のビームを円周方向の全方位に渡っ
て同時に集光させて該レーザ光を管状構造物の管内表面
に照射し、その照射部分に、Ａｒ、Ｈｅなどのシールド
ガスを吹き付けながら照射位置を管の軸方向に移動さる
ことを特徴とする管内表面の改質方法である。ここで、
レーザ光の照射により管内面の表面部のみが溶融され、
その後急冷凝固されるものがよい。
【００１０】また本発明は、管状構造物の管内表面にレ
ーザビームの照射で改質され得る付加層を設けた後、レ
ーザ光のビームを円周方向の全方位に渡って同時に集光
させて該レーザ光を前記管状構造物の前記付加層に照射
し、その照射部分にシールドガスを吹き付けながら照射
位置を管の軸方向に移動さることを特徴とする管内表面
の改質方法である。ここで、レーザ光の照射により管内
面の表面部のみが溶融され、その後急冷凝固されて付加
層が合金化されるものがよい。
ーザビームの照射で改質され得る付加層を設けた後、レ
ーザ光のビームを円周方向の全方位に渡って同時に集光
させて該レーザ光を前記管状構造物の前記付加層に照射
し、その照射部分にシールドガスを吹き付けながら照射
位置を管の軸方向に移動さることを特徴とする管内表面
の改質方法である。ここで、レーザ光の照射により管内
面の表面部のみが溶融され、その後急冷凝固されて付加
層が合金化されるものがよい。
【００１１】前記の管状構造物として、Ｆｅ基合金やＮ
ｉ基合金が挙げられる。また、付加層は、レーザビーム
の照射のみでは耐食性又は対応力腐食割れ性又は対摩耗
性に優れた表面溶融改質層組織を得ることができない構
造物に対して設けられる。具体的には、Ｆｅ，Ｃｒ，Ｎ
ｉ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｔａ等の合金元素をめっき、溶
射又は粉末塗布したものである。又はＦｅ，Ｃｒ，Ｎ
ｉ，Ｗ，Ｓｉ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｃ等の元素で
ある。
ｉ基合金が挙げられる。また、付加層は、レーザビーム
の照射のみでは耐食性又は対応力腐食割れ性又は対摩耗
性に優れた表面溶融改質層組織を得ることができない構
造物に対して設けられる。具体的には、Ｆｅ，Ｃｒ，Ｎ
ｉ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｔａ等の合金元素をめっき、溶
射又は粉末塗布したものである。又はＦｅ，Ｃｒ，Ｎ
ｉ，Ｗ，Ｓｉ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｃ等の元素で
ある。
【００１２】また本発明は、レーザ光のビームを円周方
向の全方位に渡って同時に集光させるレーザ照射光学系
と、このレーザ照射光学系を保持しレーザ照射部分にシ
ールドガスを吹き付けるシールドガス供給ノズルを備え
た加工トーチと、この加工トーチを管の軸方向に移動さ
せる駆動手段と、を備えたことを特徴とする管内表面の
改質装置である。
向の全方位に渡って同時に集光させるレーザ照射光学系
と、このレーザ照射光学系を保持しレーザ照射部分にシ
ールドガスを吹き付けるシールドガス供給ノズルを備え
た加工トーチと、この加工トーチを管の軸方向に移動さ
せる駆動手段と、を備えたことを特徴とする管内表面の
改質装置である。
【００１３】また本発明は、レーザ光のビームを円周方
向の全方位に渡って同時に集光させるレーザ照射光学系
と、このレーザ照射光学系を保持しレーザ照射部分にシ
ールドガスを吹き付けるシールドガス供給ノズル及びこ
のシールドガス供給ノズルを囲って設けられ先端が改質
対象の管内表面に接触してその外側の雰囲気と遮蔽する
遮蔽手段とを備えた加工トーチと、この加工トーチを管
の軸方向に移動させる駆動手段と、を備えたことを特徴
とする管内表面の改質装置である。
向の全方位に渡って同時に集光させるレーザ照射光学系
と、このレーザ照射光学系を保持しレーザ照射部分にシ
ールドガスを吹き付けるシールドガス供給ノズル及びこ
のシールドガス供給ノズルを囲って設けられ先端が改質
対象の管内表面に接触してその外側の雰囲気と遮蔽する
遮蔽手段とを備えた加工トーチと、この加工トーチを管
の軸方向に移動させる駆動手段と、を備えたことを特徴
とする管内表面の改質装置である。
【００１４】また本発明は、一方と他方の管状構造物を
突き合わせ、レーザ光のビームを円周方向の全方位に渡
って同時に集光させて該レーザ光を前記管状構造物の管
内より前記突合せ部分に照射することを特徴とする管状
構造物の突合せ溶接方法である。ここで、レーザ光の照
射部分にシールドガスを吹き付けながら溶接する、又は
突合せ部分にフィラーを設置した後レーザ光を照射する
ものがよい。
突き合わせ、レーザ光のビームを円周方向の全方位に渡
って同時に集光させて該レーザ光を前記管状構造物の管
内より前記突合せ部分に照射することを特徴とする管状
構造物の突合せ溶接方法である。ここで、レーザ光の照
射部分にシールドガスを吹き付けながら溶接する、又は
突合せ部分にフィラーを設置した後レーザ光を照射する
ものがよい。
【００１５】また本発明は、レーザ光のビームを円周方
向の全方位に渡って同時に集光させて該レーザ光を管状
構造物の内面に照射することを特徴とする管状構造物の
切断方法である。ここで、レーザ光の照射部分にシール
ドガスを吹き付けながら切断するものがよい。
向の全方位に渡って同時に集光させて該レーザ光を管状
構造物の内面に照射することを特徴とする管状構造物の
切断方法である。ここで、レーザ光の照射部分にシール
ドガスを吹き付けながら切断するものがよい。
【００１６】
【作用】レーザ光のビームを円周方向の全方位に渡って
同時に集光させて該レーザ光を管状構造物の内面に照射
して表面改質すると、レーザ照射により金属蒸気やプラ
ズマ等が発生するが、シールドガスを吹き付けて加工雰
囲気を保護するため、レーザビームの透過が妨げられ
ず、表面の改質が均一に行われる。
同時に集光させて該レーザ光を管状構造物の内面に照射
して表面改質すると、レーザ照射により金属蒸気やプラ
ズマ等が発生するが、シールドガスを吹き付けて加工雰
囲気を保護するため、レーザビームの透過が妨げられ
ず、表面の改質が均一に行われる。
【００１７】また、レーザ光のビームを円周方向の全方
位に渡って同時に集光させて該レーザ光を管状構造物の
内面に照射するため、管状構造物の突合せ溶接や切断を
極めて短時間で行える。
位に渡って同時に集光させて該レーザ光を管状構造物の
内面に照射するため、管状構造物の突合せ溶接や切断を
極めて短時間で行える。
【００１８】
【実施例】先づ、本発明で用いるレーザ照射光学系につ
いて図８により説明する。図８は反射面が一定の凹面の
曲率を持つ円錐型反射鏡１と凸レンズ２からなるレーザ
照射光学系を管４の軸、反射鏡１の軸、及び凸レンズ２
によって集光されるビーム径の中心軸が同一になるよう
に管状構造物４の内面に設置し、レーザ光３を照射し
て、ビームを円周方向の全方位に渡って同時に集光させ
た模式図である。凸レンズ２でわずかに集光されたレー
ザビーム３は反対鏡１に当たった後、反射鏡１の集光効
果により更に集光され、Ｆｅ基、Ｎｉ基合金の材料表面
を溶体化温度あるいは融点以上に加熱するのに十分な出
力密度を持つようになる。レーザ光３を照射しながら光
学系あるいは管状構造物４を管の軸方向に０.１〜２０.
０ｍ/secの範囲の一定速度で移動させて照射エネルギー
密度を１.０〜１００Ｊ／mmに制御することにより、管
内面の一定領域に渡って均一な表面溶体化改質層あるい
は表面溶融改質層５を形成させる表面処理が可能であ
る。なお、凸レンズ２の焦点距離や管内面に照射される
レーザ光の改質に必要な出力密度に応じて、円錐型反射
鏡１の反射面は図８のように曲率を持っていても、ある
いは持っていなくても良い。
いて図８により説明する。図８は反射面が一定の凹面の
曲率を持つ円錐型反射鏡１と凸レンズ２からなるレーザ
照射光学系を管４の軸、反射鏡１の軸、及び凸レンズ２
によって集光されるビーム径の中心軸が同一になるよう
に管状構造物４の内面に設置し、レーザ光３を照射し
て、ビームを円周方向の全方位に渡って同時に集光させ
た模式図である。凸レンズ２でわずかに集光されたレー
ザビーム３は反対鏡１に当たった後、反射鏡１の集光効
果により更に集光され、Ｆｅ基、Ｎｉ基合金の材料表面
を溶体化温度あるいは融点以上に加熱するのに十分な出
力密度を持つようになる。レーザ光３を照射しながら光
学系あるいは管状構造物４を管の軸方向に０.１〜２０.
０ｍ/secの範囲の一定速度で移動させて照射エネルギー
密度を１.０〜１００Ｊ／mmに制御することにより、管
内面の一定領域に渡って均一な表面溶体化改質層あるい
は表面溶融改質層５を形成させる表面処理が可能であ
る。なお、凸レンズ２の焦点距離や管内面に照射される
レーザ光の改質に必要な出力密度に応じて、円錐型反射
鏡１の反射面は図８のように曲率を持っていても、ある
いは持っていなくても良い。
【００１９】（実施例１）図１及び図２に本発明をプラ
ント内溶接管状構造物の管内表面改質に適用した例を示
す。レーザ発信器１０から発信したビームを光ファイバ
ー１３によって伝送して溶接熱影響部等の劣化部に設置
した図８に示した光学系と、シールドガス供給ノズル１
８、検出器１１に光ファイバー１４で情報が伝達される
赤外線センサー１９及び耐熱ガラス１７とからなる加工
トーチ１６から、その際、発生する金属蒸気、プラズマ
等を除去して加工雰囲気を保護するために照射部にシー
ルドガスを吹き付けながら、レーザビーム３を照射して
表面のみ溶融することにより、管内面４の特定領域に渡
って均一な耐食性あるいは耐応力腐食割れ性あるいは耐
摩耗性に優れた表面溶融改質層５を形成させ、当該構造
物の劣化を防止することが出来る。
ント内溶接管状構造物の管内表面改質に適用した例を示
す。レーザ発信器１０から発信したビームを光ファイバ
ー１３によって伝送して溶接熱影響部等の劣化部に設置
した図８に示した光学系と、シールドガス供給ノズル１
８、検出器１１に光ファイバー１４で情報が伝達される
赤外線センサー１９及び耐熱ガラス１７とからなる加工
トーチ１６から、その際、発生する金属蒸気、プラズマ
等を除去して加工雰囲気を保護するために照射部にシー
ルドガスを吹き付けながら、レーザビーム３を照射して
表面のみ溶融することにより、管内面４の特定領域に渡
って均一な耐食性あるいは耐応力腐食割れ性あるいは耐
摩耗性に優れた表面溶融改質層５を形成させ、当該構造
物の劣化を防止することが出来る。
【００２０】レーザビームの照射のみでは耐食性あるい
は耐応力腐食割れ性あるいは耐摩耗性に優れた表面溶融
改質層組織が得ることが出来ない構造物に対しては、管
内面４にＦｅ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｔａな
どの元素をめっきあるいは溶射あるいは粉末を有機バイ
ンダで表面に塗布した後、上述の雰囲気及び条件の下で
レーザビーム３を照射することで、管内面４の特定領域
に渡って均一な耐食性あるいは耐応力腐食割れ性あるい
は耐摩耗性に優れた表面合金化改質層５を形成させ、当
該構造物の劣化を防止することが出来る。
は耐応力腐食割れ性あるいは耐摩耗性に優れた表面溶融
改質層組織が得ることが出来ない構造物に対しては、管
内面４にＦｅ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｔａな
どの元素をめっきあるいは溶射あるいは粉末を有機バイ
ンダで表面に塗布した後、上述の雰囲気及び条件の下で
レーザビーム３を照射することで、管内面４の特定領域
に渡って均一な耐食性あるいは耐応力腐食割れ性あるい
は耐摩耗性に優れた表面合金化改質層５を形成させ、当
該構造物の劣化を防止することが出来る。
【００２１】（実施例２）図３に本発明を管状構造物の
突合せ溶接に適用した例を示す。２本の管状構造物４を
突き合わせてフィラー２０をあらかじめ設置した後、図
２に示した加工トーチ１６から、その際発生する金属蒸
気、プラズマ等を除去して加工雰囲気を保護するために
照射部にシールドガスを吹き付けながら、レーザビーム
３を照射することにより、極めて短時間で溶接を完了す
ることが出来る。フィラー２０を用いない溶接も可能で
ある。
突合せ溶接に適用した例を示す。２本の管状構造物４を
突き合わせてフィラー２０をあらかじめ設置した後、図
２に示した加工トーチ１６から、その際発生する金属蒸
気、プラズマ等を除去して加工雰囲気を保護するために
照射部にシールドガスを吹き付けながら、レーザビーム
３を照射することにより、極めて短時間で溶接を完了す
ることが出来る。フィラー２０を用いない溶接も可能で
ある。
【００２２】（実施例３）図４に本発明を管状構造物の
切断に適用した例を示す。図２に示した加工トーチ１６
から、その際発生する金属蒸気、プラズマ等を除去して
加工雰囲気を保護するために照射部にシールドガスを吹
き付けながら、レーザビームを照射することにより、極
めて短時間で切断を完了することが出来る。
切断に適用した例を示す。図２に示した加工トーチ１６
から、その際発生する金属蒸気、プラズマ等を除去して
加工雰囲気を保護するために照射部にシールドガスを吹
き付けながら、レーザビームを照射することにより、極
めて短時間で切断を完了することが出来る。
【００２３】（実施例４）図５に本発明を水中での表面
処理、溶接、及び切断に適用した例を示す。ワイヤーブ
ラシ２１とシールドガスによって照射部の水を遮断及び
排除し、発生する金属蒸気、プラズマ等を除去しなが
ら、レーザビーム３を照射することにより、水中におい
ても前実施例と同様の施工を行うことが出来る。
処理、溶接、及び切断に適用した例を示す。ワイヤーブ
ラシ２１とシールドガスによって照射部の水を遮断及び
排除し、発生する金属蒸気、プラズマ等を除去しなが
ら、レーザビーム３を照射することにより、水中におい
ても前実施例と同様の施工を行うことが出来る。
【００２４】（実施例５）図６は本発明を原子力プラン
ト炉内機器の補修施工へ適用した実施例を示し、図７は
図６のＢ部拡大断面図である。溶接部に対応する管内表
面に均一な表面改質部を形成することができる。
ト炉内機器の補修施工へ適用した実施例を示し、図７は
図６のＢ部拡大断面図である。溶接部に対応する管内表
面に均一な表面改質部を形成することができる。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、シールドガスをレーザ
照射部分に吹き付けることにより、発生する金属蒸気等
を除去して加工雰囲気を保護するため、レーザビームの
透過が妨げられず、表面の改質を均一に行うことができ
る。
照射部分に吹き付けることにより、発生する金属蒸気等
を除去して加工雰囲気を保護するため、レーザビームの
透過が妨げられず、表面の改質を均一に行うことができ
る。
【００２６】また、レーザ光のビームを円周方向の全方
位に渡って同時に集光させて該レーザ光を管状構造物の
内面に照射するため、管状構造物の突合せ溶接や切断を
極めて短時間で行うことができる。
位に渡って同時に集光させて該レーザ光を管状構造物の
内面に照射するため、管状構造物の突合せ溶接や切断を
極めて短時間で行うことができる。
【図１】本発明の実施例を示した図２のＡ部詳細断面図
である。
である。
【図２】本発明をプラント内管状溶接構造物の気中にお
ける表面改質に適用した例を示す概略構成図である。
ける表面改質に適用した例を示す概略構成図である。
【図３】本発明を管状構造物の溶接に適用した例を示す
断面図である。
断面図である。
【図４】本発明を管状構造物の切断に適用した例を示す
断面図である。
断面図である。
【図５】本発明をプラント内管状溶接構造物の水中にお
ける表面改質に適用した例を示す断面図である。
ける表面改質に適用した例を示す断面図である。
【図６】本発明を原子力プラント炉内機器補修施工へ適
用した概略図である。
用した概略図である。
【図７】図６のＢ部拡大断面図である。
【図８】本発明によるレーザ照射光学系を用いた管状構
造物内面の表面改質施工の断面模式図である。
造物内面の表面改質施工の断面模式図である。
【図９】従来技術によるレーザ照射光学系を用いた管状
構造物内面の表面改質施工の断面模式図である。
構造物内面の表面改質施工の断面模式図である。
【図１０】従来技術によるレーザ照射光学系を用いた管
状構造物内面の表面改質によって得られる改質部断面の
模式図である。
状構造物内面の表面改質によって得られる改質部断面の
模式図である。
１ 円錐型反射鏡、 ２ 凸レンズ ３ レーザ光 ４ 管状構造物 ５ 本発明による均質な表面改質部 ６ 平板反射鏡 ７ 凹レンズ ８ 従来技術による表面改質部 ９ 改質層内の隣接パスによる熱影響部 １０ レーザ発信器 １１ 検出器 １２ シールドガスボンベ １３ レーザ光伝送用光ファイバー １４ センサー用光ファイバー １５ ガスチューブ １６ 加工トーチ １７ 耐熱ガラス １８ シールドガス供給ノズル １９ 温度センサー ２０ フィラー ２１ ワイヤーブラシ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２１Ｄ 1/09 Ｇ (72)発明者 榎本 邦夫 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 辻村 浩 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 黒沢 孝一 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内
Claims (11)
- 【請求項１】 レーザ光のビームを円周方向の全方位に
渡って同時に集光させて該レーザ光を管状構造物の管内
表面に照射し、その照射部分にシールドガスを吹き付け
ながら照射位置を管の軸方向に移動さることを特徴とす
る管内表面の改質方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の管内表面の改質方法に
おいて、レーザ光の照射により管内面の表面部のみが溶
融され、その後急冷凝固されることを特徴とする管内表
面の改質方法。 - 【請求項３】 管状構造物の管内表面にレーザビームの
照射で改質され得る付加層を設けた後、レーザ光のビー
ムを円周方向の全方位に渡って同時に集光させて該レー
ザ光を前記管状構造物の前記付加層に照射し、その照射
部分にシールドガスを吹き付けながら照射位置を管の軸
方向に移動さることを特徴とする管内表面の改質方法。 - 【請求項４】 請求項３に記載の管内表面の改質方法に
おいて、レーザ光の照射により管内面の表面部のみが溶
融され、その後急冷凝固されて付加層が合金化されるこ
とを特徴とする管内表面の改質方法。 - 【請求項５】 レーザ光のビームを円周方向の全方位に
渡って同時に集光させるレーザ照射光学系と、このレー
ザ照射光学系を保持しレーザ照射部分にシールドガスを
吹き付けるシールドガス供給ノズルを備えた加工トーチ
と、この加工トーチを管の軸方向に移動させる駆動手段
と、を備えたことを特徴とする管内表面の改質装置。 - 【請求項６】 レーザ光のビームを円周方向の全方位に
渡って同時に集光させるレーザ照射光学系と、このレー
ザ照射光学系を保持しレーザ照射部分にシールドガスを
吹き付けるシールドガス供給ノズル及びこのシーレドガ
ス供給ノズルを囲って設けられ先端が改質対象の管内表
面に接触してその外側の雰囲気と遮蔽する遮蔽手段とを
備えた加工トーチと、この加工トーチを管の軸方向に移
動させる駆動手段と、を備えたことを特徴とする管内表
面の改質装置。 - 【請求項７】 一方と他方の管状構造物を突き合わせ、
レーザ光のビームを円周方向の全方位に渡って同時に集
光させて該レーザ光を前記管状構造物の管内より前記突
合せ部分に照射することを特徴とする管状構造物の突合
せ溶接方法。 - 【請求項８】 請求項７に記載の管状構造物の突合せ溶
接方法において、レーザ光の照射部分にシールドガスを
吹き付けながら溶接することを特徴とする管状構造物の
突合せ溶接方法。 - 【請求項９】 請求項７又は８に記載の管状構造物の突
合せ溶接方法において、突合せ部分にフィラーを設置し
た後レーザ光を照射することを特徴とする管状構造物の
突合せ溶接方法。 - 【請求項１０】 レーザ光のビームを円周方向の全方位
に渡って同時に集光させて該レーザ光を管状構造物の内
面に照射することを特徴とする管状構造物の切断方法。 - 【請求項１１】 請求項１０に記載の管状構造物の切断
方法において、レーザ光の照射部分にシールドガスを吹
き付けながら切断することを特徴とする管状構造物の切
断方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4053846A JPH05253680A (ja) | 1992-03-12 | 1992-03-12 | 管内表面の改質方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4053846A JPH05253680A (ja) | 1992-03-12 | 1992-03-12 | 管内表面の改質方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05253680A true JPH05253680A (ja) | 1993-10-05 |
Family
ID=12954139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4053846A Pending JPH05253680A (ja) | 1992-03-12 | 1992-03-12 | 管内表面の改質方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05253680A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004079040A1 (en) * | 2003-03-04 | 2004-09-16 | Institute Of Physics, Chinese Academy Of Sciences | A method and special apparatus for modifying the internal surface of tubular workpiece |
| EP1477264A1 (en) * | 2003-05-16 | 2004-11-17 | Lasag Ag | Apparatus for generating a rotating laser beam |
| WO2005053896A1 (de) * | 2003-12-04 | 2005-06-16 | Lbc Laser Bearbeitungs Center Gmbh | Vorrichtung zur oberflächenbearbeitung einer zylinderinnenfläche mit einem laserstrahl |
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| JP2016068139A (ja) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | 三菱重工業株式会社 | レーザ切断装置及びレーザ切断方法 |
| CN115490414A (zh) * | 2022-08-25 | 2022-12-20 | 杰讯光电(福建)有限公司 | 一种光纤准直器毛细管制造工艺 |
-
1992
- 1992-03-12 JP JP4053846A patent/JPH05253680A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US20160151862A1 (en) * | 2012-02-10 | 2016-06-02 | Limo Patentverwaltung Gmbh & Co. Kg | Device for laser processing of a surface of a workpiece or for post-treatment of a coating on the outside or the inside of a workpiece |
| JP2016068139A (ja) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | 三菱重工業株式会社 | レーザ切断装置及びレーザ切断方法 |
| CN115490414A (zh) * | 2022-08-25 | 2022-12-20 | 杰讯光电(福建)有限公司 | 一种光纤准直器毛细管制造工艺 |
| CN115490414B (zh) * | 2022-08-25 | 2024-04-02 | 杰讯光电(福建)有限公司 | 一种光纤准直器毛细管制造工艺 |
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