JPH084949B2 - クラッディング装置 - Google Patents
クラッディング装置Info
- Publication number
- JPH084949B2 JPH084949B2 JP63310356A JP31035688A JPH084949B2 JP H084949 B2 JPH084949 B2 JP H084949B2 JP 63310356 A JP63310356 A JP 63310356A JP 31035688 A JP31035688 A JP 31035688A JP H084949 B2 JPH084949 B2 JP H084949B2
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- JP
- Japan
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- powder
- base material
- metal
- gas
- metal powder
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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
- B23K26/20—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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
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
するクラッディング装置に関するものである。
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て形成される溶融
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。
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て形成される溶融
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、前述されたクラッ
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。
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。
（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生じるという問題点が
ある。
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生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ッディング装置を提供す
ることにある。
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ッ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
ッディング装置は、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
造でかつその軸線を前記レーザビームの軸線と前記金属
母材上で交叉するようにそのレーザビームの軸線に対し
て傾斜させて構成するとともに、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到達するまで直進性
を保持させてその金属粉末上に供給する ことを特徴とするものである。
ッディング装置は、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
造でかつその軸線を前記レーザビームの軸線と前記金属
母材上で交叉するようにそのレーザビームの軸線に対し
て傾斜させて構成するとともに、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到達するまで直進性
を保持させてその金属粉末上に供給する 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
いはそれらの混合ガスで、CO、CO2、Ar、H2、N2、O2、C
H4、C3H8、C2H2等及びそれらの混合体が好ましい。
いはそれらの混合ガスで、CO、CO2、Ar、H2、N2、O2、C
H4、C3H8、C2H2等及びそ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直進性が金属母材上に到達するまで
保持されて金属粉末の広がりが抑制される。
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直進性が金属母材上に到達するまで
保持されて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くしたり、給粉ノズルの先
端から溶融池までの距離を短かくする必要がない。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か
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の保持が向上したことか
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。
に、給粉ノズルの口径を小さくしたり、給粉ノズルの先
端から溶融池までの距離を短かくする必要がない。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か
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の保持が向上したことか
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。
（実施例） 次に、本発明によるクラッ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。
例につき、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は肉盛形成するための本発明によるクラッディ
ング装置Ａが設けられている。したがって、クラッディ
ング装置Ａに対して金属母材１が矢印方向に移動させら
れることになる。
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は肉盛形成するための本発明によるクラッディ
ング装置Ａが設けられている。したがって、クラッディ
ング装置Ａに対して金属母材１が矢印方向に移動させら
れることになる。
前記クラッディング装置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をフォーカッシングするた
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１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
設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1/3程度
に設定されている。また、外管10の上部入口は、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１からの溶
融飛散物から保護するため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11であって、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。
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をフォーカッシングするた
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１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
設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1/3程度
に設定されている。また、外管10の上部入口は、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１からの溶
融飛散物から保護するため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11であって、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。
以上により、内管９により供給され、レーザビーム５
に溶融されてクラッド層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
10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ってレーザビーム５により
形成される溶融池に向かうようになる。
に溶融されてクラッド層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
10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ってレーザビーム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直進性が金属母材１上に
到達するまで保持されて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
ける金属粉末の溶融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上であるため
に、一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。
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直進性が金属母材１上に
到達するまで保持されて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
ける金属粉末の溶融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上であるため
に、一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
給流れの直進性の保持が向上し、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
よるクラッディング装置Ａをロボット等の先に取付ける
ことにより、このクラッディング装置Ａの性能を最大に
生かすことができる。
給流れの直進性の保持が向上し、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
よるクラッディング装置Ａをロボット等の先に取付ける
ことにより、このクラッディング装置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。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。
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。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。
第１図及び第２図は本発明によるクラッディング装置の
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……クラッディング装置 １……金属母材 ２……クラッド層 ３……開口端 ４……筒体 ５……レーザビーム ６……対物レンズ ７……壁部 ８……給粉ノズル ９……内管 10……外管 11……ガス供給口 12……下部空間 13……支持部
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……クラッディング装置 １……金属母材 ２……クラッド層 ３……開口端 ４……筒体 ５……レーザビーム ６……対物レンズ ７……壁部 ８……給粉ノズル ９……内管 10……外管 11……ガス供給口 12……下部空間 13……支持部
Claims (2)
- 【請求項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
でかつその軸線を前記レーザビームの軸線と前記金属母
材上で交叉するようにそのレーザビームの軸線に対して
傾斜させて構成するとともに、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到達するまで直進性を
保持させてその金属粉末上に供給する ことを特徴とするクラッディング装置。 - 【請求項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 JPH02155585A (ja) | 1990-06-14 |
| JPH084949B2 true 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) |
Families Citing this family (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 |
| JP5587918B2 (ja) * | 2012-01-10 | 2014-09-10 | 株式会社日立製作所 | 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 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6277689U (ja) * | 1985-10-29 | 1987-05-18 | ||
| JPH0341901Y2 (ja) * | 1988-10-19 | 1991-09-03 |
-
1988
- 1988-12-08 JP JP63310356A patent/JPH084949B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02155585A (ja) | 1990-06-14 |
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