JP3663904B2

JP3663904B2 - Method of overlaying with laser beam

Info

Publication number: JP3663904B2
Application number: JP10146398A
Authority: JP
Inventors: 眞司西野
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1998-04-13
Filing date: 1998-04-13
Publication date: 2005-06-22
Anticipated expiration: 2018-04-13
Also published as: JPH11291073A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、金属母材表面に他金属材料を投入しつつレーザビームを照射し、前記他金属材料を溶融させて肉盛り層を形成するレーザビームによる肉盛り方法に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、高品質な肉盛り層が得られるレーザ出力値の制御範囲を拡げ、肉盛り層の形状の制御領域を拡げることを目的としている。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１の発明は、金属母材表面に他金属材料を投入しつつレーザビームを照射し、前記他金属材料を溶融させて肉盛り層を形成するレーザビームによる肉盛り方法において、前記レーザビームをパルス発振させて肉盛り作業を行い、前記レーザビームの発振パルスは、周波数が１００〜４００Ｈｚで、１サイクルでのパルス発振時間をａ、同非発振時間をｂとすると、ａ／（ａ＋ｂ）が０．５以上であるレーザビームによる肉盛り方法としてある。
【０００４】
上記した肉盛り方法によれば、パルス発振によるレーザビームは、他金属材料と金属母材とを相互に溶着させて良好な肉盛り層を形成する際に、パワー密度（ピーク出力）を所定に確保したままエネルギ密度（平均出力）を下げることが可能となり、全体としてレーザビームの出力値の下限値を低く設定可能となる。
上記したレーザビームの発振パルスの周波数が１００Ｈｚを下回ると、パワー密度が低下し、金属母材と他金属材料との間で未溶着部が発生し、良好な肉盛り層が形成できにくいものとなる。一方、発振パルスの周波数が４００Ｈｚを上回ると、連続波に近いものとなり、エネルギ密度の増大を招くばかりかパルス発振の効果が低くなる。また、ａ／（ａ＋ｂ）が、０．５を下回ると、レーザビームのパルス発振時間ａが同非発振時間ｂに対して短くなりすぎ、金属母材と他金属材料との間で未溶着部が発生し、良好な肉盛り層が形成できにくいものとなる。
このため、発振パルスの周波数を１００〜４００Ｈｚ、パルス発振時間ａと同非発振時間ｂとの関係ａ／（ａ＋ｂ）を０．５以上とすることで、エネルギ密度を低く抑えつつ良好な肉盛り層が得られるものとなる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明の肉盛り方法において、肉盛り層の作業開始部となる始端部での他金属材料の供給量を１０〜３０ｇ/ｍｉｎとして肉盛り作業を行うものとしてある。
【０００９】
他金属材料の供給量が１０ｇ／ｍｉｎを下回ると、他金属材料の量が少なすぎ、金属母材への入熱が多大となって金属母材の溶融量が増大し、溶融状態の他金属材料に金属母材が多量に混入して凝固時にて肉盛り層にクラックが発生する恐れがある。一方、他金属材料の供給量が３０ｇ／ｍｉｎを超えると、肉盛り層の高さが高くなりすぎ、例えば、肉盛り層として、肉盛り作業開始部となる始端部に肉盛り作業終了部となる終端部を重ね合わせるような場合には、その重なり部における始端部と終端部と金属母材との間に隙間ができて未溶着部が形成されることとなり、クラック発生の原因となる。このため、他金属材料の供給量を１０〜３０ｇ/ｍｉｎとすることで、クラックの発生しない良好な肉盛り層が得られるものとなる。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１または２の発明の肉盛り方法において、肉盛り層は、肉盛り作業開始部となる始端部に、肉盛り作業終了部となる終端部を重ねて形成されるものである。
【００１１】
上記肉盛り方法によれば、特に、肉盛り層の始端部が良好に形成されることで、重なり部での未溶着やクラックの発生が抑えられ、高品質な肉盛り層が確保される。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項の発明の肉盛り方法において、金属母材がエンジンのシリンダヘッドにおけるバルブシート部を構成するアルミニウム合金で、他金属材料が銅合金である。
【００１３】
上記肉盛り方法によれば、アルミニウム合金により軽量化したシリンダヘッドのバルブシート部に、耐熱性および耐摩耗性の高い銅合金で、未溶着部およびクラックが発生しない高品質な肉盛り層が形成される。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、パルス発振によるレーザビームは、他金属材料と金属母材とを相互に溶着させて良好な肉盛り層を形成可能なパワー密度（ピーク出力）を所定に確保したままエネルギ密度（平均出力）を下げることが可能となるので、良好な肉盛り層が得られるレーザビーム出力の下限値を低く設定することができ、この結果良好な肉盛り層の制御領域が拡がるとともに、設備費を低下させることができる。
また、レーザビームの発振パルスの周波数を１００〜４００Ｈｚ、パルス発振時間ａと同非発振時間ｂとの関係ａ／（ａ＋ｂ）を０．５以上としたので、良好な肉盛り層をより確実に得ることができる。
【００１６】
請求項２の発明によれば、他金属材料の供給量を１０〜３０ｇ/ｍｉｎとしたので、クラックの発生しない良好な肉盛り層を得ることができる。
【００１７】
請求項３の発明によれば、特に、肉盛り層の始端部が良好に形成されることで、重なり部での未溶着やクラックの発生が抑えられ、高品質な肉盛り層を確保することができる。
【００１８】
請求項４の発明によれば、アルミニウム合金により軽量化したシリンダヘッドのバルブシート部に、耐熱性および耐摩耗性の高い銅合金で、未溶着部およびクラックが発生しない高品質な肉盛り層を形成できるので、エンジン稼働時において、バルブシート面を構成する肉盛り層の熱がシリンダヘッド本体側に伝達しやすくなり、バルブシート部やバルブの熱負荷が軽減されて耐久性の向上および、エンジンの出力性能向上が期待できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００２０】
図１は、この発明の実施の一形態を示すレーザビームによる肉盛り方法を実施するための装置の概略的な全体構成図であり、アルミニウム合金からなる金属母材１に対し、銅合金の粉末からなる他金属材料３を粉末供給ノズル４から投入しつつ、レーザ発振器５から発振して光学系７で反射集光されたレーザビーム９を照射し、これにより金属母材１の表面および他金属材料３がともに溶融して相互に溶着し、肉盛り層１１が形成される。
【００２１】
レーザ発振器５から発振するレーザビーム９は、図２に示すように、パルス波であり、１サイクルでのパルス発振時間をａ、同非発振時間をｂとすると、デューティ比：ａ／（ａ＋ｂ）が０．５以上であり、発振周波数が１００〜４００Ｈｚである。
【００２２】
図３は、肉盛り層１１が金属母材１に対し未溶着となるレーザ出力（平均出力）の下限値を、粉末（他金属材料３）供給量に応じて、レーザビームが実線で示すパルス波の場合と、破線で示す連続波の場合とで比較して示したものである。なお、ピーク出力は、パルス波と連続波とで同等である。これによれば、例えば粉末供給量が５０ｇ／ｍｉｎの場合には、平均出力の下限値は、連続波では約３０００Ｗであるのに対し、パルス波では２７００Ｗ程度と低くなっているなど、粉末供給量が少ないほどその差が小さくなってはいるものの、全体としてパルス波とした場合の方が、下限値が低下している。
【００２３】
未溶着となるレーザ平均出力の下限値が低下するということは、ピーク出力を所定に確保したまま平均出力がより低い状態で良好な肉盛り層１１の形成が可能なことを意味し、これにより良好な肉盛り層の制御領域が拡がるとともに、設備費についても低下させることができる。
【００２４】
上記した肉盛り層１１を良好なものとするためには、図１の拡大されたＡ−Ａ断面図である図４に示すように、肉盛り層１１の高さｈと幅Ｌとの比：ｈ／Ｌ（以下これをアスペクト比と呼ぶ）で表される断面形状を適切なものとする必要がある。
【００２５】
図５および図６は、上記アスペクト比とレーザ平均出力との関係を粉末供給量に応じて示したもので、図５がパルス波、図６が連続波でのものである。なお、粉末供給量は、図５では３０、５０および６０ｇ／ｍｉｎ、図６では４０、５０および６０ｇ／ｍｉｎとしてそれぞれ示している。
【００２６】
これによれば、図５に示すレーザビームをパルス波とした場合の方が、図６に示す同連続波とした場合に比べ、いずれの粉末供給量においても、平均出力の変化に対するアスペクト比の変化の度合いが大きいものとなっている。これは、同等の平均出力の変化量で、アスペクト比つまり肉盛り層１１の形状をより大きく変化させることができることを意味し、肉盛り層１１の形状を制御する領域が拡がるものとなる。この結果、目的とする良好な形状の肉盛り層の形成が、より容易なものとなる。
【００２７】
表１は、良好な肉盛り層１１を形成するための、粉末供給量と、パルス波の周波数と、デューティ比：ａ／（ａ＋ｂ）との関係の一例を示したものである。ここでは、粉末供給量、周波数、ディーティ比が、それぞれ（１）６０ｇ／ｍｉｎ、２５０Ｈｚ、０．９、（２）５０ｇ／ｍｉｎ、２００Ｈｚ、０．８、（３）３０ｇ／ｍｉｎ、１５０Ｈｚ、０．６の、３通りのみ示しているが、この組合わせ以外にも、良好な肉盛り層１１の形成が可能である。
【００２８】
【表１】

【００２９】
図１に示すように、肉盛り作業開始後の肉盛り層１１の、いわゆる定常部１１ａに対し、肉盛り作業開始部の始端部１１ｂについては、粉末供給量は、１０〜３０ｇ／ｍｉｎとするのが好ましい。これにより、粉末供給量の過少による溶融状態の金属母材１の肉盛り層１１への多量の混入が回避されて、肉盛り層１１のクラック発生が防止される。また、粉末供給量の過多による肉盛り層１１の特に始端部１１ｂの高さが所定に抑えられ、後述する図８に示す始端部１１ｂに終端部１１ｃを重ね合わせた場合の未溶着およびクラックの発生が防止される。
【００３０】
上記した金属母材１としては、例えば図７に示すように、自動車用エンジンのシリンダヘッド１０１におけるバルブシート部１０３でよい。ここでのシリンダヘッド１０１における吸気（排気）ポート１０５の燃焼室側に開口する開口端１０５ａは、吸気（排気）バルブ１０７によって開閉され、この吸気（排気）バルブ１０７の傘部１０７ａがバルブシート部１０３におけるシート面１０３ａに密接可能である。
【００３１】
上記バルブシート部１０３は、エンジン稼働中に、バルブが繰り返し当接したり、高温にさらされるなど、苛酷な条件下にあることから、上記シリンダヘッド１０１を、軽量化などの観点からアルミニウム合金とした場合には、摩耗や溶損が発生する恐れがあり、このため耐熱性および耐摩耗性の高い他の金属材料３による肉盛り層１１を形成することで、上記した問題が解消される。なお、肉盛り層形成後は、機械加工によってバルブシート面を形成する。
【００３２】
他の金属材料３を肉盛りする技術は、従来から行われている、バルブシート部に形成した凹部に鋳鉄や鉄系焼結材からなるバルブシート材を圧入する技術に比べ、シリンダヘッド本体（金属母材）とバルブシート材となる肉盛り層との間の密着度が高いことから、両者間の熱伝導性が良好であり、このため、バルブシート部やバルブの熱負荷が低減されて、耐久性の向上および、エンジンの出力性能向上を達成することが可能となる。
【００３３】
バルブシート部１０３は環状に形成されていることから、肉盛り層１１は、図８に示すように、始端部１１ｂに対し終端部１１ｃが重なり合う構造となる。このような構造では、始端部１１ｂを、前述したように粉末供給量を１０〜３０ｇ／ｍｉｎとして良好なものとすることで、終端部１１ｃの始端部１１ｂおよび金属母材１に対する溶着も確実となり、高品質な肉盛り層１１が得られることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の一形態を示すレーザビームによる肉盛り方法を実施するための装置の概略的な全体構成図である。
【図２】図１のレーザ発振器によるレーザ出力波形図である。
【図３】肉盛り層が金属母材に対し未溶着となるレーザ出力（平均出力）の下限値を、パルス波の場合と連続波の場合とで比較して示した説明図である。
【図４】図１の拡大されたＡ−Ａ断面図である。
【図５】肉盛り層の形状を示すアスペクト比とパルス波でのレーザ平均出力との関係を粉末供給量に応じて示した説明図である。
【図６】肉盛り層の形状を示すアスペクト比と連続波でのレーザ平均出力との関係を粉末供給量に応じて示した説明図である。
【図７】肉盛り層を形成するシリンダヘッドにおけるバルブシート部周辺の断面図である。
【図８】環状に形成されるバルブシート部に対する肉盛り層の重なり部周辺の側面断面図である。
【符号の説明】
１金属母材
３他金属材料
９レーザビーム
１１肉盛り層
１１ｂ始端部
１１ｃ終端部
１０１シリンダヘッド
１０３バルブシート部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a build-up method using a laser beam in which a laser beam is irradiated while another metal material is put on the surface of a metal base material, and the other metal material is melted to form a build-up layer.
[0002]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to expand the control range of the laser output value from which a high-quality build-up layer can be obtained, and to expand the control region of the build-up layer shape.
[0003]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the object, the invention of claim 1 is based on a laser beam that forms a build-up layer by irradiating a laser beam while putting another metal material on the surface of the metal base material and melting the other metal material. in the deposition method, the laser beam had rows overlaying work by pulse oscillation, and the oscillation pulse of the laser beam has a frequency in the 100 to 400 Hz, a pulse oscillation time in one cycle a, the same non-oscillation time Assuming that b is a method of overlaying with a laser beam in which a / (a + b) is 0.5 or more .
[0004]
According to the above-described build-up method, the laser beam by pulse oscillation has a predetermined power density (peak output) when another metal material and a metal base material are welded together to form a good build-up layer. It is possible to reduce the energy density (average output) while ensuring it, and as a whole, the lower limit value of the output value of the laser beam can be set low.
When the frequency of the oscillation pulse of the laser beam is less than 100 Hz, the power density is reduced, an unwelded portion is generated between the metal base material and the other metal material, and it is difficult to form a good build-up layer. Become. On the other hand, when the frequency of the oscillation pulse exceeds 400 Hz, it becomes close to a continuous wave, which not only increases the energy density but also reduces the effect of pulse oscillation. If a / (a + b) is less than 0.5, the pulse oscillation time a of the laser beam becomes too short with respect to the non-oscillation time b, and an unwelded portion is formed between the metal base material and the other metal material. Occurs, and it is difficult to form a good build-up layer.
For this reason, by setting the frequency of the oscillation pulse to 100 to 400 Hz and the relationship a / (a + b) between the pulse oscillation time a and the non-oscillation time b being 0.5 or more, good buildup while keeping the energy density low. A layer will be obtained.
[0008]
The invention of claim 2 is the overlaying method of the invention of claim 1 , wherein the overlaying operation is performed with the supply amount of the other metal material at the starting end part which becomes the operation start part of the overlaying layer being 10 to 30 g / min. It is as.
[0009]
When the supply amount of the other metal material is less than 10 g / min, the amount of the other metal material is too small, the heat input to the metal base material is increased, and the melting amount of the metal base material is increased. There is a possibility that a large amount of a metal base material is mixed into the material and cracks occur in the overlay layer during solidification. On the other hand, when the supply amount of the other metal material exceeds 30 g / min, the height of the build-up layer becomes too high. For example, as the build-up layer, the build-up work end part is formed at the start end part which is the build-up work start part. When the end portions are overlapped, a gap is formed between the start end portion, the end end portion, and the metal base material in the overlapped portion, and an unwelded portion is formed, which causes cracks. For this reason, the favorable buildup layer which a crack does not generate | occur | produce will be obtained by the supply amount of other metal materials being 10-30 g / min.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, in the overlaying method according to the first or second aspect of the present invention, the overlay layer is formed by overlapping a start end portion serving as a build-up operation start portion and an end portion serving as a build-up operation end portion. Is.
[0011]
According to the above-described build-up method, in particular, since the starting end portion of the build-up layer is formed well, the occurrence of unwelding and cracks at the overlapping portion is suppressed, and a high-quality build-up layer is secured.
[0012]
The invention according to claim 4 is the overlaying method according to any one of claims 1 to 3, wherein the metal base material is an aluminum alloy constituting a valve seat portion in a cylinder head of an engine, and the other metal material is a copper alloy. It is.
[0013]
According to the above-described build-up method, a high-quality build-up layer is formed on the valve seat portion of the cylinder head that has been reduced in weight by an aluminum alloy, using a copper alloy having high heat resistance and high wear resistance so that no unwelded portions and cracks are generated. Is done.
[0014]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the laser beam by pulse oscillation has ensured a predetermined power density (peak output) capable of forming a good build-up layer by welding another metal material and a metal base material to each other. Since the energy density (average output) can be lowered as it is, the lower limit value of the laser beam output from which a good build-up layer can be obtained can be set low, and as a result, the control range of the good build-up layer is expanded. At the same time, the equipment cost can be reduced.
In addition, since the frequency of the oscillation pulse of the laser beam is 100 to 400 Hz and the relationship a / (a + b) between the pulse oscillation time a and the non-oscillation time b is 0.5 or more, a good build-up layer can be more reliably obtained. Can be obtained.
[0016]
According to the second aspect of the present invention, since the supply amount of the other metal material is set to 10 to 30 g / min, it is possible to obtain a good build-up layer in which no crack is generated.
[0017]
According to the invention of claim 3 , in particular, since the start end portion of the build-up layer is formed well, the occurrence of unwelding and cracks at the overlapping portion is suppressed, and a high-quality build-up layer is secured. Can do.
[0018]
According to the invention of claim 4 , the valve seat portion of the cylinder head reduced in weight by the aluminum alloy is provided with a high-quality build-up layer made of a copper alloy having high heat resistance and high wear resistance so that no unwelded portion and cracks are generated. Since it can be formed, the heat of the built-up layer that constitutes the valve seat surface is easily transferred to the cylinder head body side when the engine is running, the heat load on the valve seat part and the valve is reduced, and the durability is improved and the engine Output performance can be expected.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0020]
FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram of an apparatus for carrying out a laser beam overlaying method according to an embodiment of the present invention, in which a copper alloy powder is applied to a metal base material 1 made of an aluminum alloy. While the other metal material 3 made of is put from the powder supply nozzle 4, the laser beam 9 oscillated from the laser oscillator 5 and reflected and collected by the optical system 7 is irradiated, whereby the surface of the metal base material 1 and the other metal are irradiated. The materials 3 are melted together and welded to each other, and the build-up layer 11 is formed.
[0021]
As shown in FIG. 2, the laser beam 9 oscillated from the laser oscillator 5 is a pulse wave. When the pulse oscillation time in one cycle is a and the non-oscillation time is b, the duty ratio is a / (a + b). Is 0.5 or more, and the oscillation frequency is 100 to 400 Hz.
[0022]
FIG. 3 shows a pulse whose laser beam is indicated by a solid line in accordance with the supply amount of powder (other metal material 3) as a lower limit value of laser output (average output) at which the build-up layer 11 is not welded to the metal base material 1. This is a comparison between the case of a wave and the case of a continuous wave indicated by a broken line. The peak output is the same for the pulse wave and the continuous wave. According to this, for example, when the powder supply amount is 50 g / min, the lower limit value of the average output is about 3000 W in the continuous wave, and is as low as about 2700 W in the pulse wave. Although the difference is smaller as the amount is smaller, the lower limit is lower in the case of a pulse wave as a whole.
[0023]
That the lower limit value of the laser average output that is not welded is reduced means that it is possible to form a good build-up layer 11 in a state where the average output is lower while a predetermined peak output is secured. The control area of a good build-up layer can be expanded and the equipment cost can be reduced.
[0024]
In order to make the above-described built-up layer 11 good, as shown in FIG. 4 which is an enlarged AA sectional view of FIG. 1, the ratio between the height h and the width L of the built-up layer 11. : The cross-sectional shape represented by h / L (hereinafter referred to as the aspect ratio) needs to be appropriate.
[0025]
FIGS. 5 and 6 show the relationship between the aspect ratio and the laser average output according to the amount of powder supplied. FIG. 5 is a pulse wave and FIG. 6 is a continuous wave. In addition, the powder supply amount is shown as 30, 50 and 60 g / min in FIG. 5 and 40, 50 and 60 g / min in FIG. 6, respectively.
[0026]
According to this, in the case where the laser beam shown in FIG. 5 is a pulse wave, the aspect ratio with respect to the change of the average output is larger at any powder supply amount than in the case where the laser beam is the same continuous wave shown in FIG. The degree of change is large. This means that the aspect ratio, that is, the shape of the built-up layer 11 can be changed more greatly with the same amount of change in average output, and the region for controlling the shape of the built-up layer 11 is expanded. As a result, it is easier to form the desired built-up layer having a good shape.
[0027]
Table 1 shows an example of the relationship among the powder supply amount, the frequency of the pulse wave, and the duty ratio: a / (a + b) for forming a good build-up layer 11. Here, the powder supply amount, frequency, and duty ratio are (1) 60 g / min, 250 Hz, 0.9 , (2) 50 g / min, 200 Hz, 0.8, and (3) 30 g / min, 150 Hz, 0, respectively. Although only three patterns of .6 are shown, it is possible to form a good build-up layer 11 other than this combination.
[0028]
[Table 1]

[0029]
As shown in FIG. 1, with respect to the so-called steady portion 11a of the build-up layer 11 after the start of the build-up operation, the powder supply amount is 10 to 30 g / min for the start end portion 11b of the build-up operation start portion. Is preferred. Thereby, a large amount of mixing of the molten metal base material 1 into the build-up layer 11 due to an insufficient amount of powder supply is avoided, and the occurrence of cracks in the build-up layer 11 is prevented. Further, the height of the start end portion 11b of the build-up layer 11 due to an excessive amount of powder supply is suppressed to a predetermined level, and unwelded and cracks when the end portion 11c is superimposed on the start end portion 11b shown in FIG. Occurrence is prevented.
[0030]
As the metal base material 1 described above, for example, as shown in FIG. 7, a valve seat portion 103 in a cylinder head 101 of an automobile engine may be used. The opening end 105a of the cylinder head 101 that opens to the combustion chamber side of the intake (exhaust) port 105 is opened and closed by an intake (exhaust) valve 107, and the umbrella portion 107a of the intake (exhaust) valve 107 is a valve seat portion. 103 can be in close contact with the sheet surface 103a.
[0031]
The valve seat portion 103 is made of an aluminum alloy from the viewpoint of weight reduction because the valve head portion 103 is under severe conditions such as repeated contact of the valve and exposure to high temperatures during engine operation. In such a case, there is a possibility that abrasion or melting damage may occur. For this reason, the above-described problem can be solved by forming the build-up layer 11 of another metal material 3 having high heat resistance and wear resistance. In addition, after the build-up layer is formed, the valve seat surface is formed by machining.
[0032]
The technique for building up other metal materials 3 is a cylinder head body (compared to the conventional technique in which a valve seat material made of cast iron or iron-based sintered material is press-fitted into a recess formed in the valve seat portion. Since the adhesion between the metal base material) and the build-up layer that is the valve seat material is high, the thermal conductivity between the two is good, which reduces the thermal load on the valve seat and the valve. It is possible to improve durability and improve engine output performance.
[0033]
Since the valve seat portion 103 is formed in an annular shape, the built-up layer 11 has a structure in which the end portion 11c overlaps the start end portion 11b as shown in FIG. In such a structure, by making the starting end portion 11b good by setting the powder supply amount to 10 to 30 g / min as described above, welding to the starting end portion 11b of the terminal end portion 11c and the metal base material 1 is also ensured. As a result, a high quality built-up layer 11 is obtained.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram of an apparatus for implementing a laser beam overlaying method according to an embodiment of the present invention.
2 is a laser output waveform diagram by the laser oscillator of FIG. 1; FIG.
FIG. 3 is an explanatory view showing a lower limit value of a laser output (average output) at which a build-up layer is not welded to a metal base material in a case of a pulse wave and a case of a continuous wave.
4 is an enlarged AA cross-sectional view of FIG. 1;
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the relationship between the aspect ratio indicating the shape of the build-up layer and the laser average output with a pulse wave according to the amount of powder supplied.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the relationship between the aspect ratio indicating the shape of the built-up layer and the laser average output in continuous wave according to the amount of powder supplied.
FIG. 7 is a cross-sectional view of the periphery of a valve seat portion in a cylinder head that forms a build-up layer.
FIG. 8 is a side cross-sectional view of the periphery of the overlapping portion of the built-up layer with respect to the valve seat portion formed in an annular shape.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Metal base material 3 Other metal materials 9 Laser beam 11 Overlaying layer 11b Start end part 11c End part 101 Cylinder head 103 Valve seat part

Claims

In the overlaying method using a laser beam in which a metal beam is irradiated on the surface of a metal base material while irradiating a laser beam to melt the other metal material to form a buildup layer, the laser beam is oscillated in a pulsed manner. There line work, the oscillation pulse of the laser beam has a frequency in the 100 to 400 Hz, a pulse oscillation time in one cycle a, at the the same non-oscillation time is b, a / (a + b ) is 0.5 or more A method for overlaying with a laser beam.

Padding method according to a laser beam according to claim 1, characterized in that the build-up work a supply amount of the other metallic material at the starting end of the work start portion of the built-up layer as a 10 to 30 g / min.

3. The laser beam meat according to claim 1, wherein the build-up layer is formed by overlapping a start end portion serving as a build-up work start portion and a terminal end portion serving as a build-up work end portion. How to fill.

4. The method of overlaying with a laser beam according to any one of claims 1 to 3 , wherein the metal base material is an aluminum alloy constituting a valve seat portion in a cylinder head of an engine, and the other metal material is a copper alloy. .