JP2002332560A - レーザアシスト高速フレーム溶射法および装置 - Google Patents
レーザアシスト高速フレーム溶射法および装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーザアシスト溶射による溶射皮膜の品質を
高くする。溶射基材に対する密着性を高くする。溶射皮
膜の緻密性を高くする。 【解決手段】 溶射ガン５にて、高温，高速燃焼炎中に
溶射材料を投入した高速ガスフレームを溶射基材１４に
衝突させ皮膜１８を形成すると共に、高エネルギー密度
のレーザ１６の同時照射を併用するレーザアシスト溶射
方法に於いて、溶射ガン５およびレーザヘッド１３の組
体の、溶射基材１４に対する相対的な走査方向ｙに関し
て、溶射点１４ｐの下流側前方に向けてレーザ１６を照
射する，上流側から高速ガスフレーム１５を横切って溶
射点１４ｐの下流側前方に向けてレーザ１６を照射する
（図１，図２）、又は、下流側から高速ガスフレーム１
５を横切って溶射点１４ｐの上流側後方に向けてレーザ
１６を照射する（図４，図５）。
高くする。溶射基材に対する密着性を高くする。溶射皮
膜の緻密性を高くする。 【解決手段】 溶射ガン５にて、高温，高速燃焼炎中に
溶射材料を投入した高速ガスフレームを溶射基材１４に
衝突させ皮膜１８を形成すると共に、高エネルギー密度
のレーザ１６の同時照射を併用するレーザアシスト溶射
方法に於いて、溶射ガン５およびレーザヘッド１３の組
体の、溶射基材１４に対する相対的な走査方向ｙに関し
て、溶射点１４ｐの下流側前方に向けてレーザ１６を照
射する，上流側から高速ガスフレーム１５を横切って溶
射点１４ｐの下流側前方に向けてレーザ１６を照射する
（図１，図２）、又は、下流側から高速ガスフレーム１
５を横切って溶射点１４ｐの上流側後方に向けてレーザ
１６を照射する（図４，図５）。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶射ガンにて高温
且つ高速燃焼炎中に溶射材料を投入し被溶射物(以下溶
射基材と表す)に衝突させて溶射基材に溶射皮膜を形成
する高速フレーム溶射と、溶射基材又は溶射皮膜に高密
度エネルギーを同時照射して表面改質をしながら行うレ
ーザアシスト溶射方法およびその実施に用いる装置に関
する。
且つ高速燃焼炎中に溶射材料を投入し被溶射物(以下溶
射基材と表す)に衝突させて溶射基材に溶射皮膜を形成
する高速フレーム溶射と、溶射基材又は溶射皮膜に高密
度エネルギーを同時照射して表面改質をしながら行うレ
ーザアシスト溶射方法およびその実施に用いる装置に関
する。
【０００２】
【従来技術】基材表面に各種機能皮膜を形成する方法に
は、ガス溶射，アーク溶射，プラズマ溶射，高速フレー
ム溶射などがある。これらの目的とするところは、基材
表面の表面改質により、耐摩耗性，耐腐食性，耐熱性，
滑り性等様々な特性の表面に改善する事にある。溶射温
度が低い燃焼ガス溶射は、比較的低融点材料の金属溶射
に向き、高温のプラズマ溶射は、高融点材料のセラミッ
クスあるいは高融点金属材料の溶射に用いられる。
は、ガス溶射，アーク溶射，プラズマ溶射，高速フレー
ム溶射などがある。これらの目的とするところは、基材
表面の表面改質により、耐摩耗性，耐腐食性，耐熱性，
滑り性等様々な特性の表面に改善する事にある。溶射温
度が低い燃焼ガス溶射は、比較的低融点材料の金属溶射
に向き、高温のプラズマ溶射は、高融点材料のセラミッ
クスあるいは高融点金属材料の溶射に用いられる。
【０００３】高速フレーム溶射は、燃焼炎(中性炎)圧力
を利用し粉体を音速を超える高速(約マッハ3)フレーム
中に投入し、該溶射材料を基材に衝突させ、その運動エ
ネルギーを利用して溶射粒子を扁平化及び積層させる事
により溶射皮膜を形成させる方法である。該方法は、前
述方法等よりも皮膜の緻密性が良好であることが一般的
に知られている。
を利用し粉体を音速を超える高速(約マッハ3)フレーム
中に投入し、該溶射材料を基材に衝突させ、その運動エ
ネルギーを利用して溶射粒子を扁平化及び積層させる事
により溶射皮膜を形成させる方法である。該方法は、前
述方法等よりも皮膜の緻密性が良好であることが一般的
に知られている。
【０００４】高速フレーム溶射法は、溶射材料である粉
末を燃焼を利用した音速を遥かに超える高速，高温の気
流に投入し、該粒子を基材に衝突させ成膜する。高速フ
レーム溶射法は燃焼室の助燃剤として酸素を使用するHV
OF(High Velocity 0xy Fuel)及び助燃剤として空気を利
用するHVAF(High Velocity Air Fuel)が有りそれぞれの
特長を持っている。空気を助燃剤として使用するHVAFは
酸素を助燃剤として使用するHVOFよりも燃焼温度が数百
度低く溶射材料粒子が飛行中に受ける酸化度合いが低
い。又温度が低いことにより、溶射材料中の脱炭現象が
少なく溶射皮膜中への炭素の歩留まりが良好であるた
め、溶射材料の本来の特性を壊さずに溶射皮膜として活
用することが可能と言う特徴も有する。
末を燃焼を利用した音速を遥かに超える高速，高温の気
流に投入し、該粒子を基材に衝突させ成膜する。高速フ
レーム溶射法は燃焼室の助燃剤として酸素を使用するHV
OF(High Velocity 0xy Fuel)及び助燃剤として空気を利
用するHVAF(High Velocity Air Fuel)が有りそれぞれの
特長を持っている。空気を助燃剤として使用するHVAFは
酸素を助燃剤として使用するHVOFよりも燃焼温度が数百
度低く溶射材料粒子が飛行中に受ける酸化度合いが低
い。又温度が低いことにより、溶射材料中の脱炭現象が
少なく溶射皮膜中への炭素の歩留まりが良好であるた
め、溶射材料の本来の特性を壊さずに溶射皮膜として活
用することが可能と言う特徴も有する。
【０００５】しかしながら、HVAFの燃焼温度としては2,
400°Ｃ程度と言われており該溶射法は高融点材料の溶
射には不利であることが知られている。また、前述いず
れの方法にしても皮膜内の気孔形成は成膜行程上溶射粒
子の不規則な重なり合いより積層するため免れなく、基
材との密着性、皮膜の緻密性などに於いて問題があっ
た。又大気中に於いてのこれら溶射施工法は、空気の巻
き込みによる飛行粒子表面の酸化，窒化が発生するので
該溶射皮膜は本来の高融点材料の特性を得られないと言
う欠点も有った。これらを改善する方法としてプラズマ
溶射に炭酸ガスレーザ又はYAGレーザを組み合わせた複
合溶射法が行われている。
400°Ｃ程度と言われており該溶射法は高融点材料の溶
射には不利であることが知られている。また、前述いず
れの方法にしても皮膜内の気孔形成は成膜行程上溶射粒
子の不規則な重なり合いより積層するため免れなく、基
材との密着性、皮膜の緻密性などに於いて問題があっ
た。又大気中に於いてのこれら溶射施工法は、空気の巻
き込みによる飛行粒子表面の酸化，窒化が発生するので
該溶射皮膜は本来の高融点材料の特性を得られないと言
う欠点も有った。これらを改善する方法としてプラズマ
溶射に炭酸ガスレーザ又はYAGレーザを組み合わせた複
合溶射法が行われている。
【０００６】これらは何れも研究，実験室レベルでの試
みで、理想的な皮膜を得るためには溶射皮膜の酸化，窒
化を防ぐ目的で減圧チヤンバー内で空気を排除あるいは
不活性ガス置換をした雰囲気中に於いて施工されている
のが実情である。
みで、理想的な皮膜を得るためには溶射皮膜の酸化，窒
化を防ぐ目的で減圧チヤンバー内で空気を排除あるいは
不活性ガス置換をした雰囲気中に於いて施工されている
のが実情である。
【０００７】しかるに該溶射施工法には減圧チヤンバ-
が必要となりワークが大きければ大型の真空チヤンバー
及びそれらに付随する排気装置や制御系装置も大がかり
なものとなり減圧時間や置換するガス量も多大な物とな
る。さらには、バッチ生産とならざるを得ない。
が必要となりワークが大きければ大型の真空チヤンバー
及びそれらに付随する排気装置や制御系装置も大がかり
なものとなり減圧時間や置換するガス量も多大な物とな
る。さらには、バッチ生産とならざるを得ない。
【０００８】溶射皮膜形成後溶射粒子及び溶射皮膜の温
度が低下あるいは皮膜構造が形成されてから溶射表面に
レーザ照射を行うと、急熱することにより温度衝撃を皮
膜に与え皮膜に割れを発生したり、基材より剥離をおこ
してしまう問題が発生していた。また形成された溶射皮
膜は溶融あるいは反溶融状態で積層されるため、凝固し
た溶射粒子には箇々に応力が蓄積される。該応力は溶射
層を重ねれば重ねるほど層全体としては蓄積されてく
る。蓄積された応力は、基材との密着力あるいは溶射皮
膜の密着強度を逸脱した時点で皮膜は応力が最も蓄積さ
れている基材と溶射皮膜界面付近から剥離を生じる。従
って溶射皮膜厚さは用いる溶射材料の種類によっても異
なるが厚くて数mm,薄くて１mm以下と言う限界を有する
事も知られている。
度が低下あるいは皮膜構造が形成されてから溶射表面に
レーザ照射を行うと、急熱することにより温度衝撃を皮
膜に与え皮膜に割れを発生したり、基材より剥離をおこ
してしまう問題が発生していた。また形成された溶射皮
膜は溶融あるいは反溶融状態で積層されるため、凝固し
た溶射粒子には箇々に応力が蓄積される。該応力は溶射
層を重ねれば重ねるほど層全体としては蓄積されてく
る。蓄積された応力は、基材との密着力あるいは溶射皮
膜の密着強度を逸脱した時点で皮膜は応力が最も蓄積さ
れている基材と溶射皮膜界面付近から剥離を生じる。従
って溶射皮膜厚さは用いる溶射材料の種類によっても異
なるが厚くて数mm,薄くて１mm以下と言う限界を有する
事も知られている。
【０００９】そこで特開２０００−２８２２１５号公報
に提示のレーザアシスト高速フレーム溶射では、高速フ
レーム溶射と同時に、その溶射点又は溶射皮膜にＹＡＧ
レーザを照射して、溶射基材に対する溶射皮膜の密着性
又は緻密な皮膜を形成する。すなわち、一態様では、高
速フレーム溶射と同時にその溶射点にＹＡＧレーザを照
射することにより溶射基材に対する密着性を高くする。
もう１つの態様では、高速フレーム溶射と同時にその溶
射点の直後の溶射皮膜にＹＡＧレーザを照射して溶射皮
膜の表面を緻密にする。
に提示のレーザアシスト高速フレーム溶射では、高速フ
レーム溶射と同時に、その溶射点又は溶射皮膜にＹＡＧ
レーザを照射して、溶射基材に対する溶射皮膜の密着性
又は緻密な皮膜を形成する。すなわち、一態様では、高
速フレーム溶射と同時にその溶射点にＹＡＧレーザを照
射することにより溶射基材に対する密着性を高くする。
もう１つの態様では、高速フレーム溶射と同時にその溶
射点の直後の溶射皮膜にＹＡＧレーザを照射して溶射皮
膜の表面を緻密にする。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、高速フレーム
溶射と同時にその溶射点にＹＡＧレーザを照射する態様
では、溶射基材のレーザ加熱が溶射点であるので、溶射
点の急熱となる。高速フレーム溶射と同時にその溶射点
の直後の溶射皮膜にＹＡＧレーザを照射する態様では、
密着性がやや低い。
溶射と同時にその溶射点にＹＡＧレーザを照射する態様
では、溶射基材のレーザ加熱が溶射点であるので、溶射
点の急熱となる。高速フレーム溶射と同時にその溶射点
の直後の溶射皮膜にＹＡＧレーザを照射する態様では、
密着性がやや低い。
【００１１】本発明は、溶射皮膜の品質を更に高くする
ことを第１の目的とする。具体的には、溶射基材に対す
る溶射皮膜の密着性を高くすることを第２の目的とし、
溶射皮膜の緻密性を高くすることを第３の目的とする。
ことを第１の目的とする。具体的には、溶射基材に対す
る溶射皮膜の密着性を高くすることを第２の目的とし、
溶射皮膜の緻密性を高くすることを第３の目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】（１）溶射ガン(5)に
て、高温，高速燃焼炎中に溶射材料を投入した高速ガス
フレームを溶射基材(14)に衝突させ皮膜(18)を形成する
と共に、該溶射基材(14)に高エネルギー密度のレーザ(1
6)を同時照射するレーザアシスト溶射方法に於いて、溶
射ガン(5)およびレーザヘッド(13)の組体の、溶射基材
(14)に対する相対的な走査方向ｙに関して、溶射点(14
p)の下流側前方に向けて前記レーザ(16)を照射すること
を特徴とする、レーザアシスト溶射方法(図１，図２)。
て、高温，高速燃焼炎中に溶射材料を投入した高速ガス
フレームを溶射基材(14)に衝突させ皮膜(18)を形成する
と共に、該溶射基材(14)に高エネルギー密度のレーザ(1
6)を同時照射するレーザアシスト溶射方法に於いて、溶
射ガン(5)およびレーザヘッド(13)の組体の、溶射基材
(14)に対する相対的な走査方向ｙに関して、溶射点(14
p)の下流側前方に向けて前記レーザ(16)を照射すること
を特徴とする、レーザアシスト溶射方法(図１，図２)。
【００１３】なお、理解を容易にするためにカッコ内に
は、図面に示し後述する実施例の対応要素又は対応事項
の記号を、参考までに付記した。
は、図面に示し後述する実施例の対応要素又は対応事項
の記号を、参考までに付記した。
【００１４】これによれば、レーザ(16)が、溶射点(14
p)の下流側前方すなわち溶射直前の溶射基材(14)面に衝
突する。このレーザ(16)は、溶射直前の溶射基材(14)面
を先行加熱する。したがって、溶射点(14p)の急熱が改
善されしかも、溶射基材(14)面と衝突した溶射材料の馴
染が良く、溶射基材(14)面緻密に密着した溶射皮膜が形
成される。
p)の下流側前方すなわち溶射直前の溶射基材(14)面に衝
突する。このレーザ(16)は、溶射直前の溶射基材(14)面
を先行加熱する。したがって、溶射点(14p)の急熱が改
善されしかも、溶射基材(14)面と衝突した溶射材料の馴
染が良く、溶射基材(14)面緻密に密着した溶射皮膜が形
成される。
【００１５】（２）溶射ガン(5)にて、高温，高速燃焼
炎中に溶射材料を投入した高速ガスフレームを溶射基材
(14)に衝突させ皮膜(18)を形成すると共に、該溶射基材
(14)に高エネルギー密度のレーザ(16)を同時照射するレ
ーザアシスト溶射方法に於いて、溶射ガン(5)およびレ
ーザヘッド(13)の組体の、溶射基材(14)に対する相対的
な走査方向ｙに関して、上流側から前記高速ガスフレー
ム(15)を横切って溶射点(14p)の下流側前方に向けて前
記レーザ(16)を照射することを特徴とする、レーザアシ
スト溶射方法(図１，図２)。
炎中に溶射材料を投入した高速ガスフレームを溶射基材
(14)に衝突させ皮膜(18)を形成すると共に、該溶射基材
(14)に高エネルギー密度のレーザ(16)を同時照射するレ
ーザアシスト溶射方法に於いて、溶射ガン(5)およびレ
ーザヘッド(13)の組体の、溶射基材(14)に対する相対的
な走査方向ｙに関して、上流側から前記高速ガスフレー
ム(15)を横切って溶射点(14p)の下流側前方に向けて前
記レーザ(16)を照射することを特徴とする、レーザアシ
スト溶射方法(図１，図２)。
【００１６】これによれば、レーザ(16)が、溶射点に当
たる直前の高速ガスフレーム(15)を横切って溶射点(14
p)の下流側前方すなわち溶射直前の溶射基材(14)面に衝
突する。このレーザ(16)は、高速ガスフレーム(15)を横
切るときにガスフレーム(15)の溶融又は半溶融状態の溶
射材料を加熱し、フレーム(15)を透過したレーザが溶射
直前の溶射基材(14)面を先行加熱する。したがって、溶
射点(14p)の急熱が改善されしかも、レーザによって予
め加熱された溶射基材(14)面に、レーザによって先行加
熱されたガスフレーム中溶射材料が衝突し、溶射基材(1
4)面と衝突した溶射材料の馴染が良く、溶射基材(14)面
緻密に密着した溶射皮膜が形成される。
たる直前の高速ガスフレーム(15)を横切って溶射点(14
p)の下流側前方すなわち溶射直前の溶射基材(14)面に衝
突する。このレーザ(16)は、高速ガスフレーム(15)を横
切るときにガスフレーム(15)の溶融又は半溶融状態の溶
射材料を加熱し、フレーム(15)を透過したレーザが溶射
直前の溶射基材(14)面を先行加熱する。したがって、溶
射点(14p)の急熱が改善されしかも、レーザによって予
め加熱された溶射基材(14)面に、レーザによって先行加
熱されたガスフレーム中溶射材料が衝突し、溶射基材(1
4)面と衝突した溶射材料の馴染が良く、溶射基材(14)面
緻密に密着した溶射皮膜が形成される。
【００１７】（３）溶射ガン(5)にて、高温，高速燃焼
炎中に溶射材料を投入した高速ガスフレームを溶射基材
(14)に衝突させ皮膜(18)を形成すると共に、該溶射皮膜
(18)に高エネルギー密度のレーザ(16)を同時照射するレ
ーザアシスト溶射方法に於いて、溶射ガン(5)およびレ
ーザヘッド(13)の組体の、溶射基材(14)に対する相対的
な走査方向ｙに関して、下流側から前記高速ガスフレー
ム(15)を横切って溶射点(14p)の上流側後方に向けて前
記レーザ(16)を照射することを特徴とする、レーザアシ
スト溶射方法。
炎中に溶射材料を投入した高速ガスフレームを溶射基材
(14)に衝突させ皮膜(18)を形成すると共に、該溶射皮膜
(18)に高エネルギー密度のレーザ(16)を同時照射するレ
ーザアシスト溶射方法に於いて、溶射ガン(5)およびレ
ーザヘッド(13)の組体の、溶射基材(14)に対する相対的
な走査方向ｙに関して、下流側から前記高速ガスフレー
ム(15)を横切って溶射点(14p)の上流側後方に向けて前
記レーザ(16)を照射することを特徴とする、レーザアシ
スト溶射方法。
【００１８】これによれば、レーザ(16)が、溶射点に当
たる直前の高速ガスフレーム(15)を横切って溶射点(14
p)の上流側後方すなわち溶射直後の溶射皮膜(18)面に衝
突する。このレーザ(16)は、高速ガスフレーム(15)を横
切るときにガスフレーム(15)の溶融又は半溶融状態の溶
射材料を加熱し、フレーム(15)を透過したレーザが溶射
直後の溶射皮膜(18)を後加熱する。したがって、レーザ
によって付加加熱されたガスフレーム中溶射材料が溶射
基材(14)面に衝突し密着性が向上する。溶射直後の溶射
皮膜(18)の後加熱により溶射皮膜(18)が緻密になる。
たる直前の高速ガスフレーム(15)を横切って溶射点(14
p)の上流側後方すなわち溶射直後の溶射皮膜(18)面に衝
突する。このレーザ(16)は、高速ガスフレーム(15)を横
切るときにガスフレーム(15)の溶融又は半溶融状態の溶
射材料を加熱し、フレーム(15)を透過したレーザが溶射
直後の溶射皮膜(18)を後加熱する。したがって、レーザ
によって付加加熱されたガスフレーム中溶射材料が溶射
基材(14)面に衝突し密着性が向上する。溶射直後の溶射
皮膜(18)の後加熱により溶射皮膜(18)が緻密になる。
【００１９】（４）ｙ駆動アーム(1)；該ｙ駆動アーム
(1)にｘ軸を中心に回動可に支持されｘ方向に延びるヘ
ッド支持フレーム(4)；該ヘッド支持フレーム(4)に固定
されｘ方向に、溶射材料が入った高速燃焼炎(15)を噴出
す溶射ガン(5)；レーザヘッド(13)；該レーザヘッド(1
3)を支持し、その中心軸の、ｘ軸に対する角度を調整す
るための手段(7g,10a,10b)および該中心軸に沿う方向の
レーザヘッド(13)の位置を調整するための手段(9,9a,9
b,12a,12b)を含み、前記ヘッド支持フレーム(4)で支持
されたレーザヘッド支持具(7)；および、該レーザヘッ
ド支持具(7)を、ｘ方向の位置調整可能に前記ヘッド支
持フレーム(4)に連結する手段(4a,8a,8b)；を備えるレ
ーザアシスト溶射装置。
(1)にｘ軸を中心に回動可に支持されｘ方向に延びるヘ
ッド支持フレーム(4)；該ヘッド支持フレーム(4)に固定
されｘ方向に、溶射材料が入った高速燃焼炎(15)を噴出
す溶射ガン(5)；レーザヘッド(13)；該レーザヘッド(1
3)を支持し、その中心軸の、ｘ軸に対する角度を調整す
るための手段(7g,10a,10b)および該中心軸に沿う方向の
レーザヘッド(13)の位置を調整するための手段(9,9a,9
b,12a,12b)を含み、前記ヘッド支持フレーム(4)で支持
されたレーザヘッド支持具(7)；および、該レーザヘッ
ド支持具(7)を、ｘ方向の位置調整可能に前記ヘッド支
持フレーム(4)に連結する手段(4a,8a,8b)；を備えるレ
ーザアシスト溶射装置。
【００２０】これによれば、上記数種の調整手段を用い
て、上記（１），上記（２）ならびに上記（３）を実施
する姿勢にレーザヘッド(13)を選択的に設定することが
出来る。いずれの実施形態でも、＋ｙ方向の溶射領域端
まで往走査溶射をすると、ｚ方向にｙ駆動アーム(1)を
移ししかもヘッド支持フレーム(4)をｘ軸を中心に１８
０度正回動させてから、復走査溶射をし、−ｙ方向の溶
射領域端まで復走査溶射をすると、ｚ方向にｙ駆動アー
ム(1)を移ししかもヘッド支持フレーム(4)をｘ軸を中心
に１８０度逆回動させてから、往走査溶射をし、これら
の往走査溶射および復走査溶射を繰り返すことにより、
ｙ，ｚ平面を同一条件で溶射被覆出来る。
て、上記（１），上記（２）ならびに上記（３）を実施
する姿勢にレーザヘッド(13)を選択的に設定することが
出来る。いずれの実施形態でも、＋ｙ方向の溶射領域端
まで往走査溶射をすると、ｚ方向にｙ駆動アーム(1)を
移ししかもヘッド支持フレーム(4)をｘ軸を中心に１８
０度正回動させてから、復走査溶射をし、−ｙ方向の溶
射領域端まで復走査溶射をすると、ｚ方向にｙ駆動アー
ム(1)を移ししかもヘッド支持フレーム(4)をｘ軸を中心
に１８０度逆回動させてから、往走査溶射をし、これら
の往走査溶射および復走査溶射を繰り返すことにより、
ｙ，ｚ平面を同一条件で溶射被覆出来る。
【００２１】
【発明の実施の形態】（５）上記（１）および又は
（２）の溶射を同一面に繰り返して厚い溶射皮膜を形成
する。これによれば、基材との密着性が高く層間接合力
が高い複層皮膜が形成される。
（２）の溶射を同一面に繰り返して厚い溶射皮膜を形成
する。これによれば、基材との密着性が高く層間接合力
が高い複層皮膜が形成される。
【００２２】（６）上記（２）の溶射を同一面に繰り返
して厚い溶射皮膜を形成する。これによれば、緻密な複
層皮膜が形成される。
して厚い溶射皮膜を形成する。これによれば、緻密な複
層皮膜が形成される。
【００２３】（７）上記（１）および又は（２）の溶射
で一層以上の皮膜を形成した後、上記（２）の溶射で一
層以上の皮膜を形成する。これによれば、基材との密着
性が高く、しかも表面が緻密な複層皮膜が形成される。
で一層以上の皮膜を形成した後、上記（２）の溶射で一
層以上の皮膜を形成する。これによれば、基材との密着
性が高く、しかも表面が緻密な複層皮膜が形成される。
【００２４】（７）上記（１）および又は（２）による
一層以上の皮膜形成と上記（２）による一層以上の皮膜
形成とを交互に繰返して複層皮膜を形成する。これによ
れば、強靭な皮膜が得られる。
一層以上の皮膜形成と上記（２）による一層以上の皮膜
形成とを交互に繰返して複層皮膜を形成する。これによ
れば、強靭な皮膜が得られる。
【００２５】本発明の他の目的および特徴は、図面を参
照した以下の実施例の説明より明らかになろう。
照した以下の実施例の説明より明らかになろう。
【００２６】
【実施例】図１に、後述の第１実施例および第２実施例
で用いたレーザアシスト溶射装置を示す。ｘ，ｙ，ｚの
３軸方向の移動が可能なロボットアーム１の先端に関節
台２があり、それによって回動ブロック３が、アーム１
の延びる方向のｘ軸廻りに回動可に支持され、アーム１
に装備した図示しない回動機構によって、ｘ軸廻りに回
転駆動される。
で用いたレーザアシスト溶射装置を示す。ｘ，ｙ，ｚの
３軸方向の移動が可能なロボットアーム１の先端に関節
台２があり、それによって回動ブロック３が、アーム１
の延びる方向のｘ軸廻りに回動可に支持され、アーム１
に装備した図示しない回動機構によって、ｘ軸廻りに回
転駆動される。
【００２７】回動ブロック３にはヘッド支持フレーム４
が固定されおり、このフレーム４に、ｘ軸に並行にHVAF
(High Velocity Air Fuel)溶射ヘッド５が固定されてい
る。フレーム４には、ｘ方向に長いスリット状のネジ通
し穴４ａがある。レーザヘッド支持アーム７のｚ方向に
起立したベース片には、ｚ方向に長い２つのネジ通し穴
があり、これらを貫通し、ｙ位置調整板６を貫通するネ
ジ８ａ，８ｂが、ネジ通し穴４ａを貫通している。これ
らのネジ８ａ，８ｂにネジ結合したナットのネジ締めに
より、ｙ位置調整板６およびレーザヘッド支持アーム７
が、ヘッド支持フレーム４に固定されている。
が固定されおり、このフレーム４に、ｘ軸に並行にHVAF
(High Velocity Air Fuel)溶射ヘッド５が固定されてい
る。フレーム４には、ｘ方向に長いスリット状のネジ通
し穴４ａがある。レーザヘッド支持アーム７のｚ方向に
起立したベース片には、ｚ方向に長い２つのネジ通し穴
があり、これらを貫通し、ｙ位置調整板６を貫通するネ
ジ８ａ，８ｂが、ネジ通し穴４ａを貫通している。これ
らのネジ８ａ，８ｂにネジ結合したナットのネジ締めに
より、ｙ位置調整板６およびレーザヘッド支持アーム７
が、ヘッド支持フレーム４に固定されている。
【００２８】レーザヘッド支持アーム７には、円弧状の
長穴７ｇがある。座台９を貫通するネジ９ａ，９ｂが長
穴７ｇを貫通しており、支持アーム７の裏側にあってネ
ジ９ａ，９ｂにネジ結合したナットのネジ締めにより、
座台９がレーザヘッド支持アーム７に固定されている。
長穴７ｇがある。座台９を貫通するネジ９ａ，９ｂが長
穴７ｇを貫通しており、支持アーム７の裏側にあってネ
ジ９ａ，９ｂにネジ結合したナットのネジ締めにより、
座台９がレーザヘッド支持アーム７に固定されている。
【００２９】レーザヘッド１３は、取付具１１に保持さ
れ、この取付具１１を貫通するネジ１２ａ，１２ｂが、
座台９の、長穴７ｇに直交する方向（長穴７ｇの円弧に
直交する半径方向）に長い長穴９ａ，９ｂを貫通してい
る。座台９の裏側にあってネジ１２ａ，１２ｂにネジ結
合したナットのネジ締めにより、取付具１１が座台９に
固定されている。
れ、この取付具１１を貫通するネジ１２ａ，１２ｂが、
座台９の、長穴７ｇに直交する方向（長穴７ｇの円弧に
直交する半径方向）に長い長穴９ａ，９ｂを貫通してい
る。座台９の裏側にあってネジ１２ａ，１２ｂにネジ結
合したナットのネジ締めにより、取付具１１が座台９に
固定されている。
【００３０】取付具１１のネジ１２ａ，１２ｂにネジ結
合したナットを緩めて、取付具１１を長穴９ａ，９ｂに
沿ってずらすことにより、レーザヘッド１３の、長穴７
ｇの円弧に直交する半径方向の位置を調整出来る。座台
９のネジ１０ａ，１０ｂにネジ結合したナットを緩める
ことにより、ｘ軸（溶射ヘッド５の中心軸：溶射フレー
ム射出方向）に対する、レーザヘッド１３の中心軸（レ
ーザ射出方向）の角度を調整出来る。ネジ８ａ，８ｂに
ネジ結合したナットを緩めてレーザヘッド１３のｚ位置
およびｘ位置を調整出来る。また、ｙ位置調整板６を厚
みが異なるものと取替えることにより、レーザヘッド１
３のｙ位置を調整出来る。
合したナットを緩めて、取付具１１を長穴９ａ，９ｂに
沿ってずらすことにより、レーザヘッド１３の、長穴７
ｇの円弧に直交する半径方向の位置を調整出来る。座台
９のネジ１０ａ，１０ｂにネジ結合したナットを緩める
ことにより、ｘ軸（溶射ヘッド５の中心軸：溶射フレー
ム射出方向）に対する、レーザヘッド１３の中心軸（レ
ーザ射出方向）の角度を調整出来る。ネジ８ａ，８ｂに
ネジ結合したナットを緩めてレーザヘッド１３のｚ位置
およびｘ位置を調整出来る。また、ｙ位置調整板６を厚
みが異なるものと取替えることにより、レーザヘッド１
３のｙ位置を調整出来る。
【００３１】図１に示す姿勢にレーザヘッド１３を設定
しているときに、ロボットアーム１で回動ブロック３を
ｘ軸廻りに１８０度回転させると、図２に示す状態にな
る。
しているときに、ロボットアーム１で回動ブロック３を
ｘ軸廻りに１８０度回転させると、図２に示す状態にな
る。
【００３２】図３の（ａ）に、溶射ヘッド５に接続した
溶射システム要素を示し、図３の（ｂ）には、溶射ヘッ
ド５の縦断面の概要を示す。次の表１には、溶射システ
ムの仕様を示す。
溶射システム要素を示し、図３の（ｂ）には、溶射ヘッ
ド５の縦断面の概要を示す。次の表１には、溶射システ
ムの仕様を示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】溶射ヘッド５を始動する時、プロパンと酸
素をヘッド５に供給する。酸素は燃量を完全燃焼させて
黒煙の発生を回避するために用いる。数１０秒のプロパ
ン燃焼により、溶射ヘッド５をウオームアップし、燃焼
室を高温にしてから、溶射ヘッド５に供給する燃量をプ
ロパンからケロシンに切換え、そして助燃ガスを酸素か
ら空気に切換える。ケロシンの燃焼が安定すると溶射材
粉末の供給を開始して、溶射を開始し、レーザヘッド１
３からのレーザ射出を開始する。次の表２に、レーザヘ
ッド１３にレーザを出射するＹＡＧレーザ装置の仕様を
示す。
素をヘッド５に供給する。酸素は燃量を完全燃焼させて
黒煙の発生を回避するために用いる。数１０秒のプロパ
ン燃焼により、溶射ヘッド５をウオームアップし、燃焼
室を高温にしてから、溶射ヘッド５に供給する燃量をプ
ロパンからケロシンに切換え、そして助燃ガスを酸素か
ら空気に切換える。ケロシンの燃焼が安定すると溶射材
粉末の供給を開始して、溶射を開始し、レーザヘッド１
３からのレーザ射出を開始する。次の表２に、レーザヘ
ッド１３にレーザを出射するＹＡＧレーザ装置の仕様を
示す。
【００３５】
【表２】
【００３６】−第１実施例− 図１に示すように、上述の各種調整機構を用いて、ロボ
ットアーム１のｙ方向の往走査（＋ｙ）のときに、レー
ザヘッド１３の中心軸が溶射ヘッド５の中心軸と同じ
ｘ，ｙ平面上にあって、レーザヘッド１３が射出するレ
ーザ１６の溶射基材１４上の有効領域が溶射点１４ｐよ
りも走査方向１７で下流側となるようにレーザヘッド１
３のｙ位置，ｘ軸に対する角度およびｘ位置を調整し、
設定した。
ットアーム１のｙ方向の往走査（＋ｙ）のときに、レー
ザヘッド１３の中心軸が溶射ヘッド５の中心軸と同じ
ｘ，ｙ平面上にあって、レーザヘッド１３が射出するレ
ーザ１６の溶射基材１４上の有効領域が溶射点１４ｐよ
りも走査方向１７で下流側となるようにレーザヘッド１
３のｙ位置，ｘ軸に対する角度およびｘ位置を調整し、
設定した。
【００３７】これにより、レーザ１６が、溶射点１４ｐ
に当たる直前の高速ガスフレーム１５を横切って溶射点
１４ｐの下流側前方すなわち溶射直前の溶射基材１４面
に衝突する。このレーザ１６は、高速ガスフレーム１５
を横切るときにガスフレーム１５の溶融又は半溶融状態
の溶射材料を加熱し、フレーム１５を透過したレーザが
溶射直前の溶射基材１４面を先行加熱する。したがっ
て、溶射点１４ｐの急熱が改善されしかも、レーザによ
って予め加熱された溶射基材１４面に、レーザによって
付加加熱されたガスフレーム中溶射材料が衝突し、溶射
基材１４面と衝突した溶射材料の馴染が良く、溶射基材
１４面に緻密に密着した溶射皮膜が形成される。
に当たる直前の高速ガスフレーム１５を横切って溶射点
１４ｐの下流側前方すなわち溶射直前の溶射基材１４面
に衝突する。このレーザ１６は、高速ガスフレーム１５
を横切るときにガスフレーム１５の溶融又は半溶融状態
の溶射材料を加熱し、フレーム１５を透過したレーザが
溶射直前の溶射基材１４面を先行加熱する。したがっ
て、溶射点１４ｐの急熱が改善されしかも、レーザによ
って予め加熱された溶射基材１４面に、レーザによって
付加加熱されたガスフレーム中溶射材料が衝突し、溶射
基材１４面と衝突した溶射材料の馴染が良く、溶射基材
１４面に緻密に密着した溶射皮膜が形成される。
【００３８】上述のように設定していると、ロボットア
ーム１をｙ方向に復走査（−ｙ）して溶射するときに
は、図２に示すように、ロボットアーム１で回動ブロッ
ク３をｘ軸廻りに１８０度回転させることにより、走査
方向が逆向きであっても、溶射基材１４に対する高速ガ
スフレーム１５とレーザ１６の走査条件は、往走査（＋
ｙ）のときと同一になる。
ーム１をｙ方向に復走査（−ｙ）して溶射するときに
は、図２に示すように、ロボットアーム１で回動ブロッ
ク３をｘ軸廻りに１８０度回転させることにより、走査
方向が逆向きであっても、溶射基材１４に対する高速ガ
スフレーム１５とレーザ１６の走査条件は、往走査（＋
ｙ）のときと同一になる。
【００３９】＋ｙ方向の溶射領域端まで往走査溶射をす
ると、ｚ方向にロボットアーム１を移ししかもヘッド支
持フレーム４をｘ軸を中心に１８０度正回動させてか
ら、復走査溶射をし、−ｙ方向の溶射領域端まで復走査
溶射をすると、ｚ方向にロボットアーム１を移ししかも
ヘッド支持フレーム４をｘ軸を中心に１８０度逆回動さ
せてから、往走査溶射をし、これらの往走査溶射および
復走査溶射を繰り返すことにより、ｙ，ｚ平面を同一条
件で溶射被覆出来る。
ると、ｚ方向にロボットアーム１を移ししかもヘッド支
持フレーム４をｘ軸を中心に１８０度正回動させてか
ら、復走査溶射をし、−ｙ方向の溶射領域端まで復走査
溶射をすると、ｚ方向にロボットアーム１を移ししかも
ヘッド支持フレーム４をｘ軸を中心に１８０度逆回動さ
せてから、往走査溶射をし、これらの往走査溶射および
復走査溶射を繰り返すことにより、ｙ，ｚ平面を同一条
件で溶射被覆出来る。
【００４０】ブラスト処理を施した、板厚3mmの軟鋼基
材１４を用い溶射用粉末として外粒径が5〜45μmの銅ア
ルミ合金を高速フレーム溶射用粉末とした。またアシス
ト用レーザはYAGレーザを用い加工端出力4．5kｗの出力
とし、高速フレーム溶射のフレーム中心より15mｍ前方
に狙いを定め同時に溶射を実施した。
材１４を用い溶射用粉末として外粒径が5〜45μmの銅ア
ルミ合金を高速フレーム溶射用粉末とした。またアシス
ト用レーザはYAGレーザを用い加工端出力4．5kｗの出力
とし、高速フレーム溶射のフレーム中心より15mｍ前方
に狙いを定め同時に溶射を実施した。
【００４１】成膜された皮膜の断面を切断研磨した後検
鏡したところ、高速フレーム溶射のみの場合と比較し
て、基材と溶射皮膜の界面が、非常に清浄でしかも酸化
膜もなく、安定していることが明らかとなった。また基
材界面の凹凸は事前にブラスト処理を実施したにも係わ
らず、滑らかとなっていることが発見され基材表面がレ
ーザ照射により予熱されることによって、軟化溶融して
いることも明らかとなった。
鏡したところ、高速フレーム溶射のみの場合と比較し
て、基材と溶射皮膜の界面が、非常に清浄でしかも酸化
膜もなく、安定していることが明らかとなった。また基
材界面の凹凸は事前にブラスト処理を実施したにも係わ
らず、滑らかとなっていることが発見され基材表面がレ
ーザ照射により予熱されることによって、軟化溶融して
いることも明らかとなった。
【００４２】本検鏡断面の気孔率を測定した結果、高速
フレーム溶射のままの状態では3.38%の気孔が認められ
たが、レーザアシスト照射溶射皮膜では０．０８７%ま
で減少している事が認められ、検鏡観察結果と測定結果
が良く一致した。皮膜については、高速フレーム溶射だ
けのものと比較すると、溶射粒子の粒界が瞹味になって
おり、明らかに軟化溶融した溶射粒子が成膜され、皮膜
内が緻密化された様子を示していた。
フレーム溶射のままの状態では3.38%の気孔が認められ
たが、レーザアシスト照射溶射皮膜では０．０８７%ま
で減少している事が認められ、検鏡観察結果と測定結果
が良く一致した。皮膜については、高速フレーム溶射だ
けのものと比較すると、溶射粒子の粒界が瞹味になって
おり、明らかに軟化溶融した溶射粒子が成膜され、皮膜
内が緻密化された様子を示していた。
【００４３】丸捧引っ張り試験を実施する事によりレー
ザアシスト皮膜の密着力を測定した。これは25ｍｍの軟
鋼製丸棒の片端面に先ほど同様な方法によりレーザアシ
スト溶射皮膜を作製し、同型の丸棒端面に接着剤を塗布
し、該面と溶射皮膜面を接着した。
ザアシスト皮膜の密着力を測定した。これは25ｍｍの軟
鋼製丸棒の片端面に先ほど同様な方法によりレーザアシ
スト溶射皮膜を作製し、同型の丸棒端面に接着剤を塗布
し、該面と溶射皮膜面を接着した。
【００４４】接着剤が充分乾いたところで、一体となっ
た試験片を引っ張り、該試験片が破断する値を比較し、
密着力を評価した。高速フレーム溶射のみの皮膜では約
4.５kg／ｍm２の引っ張り強さであったのに対して、レ
ーザアシスト同時溶射皮膜は約6.2kg／ｍm２と37%の密
着力向上を得た。
た試験片を引っ張り、該試験片が破断する値を比較し、
密着力を評価した。高速フレーム溶射のみの皮膜では約
4.５kg／ｍm２の引っ張り強さであったのに対して、レ
ーザアシスト同時溶射皮膜は約6.2kg／ｍm２と37%の密
着力向上を得た。
【００４５】以上の結果から、高速フレーム溶射のフレ
ーム中心１４ｐより進行方向１７に対してフレーム１５
を横切って前方をレーザアシスト照射しつつ溶射皮膜１
８を生成する第１実施例の方法（図１，図２）は、飛行
中の溶射粒子及び基材１４をレーザで溶融および予熱す
ることで、溶射皮膜１８と基材１４間の密着力の向上と
溶射皮膜１８の緻密化に貢献し、皮膜強度が向上する効
果が得られた。
ーム中心１４ｐより進行方向１７に対してフレーム１５
を横切って前方をレーザアシスト照射しつつ溶射皮膜１
８を生成する第１実施例の方法（図１，図２）は、飛行
中の溶射粒子及び基材１４をレーザで溶融および予熱す
ることで、溶射皮膜１８と基材１４間の密着力の向上と
溶射皮膜１８の緻密化に貢献し、皮膜強度が向上する効
果が得られた。
【００４６】−第２実施例− 図４に示すように、上述の各種調整機構を用いて、ロボ
ットアーム１のｙ方向の往走査（＋ｙ）のときに、レー
ザヘッド１３の中心軸が溶射ヘッド５の中心軸と同じ
ｘ，ｙ平面上にあって、レーザヘッド１３が射出するレ
ーザ１６の溶射基材１４上の有効領域が溶射点１４ｐよ
りも走査方向２７で上流側となるようにレーザヘッド１
３のｙ位置，ｘ軸に対する角度およびｘ位置を調整し、
設定した。
ットアーム１のｙ方向の往走査（＋ｙ）のときに、レー
ザヘッド１３の中心軸が溶射ヘッド５の中心軸と同じ
ｘ，ｙ平面上にあって、レーザヘッド１３が射出するレ
ーザ１６の溶射基材１４上の有効領域が溶射点１４ｐよ
りも走査方向２７で上流側となるようにレーザヘッド１
３のｙ位置，ｘ軸に対する角度およびｘ位置を調整し、
設定した。
【００４７】これにより、レーザ１６が、溶射点１４ｐ
に当たる直前の高速ガスフレーム１５を横切って溶射点
１４ｐの上流側後方すなわち溶射直後の溶射基材１４面
に衝突する。このレーザ１６は、高速ガスフレーム１５
を横切るときにガスフレーム１５の溶融又は半溶融状態
の溶射材料を加熱し、フレーム１５を透過したレーザが
溶射直後の溶射皮膜１８を後加熱する。したがって、レ
ーザによって付加加熱されたガスフレーム中溶射材料が
溶射基材(14)面に衝突し密着性が向上する。溶射直後の
溶射皮膜(18)の後加熱により溶射皮膜(18)が緻密にな
る。
に当たる直前の高速ガスフレーム１５を横切って溶射点
１４ｐの上流側後方すなわち溶射直後の溶射基材１４面
に衝突する。このレーザ１６は、高速ガスフレーム１５
を横切るときにガスフレーム１５の溶融又は半溶融状態
の溶射材料を加熱し、フレーム１５を透過したレーザが
溶射直後の溶射皮膜１８を後加熱する。したがって、レ
ーザによって付加加熱されたガスフレーム中溶射材料が
溶射基材(14)面に衝突し密着性が向上する。溶射直後の
溶射皮膜(18)の後加熱により溶射皮膜(18)が緻密にな
る。
【００４８】ブラスト処理を施した、板厚3mmの軟鋼基
材１４を用い溶射用粉末として外粒径が10〜45μmのイ
ンコネル７１８（Ｎｉ基）合金を高速フレーム溶射用粉
末とした。またアシスト用レーザは、YAGレーザを用い
加工端出力4．0kｗの出力とし、高速フレーム溶射のフ
レーム中心１４ｐより15mｍ後方に狙いを定めレーザア
シストの溶射を実施した。
材１４を用い溶射用粉末として外粒径が10〜45μmのイ
ンコネル７１８（Ｎｉ基）合金を高速フレーム溶射用粉
末とした。またアシスト用レーザは、YAGレーザを用い
加工端出力4．0kｗの出力とし、高速フレーム溶射のフ
レーム中心１４ｐより15mｍ後方に狙いを定めレーザア
シストの溶射を実施した。
【００４９】成膜された皮膜の断面を切断研磨した後検
鏡したところ、高速フレーム溶射のみの場合と比較し
て、基材と溶射皮膜の界面が、非常に清浄でしかも酸化
膜もなく、安定していることが明らかとなった。
鏡したところ、高速フレーム溶射のみの場合と比較し
て、基材と溶射皮膜の界面が、非常に清浄でしかも酸化
膜もなく、安定していることが明らかとなった。
【００５０】又、皮膜については、高速フレーム溶射だ
けのものと比較すると、高速フレーム溶射のままの粒子
は扁平に変形しているものの、粒子一粒一粒が明確に確
認出来、その表面が酸化膜で覆われている様子が確認で
きる。それに比べレーザアシスト照射を併用した皮膜
は、溶射粒子の粒界が瞹味になっており、明らかに軟化
溶融し溶射粒子の粒界が部分的に溶融している物あるい
は完全に溶融し粒子粒界が存在しない物も見受けられ
た。
けのものと比較すると、高速フレーム溶射のままの粒子
は扁平に変形しているものの、粒子一粒一粒が明確に確
認出来、その表面が酸化膜で覆われている様子が確認で
きる。それに比べレーザアシスト照射を併用した皮膜
は、溶射粒子の粒界が瞹味になっており、明らかに軟化
溶融し溶射粒子の粒界が部分的に溶融している物あるい
は完全に溶融し粒子粒界が存在しない物も見受けられ
た。
【００５１】本検鏡断面の気孔率を測定した結果、高速
フレーム溶射のままの状態では3.40%の気孔が認められ
た物が、レーザアシスト照射溶射皮膜では0.98%まで減
少している事が認められ、検鏡観察結果と測定結果が良
く一致した。
フレーム溶射のままの状態では3.40%の気孔が認められ
た物が、レーザアシスト照射溶射皮膜では0.98%まで減
少している事が認められ、検鏡観察結果と測定結果が良
く一致した。
【００５２】この事は、溶射皮膜が成膜されたあるいは
成膜途中の皮膜がレーザの高密度エネルギーにより極短
時間の内に高温に到達し、部分的にではあるが溶融し皮
膜中に捕らえられていた気孔を浮上させた直後に凝固す
ることで気孔の極めて少ない皮膜を作製可能としたもの
である。
成膜途中の皮膜がレーザの高密度エネルギーにより極短
時間の内に高温に到達し、部分的にではあるが溶融し皮
膜中に捕らえられていた気孔を浮上させた直後に凝固す
ることで気孔の極めて少ない皮膜を作製可能としたもの
である。
【００５３】以上の結果から、高速フレーム溶射のフレ
ーム中心から進行方向に対して後方をレーザアシスト照
射しつつ溶射皮膜を作製する方法は、溶射皮膜の加熱溶
融、緻密化及び溶射粒子の界面活性化と言う新たな効果
を得ることができた。
ーム中心から進行方向に対して後方をレーザアシスト照
射しつつ溶射皮膜を作製する方法は、溶射皮膜の加熱溶
融、緻密化及び溶射粒子の界面活性化と言う新たな効果
を得ることができた。
【図１】 本発明の第１実施例で、溶射基材１４を＋ｙ
方向の往走査にて溶射加工する時の走査方向１７とレー
ザヘッド１３の姿勢を示す平面図である。
方向の往走査にて溶射加工する時の走査方向１７とレー
ザヘッド１３の姿勢を示す平面図である。
【図２】 本発明の第１実施例で、溶射基材１４を−ｙ
方向の復走査にて溶射加工する時の走査方向１７とレー
ザヘッド１３の姿勢を示す平面図である。
方向の復走査にて溶射加工する時の走査方向１７とレー
ザヘッド１３の姿勢を示す平面図である。
【図３】 （ａ）は図１に示す溶射ヘッド５の溶射シス
テムの要素を示すブロック図、（ｂ）は溶射ヘッド５の
縦断面概要を示す断面図である。である。
テムの要素を示すブロック図、（ｂ）は溶射ヘッド５の
縦断面概要を示す断面図である。である。
【図４】 本発明の第２実施例で、溶射基材１４を＋ｙ
方向の往走査にて溶射加工する時の走査方向２７とレー
ザヘッド１３の姿勢を示す平面図である。
方向の往走査にて溶射加工する時の走査方向２７とレー
ザヘッド１３の姿勢を示す平面図である。
【図５】 本発明の第２実施例で、溶射基材１４を−ｙ
方向の復走査にて溶射加工する時の走査方向２７とレー
ザヘッド１３の姿勢を示す平面図である。
方向の復走査にて溶射加工する時の走査方向２７とレー
ザヘッド１３の姿勢を示す平面図である。
１：ロボットアーム ２：関節台 ３：回動ブロック ４：ヘッド支持フレーム ４ａ：長穴 ５：溶射ヘッド ６：ｙ位置調整板 ７：レーザヘッド支持アーム ８ａ，８ｂ：ネジ ９：座台 ９ａ，９ｂ：ネジ １０ａ，１０ｂ：ネジ １１：取付具 １２ａ，１２ｂ：ネジ １３：レーザヘッド １４：溶射基材 １４ｐ：溶射点 １５：溶射フレーム １６：レーザ １７，２７：走査方向 １８：溶射皮膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｂ０５Ｃ 9/12 Ｂ０５Ｃ 9/12 (72)発明者 衣 袋 順 一 千葉県習志野市東習志野７丁目６番１号 日鐵溶接工業株式会社機器オプト事業部内 (72)発明者 奧 山 健 二 千葉県習志野市東習志野７丁目６番１号 日鐵溶接工業株式会社機器オプト事業部内 (72)発明者 北 原 繁 千葉県習志野市東習志野７丁目６番１号 日鐵溶接工業株式会社機器オプト事業部内 Ｆターム(参考） 4D075 AA19 AA38 AA85 BB34Y BB44Z BB48Y BB48Z BB83X CA02 CA09 CA13 CA18 CA47 DB02 EA02 EB01 4F033 AA01 BA05 CA04 DA01 EA01 HA01 QA01 QB02Y QB05 QB13Y QB19 QE21 QF07Y QG01 QG11 QG13 QG20 QG29 4F042 AB03 BA08 BA10 CB03 DA03 DB51 DD44 ED05 4K031 AB02 DA01 DA07 EA11 EA12
Claims (4)
- 【請求項１】溶射ガンにて、高温，高速燃焼炎中に溶射
材料を投入した高速ガスフレームを溶射基材に衝突させ
皮膜を形成すると共に、該溶射基材に高エネルギー密度
のレーザを同時照射するレーザアシスト溶射方法に於い
て、 溶射ガンおよびレーザヘッドの組体の、溶射基材に対す
る相対的な走査方向ｙに関して、溶射点の下流側前方に
向けて前記レーザを照射することを特徴とする、レーザ
アシスト溶射方法。 - 【請求項２】溶射ガンにて、高温，高速燃焼炎中に溶射
材料を投入した高速ガスフレームを溶射基材に衝突させ
皮膜を形成すると共に、該溶射基材に高エネルギー密度
のレーザを同時照射するレーザアシスト溶射方法に於い
て、 溶射ガンおよびレーザヘッドの組体の、溶射基材に対す
る相対的な走査方向ｙに関して、上流側から前記高速ガ
スフレームを横切って溶射点の下流側前方に向けて前記
レーザを照射することを特徴とする、レーザアシスト溶
射方法。 - 【請求項３】溶射ガンにて、高温，高速燃焼炎中に溶射
材料を投入した高速ガスフレームを溶射基材に衝突させ
皮膜を形成すると共に、該溶射皮膜に高エネルギー密度
のレーザを同時照射するレーザアシスト溶射方法に於い
て、 溶射ガンおよびレーザヘッドの組体の、溶射基材に対す
る相対的な走査方向ｙに関して、下流側から前記高速ガ
スフレームを横切って溶射点の上流側後方に向けて前記
レーザを照射することを特徴とする、レーザアシスト溶
射方法。 - 【請求項４】ｙ駆動アーム；該ｙ駆動アームにｘ軸を中
心に回動可に支持されｘ方向に延びるヘッド支持フレー
ム；該ヘッド支持フレームに固定されｘ方向に、溶射材
料が入った高速燃焼炎を噴出す溶射ガン；レーザヘッ
ド；該レーザヘッドを支持し、その中心軸の、ｘ軸に対
する角度を調整するための手段および該中心軸に沿う方
向のレーザヘッドの位置を調整するための手段を含み、
前記ヘッド支持フレームで支持されたレーザヘッド支持
具；および、 該レーザヘッド支持具を、ｘ方向の位置調整可能に前記
ヘッド支持フレームに連結する手段；を備えるレーザア
シスト溶射装置。
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|---|---|---|---|---|
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| JP2007039808A (ja) * | 2005-08-04 | 2007-02-15 | United Technol Corp <Utc> | 基体に分断化セラミック溶射を形成する方法および分断化セラミックコーティング形成装置 |
| JP2014529704A (ja) * | 2011-08-17 | 2014-11-13 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | ロータシールワイヤの溝補修 |
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