JP2005016940A - コーティング損傷および／または腐食損傷を補修する方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 コーティング損傷と腐食損傷を有する砲身を簡単かつ安価な方法で確実に、重大な砲身の弱化を伴わずに補修すること。
【解決手段】 砲身（１）の内側の表面にあるコーティング損傷および／または腐食損傷の領域（３）に、例えば、クロムを含む、適切なコーティング材料、を肉盛溶接により付着させる。必要ならば機械的に後加工をおこなう。肉盛は肉盛溶接レーザー肉盛溶接またはプラズマ肉盛溶接によっておこなう。砲身の壁内の熱影響ゾーンが最大でも１ｍｍ以下になるように温度調節される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、砲身の内側表面にあるコーティング損傷および／または腐食損傷を補修する方法に関するものであって、それぞれ損傷のある砲身領域は適切なコーティング材料によって肉盛されて、場合によっては機械的に後加工される。
特に鋼からなる、大口径の砲身兵器の砲身は、出力増強された種類の砲弾を発射する場合に発射の際に発生する高いガス温度と流速によって激しく腐食され、その結果、砲身が疲労寿命に達する前にすでに損耗してしまう。
特許文献１から、閉成された滑らかな砲身表面を形成するために損傷した砲身領域を相応なコーティング材料によって補修することが知られている。コーティング方法とコーティング材料は、砲身の材料の金属組織学的および冶金学的な材料特性が変化せずに内側の砲身表面が局所的に補修されるように組み合わせられる。損傷のある領域内で砲身を局所的に溶融することによって、組織変化がもたらされ、それが砲身を弱化させる可能性があるので、特許文献１は、砲身内の腐食摩耗に対する比較的薄い閉成された保護層を発生させるための特許文献２に報告されているような肉盛溶接技術を使用しないことを提案している。
しかしながら、この方法では、間隙状の亀裂は必ずしも完全に閉鎖されず、コーティング材料を付着しても砲身が使用されると、さらなる（隠された）亀裂成長がもたらされる可能性があることが、明らかになった。
ドイツ公開公報ＤＥ１００４１１１４Ａ１ ドイツ特許出願ＤＥ１９９１９６８７．７
本発明の課題は、コーティング損傷と腐食損傷を有する砲身を簡単かつ安価な方法で確実に補修することができ、重大な砲身の弱化を伴わない、冒頭で挙げた種類の方法を提供することである。
この課題は、本発明の請求項１の特徴によって解決される。本発明の他の、特に好ましい形態は、従属請求項に開示されている。
本発明は、基本的に損傷のある砲身領域上に肉盛溶接によってコーティング材料を付着させるという考えに基づいている。
肉盛溶接においては、砲身の表面近傍の領域内に、溶融された砲身材料と層材料とを含む溶融液が形成され、それが次に硬化するので、砲身鋼と付加材料との間に密接な結合が生じる。このことにより、腐食損傷の基部に場合によっては存在する亀裂が完全に閉鎖される。驚くべきことに、表面近傍の領域内に肉盛溶接によりもたらされる組織変化は、適切な温度制御によって砲身壁内の最大熱影響ゾーンが１ｍｍ以下に調節された場合には、いずれにしても重大な砲身の弱化をもたらさないことが、明らかにされた。
肉盛溶接方法として、レーザー肉盛溶接方法も、プラズマ肉盛溶接方法も使用することができる。
層材料は、粉末、ワイヤまたはリボン状にされてレーザービームを照射する直前に砲身の内側の表面上へもたらされて、レーザービームによって溶融される。
本発明の他の詳細と利点は、図を用いて説明する以下の実施例から明らかにされる。
図１には、砲身の一部が符号１で示されており、その内側の表面は硬化クロム層２でコーティングされている。符号３で示す、損傷のある砲身領域内で、クロム層２が剥がれて、砲身１は腐食によって損傷を受けるので、凹部４が形成されている。
凹部４を除去するために、砲身１は、まず、たとえばサンドブラストによって損傷のある砲身領域３をきれいにされる。次に、肉盛溶接ヘッド５が砲身の内部へ導入される。そのために肉盛溶接ヘッド５は変位装置６を介して、見やすくするために図示されていない操作装置と並進運動および回転運動するように接続されている。
肉盛溶接ヘッド５は、たとえば後段に接続された光学系を備えたレーザーであって、その光学系がレーザービームを損傷のある砲身領域３の部分領域上へ合焦させる。肉盛溶接ヘッド５には、さらに、保護ガスを供給するためのパイプ導管７と接続されている。さらに、粉末状、ワイヤ状またはリボン状のコーティング材料が装置８を介して、肉盛溶接ヘッド５に配置された供給装置９へ供給される。
砲身１を修理するために、肉盛溶接ヘッド５が凹部４の上方へ位置決めされて、レーザーがスイッチオンされる。同時に、レーザービーム１０が砲身１の内側の表面１１上へ当接する直前に、コーティング材料がその中へ挿入されて、レーザービームによって溶融されるので、砲身１の表面近傍の領域内に、溶融された砲身材料と層材料とを含む溶融液が形成され、その溶融液はレーザービーム１０がさらに移動する際に硬化する。
本方法は、溶融液状のコーティング材料が周囲雰囲気と反応することを防止するために、保護ガス雰囲気下で、あるいはまた真空内で実施される。
凹部４全体が充填された後に、肉盛溶接ヘッド５は図示されていない操作装置によって次の損傷のある砲身領域へ移動して、該当する凹部を同様にコーティング材料によって充填する。
すべての損傷のある領域のコーティングが終了した後に、肉盛溶接ヘッド５が砲身１から遠ざけられて、コーティング材料によって充填された領域は、金属除去法（たとえば金属片除去）によって後加工される。
その内側表面が硬化クロム層でコーティングされている、砲身の一部を示している。
符号の説明
１ 砲身
２ 硬化クロム層
３ 損傷を有する砲身領域
４ 凹部
５ 肉盛溶接ヘッド
６ 変位装置
７ パイプ導管
８ 装置
９ 供給装置
１０ レーザービーム
１１ 内側の表面

Claims (5)

  1. 砲身（１）の内側の表面にあるコーティング損傷および／または腐食損傷を補修する方法であって、損傷領域（３）を適切なコーティング材料によって充填し、場合によっては機械的に後加工する方法において、
    コーティング材料が肉盛溶接によって、それぞれ損傷のある砲身領域（３）上へ付着されることを特徴とする方法。
  2. 温度制御によって、砲身の壁内の熱影響ゾーンが最大でも１ｍｍ以下になるように調節されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. コーティング材料が、レーザー肉盛溶接またはプラズマ肉盛溶接によって、それぞれ損傷のある砲身領域（３）上へ付着されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
  4. コーティング材料がクロムを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  5. コーティング材料が粉末状、リボン状、あるいは、ワイア状に形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
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