JP2012192452A5 - - Google Patents
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Description
図１６及び２１〜２２に示すクラッディング施工は、Ｕ形経路状に施されたものである。レーザビームがアークに先行又は追随するその他の経路形状を用いて、クラッディング金属３を基材金属２に施工できることが、わかるであろう。１つ以上の実施形態において、経路形状は、平行な区間とこれらの区間間の９０度の移行部とを含む。１つ以上の実施形態において、ハイブリッドヘッド１０が経路の直線状の平行区間においてクラッディング３を施す間はレーザビームとアークとの間の縦方向距離Ｓを零とし、区間間の移行部ではレーザビームをアークに先行又は追随させることができる。ハイブリッドヘッド１０が、直線状区間及び／又は曲線部においてはクラッディング施工方向に対するレーザビームとアークとの一定の幾何学的配置を維持するように、ハイブリッドヘッド１０を構成可能なことがわかるであろう。また、ハイブリッドヘッド１０を用いてクラッディング３を管体に施せることも、わかるであろう。クラッディング３を管体に施すためには、一定の線形移動を維持するようにハイブリッドヘッド１０を構成すると同時に、管体を一定の速度で回転させてクラッディング金属を管体の外径上に堆積させることができるようにするとよい。
以上、溶融池２０に入射する十分な出力のレーザビームを用いることにより溶融池２０の温度勾配を安定させて基材金属２上にクラッディング金属３を施す速度を高めることができ、従来のクラッディング施工プロセスと比べてクラッディング施工幅を大きくできることを示してきた。複数のレーザビームを用いて溶融池２０の様々な領域を照射して、温度勾配を更に制限できることは、わかるであろう。複数のビームを得るには、１つのレーザから発せられるレーザビームを分割するか、又は複数のレーザを用いる。レーザ１２を振動させて、レーザビームが溶融池２０の様々な領域を照射するように構成できることがわかるであろう。図２９に、レーザ１２に光結合されると共に、レーザ１２から発せられるレーザビームを溶融池２０に入射する２つ以上のレーザビームに分割するように構成される、ビームスプリッタ１３０の典型的な一実施形態を示す。加えて、図２９では、レーザ１２に結合される制御装置１３２の典型的な一実施形態を示す。この制御装置は、レーザ１２及び放射されるレーザビームを溶融池２０の様々な領域に振動させるように構成された、電子機器、センサ、及びサーボ等の部品を含む。
Claims (9)
- クラッディング金属（３）を基材金属（２）に固着させる方法であって、
アークを形成する加熱装置（１１）に線材の形態のクラッディング金属（３）を供給するステップと、
基材金属（２）の表面とそこに供給されるクラッディング金属（３）とを前記アークで加熱して、基材金属（２）の溶融基材金属材料上に層をなす溶融クラッディング金属を有する溶融池（２０）を生成させるステップと、
レーザビームを溶融池（２０）に照射することによってレーザビームの周りの温度変動を低減して溶融池（２０）の温度勾配を安定させるステップであって、溶融池（２０）におけるレーザビームの入射領域が、溶融池（２０）におけるアーク入射領域からオフセットしている、ステップと、
溶融池（２０）を冷却してクラッディング金属（３）を基材金属（２）に固着させるステップと
を含む方法。 - 前記加熱装置（１１）が、ガスタングステンアーク溶接（ＧＴＡＷ）、ガスメタルアーク溶接（ＧＭＡＷ）、サブマージアーク溶接（ＳＡＷ）、プラズマアーク溶接（ＰＡＷ）及びフラックスコアアーク溶接（ＦＣＡＷ）から選択される溶接用トーチヘッドを含む、請求項１記載の方法。
- 前記レーザビームを、クラッディング金属（３）を施す方向に対して平行な方向にアークから距離Ｓだけ縦方向にオフセットさせるステップをさらに含む、請求項１又は請求項２記載の方法。
- 前記レーザビームを、クラッディング金属（３）を施す方向に対して垂直な方向にアークから距離Ｌだけ横方向にオフセットさせるステップをさらに含む、請求項３記載の方法。
- 前記レーザビームを、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、ＣＯ 2 レーザ、ディスクレーザ、ファイバレーザ又はレーザビームの周りの温度変動を低減して溶融池の温度勾配を安定させる十分な出力のレーザ共振器によって形成するステップをさらに含む、請求項１乃至請求項４のいずれか１記載の方法。
- 前記溶融池（２０）内でレーザビームの照射領域を振動させるステップをさらに含む、請求項１乃至請求項５のいずれか１記載の方法。
- 前記溶融池（２０）の異なる領域に複数のレーザビームを照射するステップをさらに含む、請求項１乃至請求項６のいずれか１記載の方法。
- 前記クラッディング金属（３）を溶融池（２０）に供給しながら、レーザビームで、一定の表面積の溶融池（２０）を維持するステップをさらに含む、請求項１乃至請求項７のいずれか１記載の方法。
- 前記レーザビームが基材金属（２）に溶融池（２０）の深さよりも深いキーホールを生成しないように、前記レーザビームが、過出力ではないレーザから発せられる、請求項１乃至請求項８のいずれか１記載の方法。
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