JP2013545619A - レーザビーム溶接 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は2010年12月17日に出願された米国特許仮出願第61/424,327号の35U.S.C.119(e)の規定に基づく権益主張出願であり、この米国特許仮出願を参照により引用し、その記載内容全体を本明細書の一部とする。
Claims (19)
- 窒化鋼コンポーネントのレーザビーム溶接方法であって、
2つの鋼コンポーネントを溶接されるべき継手が形成されるよう相対的に配置するステップを含み、前記2つの鋼コンポーネントの少なくとも一方は、窒化鋼コンポーネントであり、
前記継手に沿って溶接部を形成して前記2つの鋼コンポーネントを互いに接合するステップを含み、前記溶接部形成ステップは、
レーザビーム照射位置を溶接方向において前記継手に沿って前進させるステップを含み、前記レーザビームは、前記2つの鋼コンポーネントを前記照射位置で照射し、前記継手内に溶接温度まで加熱された前記2つの鋼コンポーネントからの溶融鋼を含む溶融池を形成し、
溶加ワイヤを前記溶接方向において前記継手に沿って前進させるステップを含み、前記溶加ワイヤは、チタンを含む金属複合材から成るコアを有し、前記溶加ワイヤは、前記溶接方向において前記レーザビーム照射位置に先行し、前記溶加ワイヤは、前記溶加ワイヤの先端部分が前記溶接方向に沿って前記レーザビームの前で前記溶融池中に直接導入されるのに十分短い距離だけ前記レーザビームから間隔をおいて位置し、
前記溶加ワイヤの前記先端部分からの溶融材料が前記溶融池中に混入し、前記溶融材料中に存在する前記チタンが前記窒化鋼コンポーネントからの窒素と結合し、それにより前記溶接温度において前記溶融池内に窒化チタンが生じる、
ことを特徴とする方法。 - 前記溶加ワイヤは、前記金属複合材を包囲すると共に前記金属複合材を収容したステンレス鋼シースを有する金属コア付き溶加ワイヤである、
請求項1記載の方法。 - 前記2つの鋼コンポーネントは、窒化物表面層を有するスタンピングされた鋼ディスク及び窒化物表面層を備えていないリングギヤから成る、
請求項1又は2記載の方法。 - 窒化鋼コンポーネントのレーザビーム溶接方法であって、
2つの鋼コンポーネントを溶接されるべき継手が形成されるよう相対的に配置するステップを含み、前記2つの鋼コンポーネントの少なくとも一方は、窒化鋼コンポーネントであり、
レーザビームを用いて前記継手に沿って前記2つの鋼コンポーネントを照射して前記2つの鋼コンポーネントの各々中の材料を溶接温度まで加熱し、それにより前記継手内に溶融池を形成するステップを含み、
チタンを前記溶融池の前縁中に導入するステップを含み、前記溶融池の前記前縁は、溶接方向において前記レーザビームの前に位置し、
前記導入されたチタンは、前記窒化物鋼コンポーネントから前記溶融池中に放出された窒素と結合し、それにより前記溶接温度において前記溶融池内に窒化チタンが形成される、
ことを特徴とする方法。 - 前記チタンを前記溶融池の前記前縁中に導入する前記ステップは、チタンを含む金属コアを包囲したステンレス鋼シースを有する金属コア付き溶加ワイヤを前記レーザビームに隣接して且つ前記溶接方向に沿って前記レーザビームの前に配置するステップを含む、
請求項4記載の方法。 - 前記レーザビームが前記2つの鋼コンポーネントを照射した結果として生じる熱が前記金属コア付き溶加ワイヤの先端部分を溶融し、前記溶融した先端部分内に含まれる前記チタンが前記溶融池の前記前縁中に導入される、
請求項5記載の方法。 - 前記金属コア付き溶加ワイヤ及び前記レーザビームを両方共前記継手の前記溶接中、前記溶接方向に沿って前進させ、前記金属コア付き溶加ワイヤと前記レーザビームとの間隔は、実質的に固定されている、
請求項5又は6記載の方法。 - 表面処理鋼コンポーネントのレーザビーム溶接方法であって、
2つの鋼コンポーネントを溶接されるべき継手が形成されるよう相対的に配置するステップを含み、前記2つの鋼コンポーネントの少なくとも一方は、表面処理鋼コンポーネントであり、
前記継手に沿って溶接部を形成して前記2つの鋼コンポーネントを互いに接合するステップを含み、前記溶接部形成ステップは、
レーザビーム照射位置を溶接方向において前記継手に沿って前進させるステップを含み、前記レーザビームは、前記2つの鋼コンポーネントを前記照射位置で照射し、前記継手内に溶接温度まで加熱された前記2つの鋼コンポーネントからの溶融鋼を含む溶融池を形成し、
溶加ワイヤを前記溶接方向において前記継手に沿って前進させるステップを含み、前記溶加ワイヤは、前記表面処理鋼コンポーネントから前記溶融池中に放出された化学種と化合物を形成するよう選択された成分を含む金属複合材から成るコアを有し、前記溶加ワイヤは、前記溶接方向において前記レーザビーム照射位置に先行し、前記溶加ワイヤは、前記溶加ワイヤの先端部分が前記溶融池の形成中、その溶融温度を超える温度に加熱されるのに十分短い距離だけ前記レーザビームから間隔をおいて位置し、前記溶加ワイヤの前記先端部分からの溶融材料が前記溶融池中に混入し、前記溶融材料中に存在する前記成分が前記表面処理鋼コンポーネントから放出された前記化学種と結合し、それにより前記溶接温度において前記溶融池内に前記化合物が生じる、
ことを特徴とする方法。 - 前記溶加ワイヤは、前記金属複合材を包囲すると共に前記金属複合材を収容したステンレス鋼シースを有する金属コア付き溶加ワイヤである、
請求項8記載の方法。 - 前記表面処理鋼コンポーネントは、窒化物層を含み、前記金属複合材は、チタンを含む、
請求項8又は9記載の方法。 - 前記2つの鋼コンポーネントは、窒化物表面層を有するスタンピングされた鋼ディスク及び窒化物表面層を備えていないリングギヤから成る、
請求項10記載の方法。 - 前記表面処理鋼コンポーネントは、アルミニウムを含む表面被膜を有し、前記金属複合材は、亜鉛を含む、
請求項8又は9記載の方法。 - 表面処理鋼コンポーネントのレーザビーム溶接方法であって、
2つの鋼コンポーネントを溶接されるべき継手が形成されるよう相対的に配置するステップを含み、前記2つの鋼コンポーネントの少なくとも一方は、表面処理鋼コンポーネントであり、
レーザビームを用いて前記継手に沿って前記2つの鋼コンポーネントを照射して前記2つの鋼コンポーネントの各々中の材料を溶接温度まで加熱し、それにより溶融池を形成するステップを含み、
金属成分を前記溶融池の前縁中に導入するステップを含み、前記溶融池の前記前縁は、溶接方向に沿って前記レーザビームの前に位置し、
前記導入された金属成分は、前記表面処理鋼コンポーネントから前記溶融池中に放出された化学種と結合し、それにより前記溶接温度において前記溶融池内で安定した化合物が生じる、
ことを特徴とする方法。 - 前記金属成分を前記溶融池の前記前縁中に導入する前記ステップは、前記金属成分を含む金属コアを包囲したステンレス鋼シースを有する金属コア付き溶加ワイヤを前記レーザビームに隣接して且つ前記溶接方向に沿って前記レーザビームの前に配置するステップを含む、
請求項13記載の方法。 - 前記レーザビームが前記2つの鋼コンポーネントを照射した結果として生じる熱が前記金属コア付き溶加ワイヤの先端部分を溶融し、前記溶融した先端部分内に含まれる前記前記金属成分が前記溶融池の前記前縁中に導入される、
請求項14記載の方法。 - 前記金属コア付き溶加ワイヤ及び前記レーザビームを両方共前記継手の前記溶接中、前記溶接方向に沿って前進させ、前記金属コア付き溶加ワイヤと前記レーザビームとの間隔は、実質的に固定されている、
請求項14又は15記載の方法。 - 前記表面処理鋼コンポーネントは、窒化物層を含み、前記金属成分は、チタンである、
請求項13〜16のいずれか1項に記載の方法。 - 前記2つの鋼コンポーネントは、窒化物表面層を有するスタンピングされた鋼ディスク及び窒化物表面層を備えていないリングギヤから成る、
請求項17記載の方法。 - 前記表面処理鋼コンポーネントは、アルミニウムを含む表面被膜を有し、前記金属複合材は、亜鉛を含む、
請求項13〜16のいずれか1項に記載の方法。
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