JP3613997B2 - Laser overlay method - Google Patents
Laser overlay method Download PDFInfo
- Publication number
- JP3613997B2 JP3613997B2 JP26836098A JP26836098A JP3613997B2 JP 3613997 B2 JP3613997 B2 JP 3613997B2 JP 26836098 A JP26836098 A JP 26836098A JP 26836098 A JP26836098 A JP 26836098A JP 3613997 B2 JP3613997 B2 JP 3613997B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- build
- laser
- processing
- point
- overlap
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、エンジンのシリンダヘッドのバルブシート部に被覆金属のビード(クラッドビード)を形成するのに利用されるレ−ザ肉盛り方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
上記したように、例えば、エンジンのシリンダヘッドのバルブシート部にクラッドビードを形成する場合には、バルブシート部に沿って移動するノズルから連続供給される粉末状の銅系の肉盛り合金材料に対して、レーザビームを照射することにより、クラッドビードを形成するようにしているが、必要な肉盛り量が確保されたリング状のクラッドビードを得るために、図2(b)に示すように、バルブシート部Vaに形成された高さhのクラッドビードBaの始端BsにクラッドビードBaの終端Beを重ねてオーバーラップ部分L1を形成するようにしている。
【0003】
従来、このオーバーラップ部分L1を形成するに際しては、図2(a)に示すように、加工始端Wsから経路r1に沿って移動させたノズルの中心線とレーザビームの照射中心線とが交わる加工点を、オーバーラップ開始点WpにおいてクラッドビードBaの始端Bsの形状に合わせて設定した経路r2に沿って0.8h〜1.2hの範囲で上昇させた後、経路r3に沿って加工終端Weまで移動させるようにしている。(特開平10−034360号)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来において、オーバーラップ開始点Wp以降の上昇域で加工点が急激に上昇することから、すなわち、肉盛り合金材料を供給するノズルが急激に上昇することから、自重落下している肉盛り合金材料の落下速度が変わってしまい、加工点に対する肉盛り合金材料の供給量が一時的に変化することにより、とくにオーバーラップ部分L1の先端部において、凹状の欠肉n1や相対的な入熱過多によるクラックn2が生じる可能性があるという問題を有しており、この問題を解決することが従来の課題となっていた。
【0005】
【発明の目的】
本発明は、上記した従来の課題に着目してなされたもので、レ−ザ肉盛り加工を行って母材に肉盛り部を形成する場合でかつ肉盛り部の始端に肉盛り部の終端を重ねてオーバーラップ部分を形成する場合において、オーバーラップ部分の先端部に、欠肉やクラックなどの欠陥が生じるのを防ぐことができるレ−ザ肉盛り方法を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に係わる発明は、母材の肉盛り領域に沿って移動するノズルから連続供給される粉末状の肉盛り材料に対してレーザビームを照射して、母材に肉盛り部を形成するレ−ザ肉盛り方法であって、肉盛り部の始端に肉盛り部の終端を重ねてオーバーラップ部分を形成するに際して、加工開始時から加工終了時に至るまでの間、肉盛り材料を供給するノズルの中心線とレーザビームの照射中心線とが交わる加工点を連続して上昇させながら肉盛り加工を行う構成としたことを特徴としており、このレ−ザ肉盛り方法の構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。
【0007】
本発明の請求項2に係わるレ−ザ肉盛り方法は、加工点を一定速度で上昇させる構成としている。
【0008】
本発明の請求項3に係わるレ−ザ肉盛り方法は、加工開始時から加工点がオーバーラップ開始点に到達するまでの加工点の上昇量をAとし、肉盛り部の中間部分での高さをHとすると、上昇量Aは、 H/3≦A≦2H/3 の範囲にある構成としている。
【0009】
本発明の請求項4に係わるレ−ザ肉盛り方法は、加工点の上昇を開始する時期に対して、肉盛り材料の供給およびレーザビームの照射を遅らせて開始する構成としている。
【0010】
【発明の作用】
本発明の請求項1に係わるレ−ザ肉盛り方法では、オーバーラップ開始点において加工点が急激に上昇しないので、すなわち、オーバーラップ開始点におけるノズルの上昇速度が遅いので、自重落下している肉盛り材料の落下速度が変化することがほとんどなく、その結果、加工点に対して肉盛り材料が安定して供給されることとなり、欠肉やクラックなどの不具合のないオーバーラップ部分が形成されることとなる。
【0011】
本発明の請求項2に係わるレ−ザ肉盛り方法では、加工点が加工始端から一定速度で上昇するので、請求項1に係わるレ−ザ肉盛り方法と同じく、欠肉やクラックなどの不具合のないオーバーラップ部分が形成されるうえ、高さがほぼ均一な良好な肉盛り部が形成されることとなる。
【0012】
本発明の請求項3に係わるレ−ザ肉盛り方法において、加工開始時から加工点がオーバーラップ開始点に到達するまでの加工点の上昇量Aを肉盛り部の高さHの1/3以上としてあるので、オーバーラップ部分の先端部に相対的な入熱過多によるクラックが発生する確率が低いものとなり、また、上昇量Aを肉盛り部の高さHの2/3以下としてあるので、オーバーラップ部分の先端部ないしその近傍に未溶着箇所が生じる確率が低いものとなり、したがって、欠肉やクラックなどの不具合のないオーバーラップ部分が形成されることとなる。
【0013】
本発明の請求項4に係わるレ−ザ肉盛り方法では、加工点が一定速度で上昇するようになってから、肉盛り材料の供給およびレーザビームの照射が開始されるので、加工点の上昇開始時に発生する加速度が、肉盛り材料の供給およびレーザビームの照射に影響しないこととなり、実質的な加工の開始から加工の終了に至るまで、肉盛り材料の供給が安定してなされることとなる。
【0014】
【発明の効果】
本発明の請求項1に係わるレ−ザ肉盛り方法では、上記した構成としていることから、オーバーラップ開始点における肉盛り材料の供給量を安定させることができ、オーバーラップ部分の先端部ないしはその近傍に、欠肉やクラックなどの不具合が生じるのを防止することが可能であるという極めて優れた効果がもたらされる。
【0015】
本発明の請求項2に係わるレ−ザ肉盛り方法では、加工点が加工始端から一定した速度で上昇するので、高さがほぼ均一な良好な肉盛り部を形成することができると共に、欠肉やクラックなどの不具合のないオーバーラップ部分を形成することが可能であるという極めて優れた効果がもたらされる。
【0016】
本発明の請求項3に係わるレ−ザ肉盛り方法では、上記した構成としたから、オーバーラップ部分の先端部にクラックが発生する確率を低く抑えることができ、かつ、オーバーラップ部分の先端部ないしその近傍に未溶着箇所が生じる確率も低く抑えることができ、したがって、欠肉やクラックなどの不具合のないオーバーラップ部分を形成することが可能であるという極めて優れた効果がもたらされる。
【0017】
本発明の請求項4に係わるレ−ザ肉盛り方法では、上記した構成としたため、加工点の上昇開始時に発生する加速度が、肉盛り材料の供給およびレーザビームの照射に影響しない分だけ、実質的な加工開始から加工終了に至るまでの安定した肉盛り材料の供給を実現することができるという極めて優れた効果がもたらされる。
【0018】
【実施例】
以下、本発明を図1に基づいて説明する。
【0019】
図1(b)は、本発明の一実施例によるレ−ザ肉盛り方法によってエンジンのシリンダヘッド(母材)のバルブシート部(肉盛り領域)に形成されたクラッドビード(肉盛り部)を示しており、このクラッドビード1は、バルブシート部2に沿って移動するノズルから連続供給される粉末状の肉盛り材料に対して、レーザビームを照射することによって形成されている。
【0020】
この場合、必要な肉盛り量が確保されたリング状のクラッドビード1を得るために、クラッドビード1の始端11に終端12を重ねてオーバーラップ部分3を形成するようにしており、このオーバーラップ部分3を形成するに際しては、図1(a)に示すように、加工開始時から加工終了時に至るまでの間において、肉盛り材料を供給するノズルの中心線とレーザビームの照射中心線とが交わる加工点を、加工始端WSから加工終端WEまで経路Rに沿って移動させるようにしている、すなわち、ノズルとレーザビームとを一定速度で上昇させるようにしている。
【0021】
この実施例において、加工開始時から加工点がオーバーラップ開始点WPに到達するまでの加工点の上昇量をAとし、クラッドビード1の中間部分での高さをHとした場合、上昇量Aは、クラッドビード1の高さHに対して H/3≦A≦2H/3 の関係をなすように設定してあり、また、この実施例では、加工点の上昇を開始する時期に対して、肉盛り材料の供給およびレーザビームの照射を遅らせて開始するようにしている。
【0022】
したがって、この実施例によるレ−ザ肉盛り方法では、加工開始時から加工終了時に至るまでのすべての区間が加工点の上昇域としていることから、オーバーラップ開始点WPにおいて加工点が急激に上昇することがなく、すなわち、オーバーラップ開始点WPにおけるノズルの上昇速度が速くなることがなく、これにより、自重落下している肉盛り材料の落下速度が変化することがほとんどなくなって、加工点に対して肉盛り材料が安定して供給されることとなり、その結果、欠肉やクラックなどの不具合のないオーバーラップ部分3が形成されることとなる。
【0023】
また、この実施例によるレ−ザ肉盛り方法では、加工点が加工始端WSから一定速度で上昇するようにしていることから、高さがほぼ均一な良好なクラッドビード1が得られるうえ、加工点の上昇量Aをクラッドビード1の高さHに対してH/3≦A≦2H/3 の関係としているので、オーバーラップ部分3の先端部ないしその近傍に欠肉やクラックなどの不具合が生じる可能性がほとんど皆無となる。
【0024】
さらに、上記したレ−ザ肉盛り方法では、加工点が一定速度で上昇するようになった後に、肉盛り材料の供給およびレーザビームの照射を開始するので、加工点の上昇開始時に発生する加速度の影響は、肉盛り材料の供給およびレーザビームの照射に及ばないこととなり、その結果、実質的な加工の開始から加工の終了に至るまでの間、肉盛り材料の供給が安定してなされることとなる。
【0025】
そこで、上記したレ−ザ肉盛り方法により、シリンダヘッドのバルブシート部2に、下記加工条件でクラッドビード1を形成するに際して、加工開始時から加工点がオーバーラップ開始点WPに到達するまでの加工点の上昇量Aを5通りに変化させ、各上昇量Aに対する不具合の発生率(%),不具合の内容および欠肉の有無を調べたところ、表1の結果を得た。
【0026】
加工条件
クラッドビード1の高さ(H):1.8mm
加工点出力:3.75kw
肉盛り材料の供給量:60g/min
加工速度:0.8mm/min
スタンドオフ:22mm
【表1】
表1の結果から、加工点の上昇量Aをクラッドビード1の高さHに対して、 H/3≦A≦2H/3 の関係とすることで、オーバーラップ部分3の先端部ないしその近傍には、欠肉やクラックなどの不具合が発生しないことが確認できた。
【0027】
なお、本発明に係わるレ−ザ肉盛り方法の詳細な構成は、上記した実施例の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるレ−ザ肉盛り方法における加工点の上昇経路説明図(a)および形成されたクラッドビードのオーバーラップ部分を示す部分拡大説明図(b)である。
【図2】従来のレ−ザ肉盛り方法における加工点の上昇経路説明図(a)および形成されたクラッドビードのオーバーラップ部分を示す部分拡大説明図(b)である。
【符号の説明】
1 クラッドビード(肉盛り部)
2 バルブシート部(肉盛り領域)
3 オーバーラップ部分
11 クラッドビードの始端
12 クラッドビードの終端
A 加工点の上昇量
H クラッドビード高さ
WP オーバーラップ開始点[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of laminating a laser used to form a coated metal bead (clad bead) on a valve seat portion of a cylinder head of an engine, for example.
[0002]
[Prior art]
As described above, for example, when a clad bead is formed in a valve seat portion of an engine cylinder head, a powdery copper-based build-up alloy material continuously supplied from a nozzle moving along the valve seat portion is used. On the other hand, a clad bead is formed by irradiating a laser beam, but in order to obtain a ring-shaped clad bead with a necessary amount of build-up, as shown in FIG. The overlap portion L1 is formed by overlapping the end Be of the clad bead Ba on the start end Bs of the clad bead Ba having a height h formed in the valve seat Va.
[0003]
Conventionally, when the overlap portion L1 is formed, as shown in FIG. 2A, the center line of the nozzle moved along the path r1 from the processing start end Ws and the irradiation center line of the laser beam intersect. The point is raised in the range of 0.8 h to 1.2 h along the path r2 set in accordance with the shape of the start end Bs of the cladding bead Ba at the overlap start point Wp, and then the processing end We along the path r3 To move to. (Japanese Patent Laid-Open No. 10-034360)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the prior art, since the machining point suddenly rises in the rising region after the overlap start point Wp, that is, the nozzle for supplying the overlaying alloy material rises rapidly, The drop rate of the alloy material changes, and the supply amount of the build-up alloy material to the processing point changes temporarily, so that the concave thin wall n1 and the relative heat input, particularly at the tip of the overlap portion L1. There is a problem that crack n2 due to excess may occur, and it has been a conventional problem to solve this problem.
[0005]
OBJECT OF THE INVENTION
The present invention has been made by paying attention to the above-described conventional problems. In the case where a build-up portion is formed on a base material by performing laser build-up processing, the end of the build-up portion is formed at the start end of the build-up portion. It is an object of the present invention to provide a laser embedding method capable of preventing defects such as lacking and cracks from occurring at the tip of the overlap portion when forming an overlap portion.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to
[0007]
The laser build-up method according to
[0008]
In the laser overlaying method according to
[0009]
The laser build-up method according to claim 4 of the present invention is configured such that the supply of the build-up material and the irradiation of the laser beam are delayed and started with respect to the timing when the processing point starts to rise.
[0010]
[Effects of the Invention]
In the laser embedding method according to
[0011]
In the laser embedding method according to
[0012]
In the laser build-up method according to
[0013]
In the laser embedding method according to claim 4 of the present invention, since the processing point starts to rise at a constant speed, the supply of the overlaying material and the irradiation of the laser beam are started. The acceleration generated at the start does not affect the supply of the build-up material and the irradiation of the laser beam, and the supply of the build-up material is made stable from the start of the substantial processing to the end of the processing. Become.
[0014]
【The invention's effect】
In the laser build-up method according to
[0015]
In the laser embedding method according to
[0016]
In the laser embedding method according to
[0017]
In the laser build-up method according to claim 4 of the present invention, since the above-described configuration is adopted, the acceleration generated at the start of raising the machining point is substantially the same amount that does not affect the supply of the build-up material and the irradiation of the laser beam. Thus, it is possible to achieve an extremely excellent effect that it is possible to realize a stable supply of the build-up material from the start of processing to the end of processing.
[0018]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described with reference to FIG.
[0019]
FIG. 1B shows a clad bead formed on a valve seat portion (building area) of a cylinder head (base material) of an engine by a laser building method according to an embodiment of the present invention. The
[0020]
In this case, in order to obtain a ring-shaped
[0021]
In this embodiment, when the amount of increase in the machining point from the start of machining until the machining point reaches the overlap start point WP is A, and the height at the intermediate portion of the
[0022]
Therefore, in the laser build-up method according to this embodiment, since all the sections from the start of processing to the end of processing are set as the rising points of the processing points, the processing points rapidly increase at the overlap start point WP. In other words, the rising speed of the nozzle at the overlap start point WP does not increase, so that the falling speed of the build-up material falling by its own weight hardly changes, and the processing point is reduced. On the other hand, the build-up material is stably supplied, and as a result, the
[0023]
Further, in the laser build-up method according to this embodiment, since the processing point rises from the processing start end WS at a constant speed, a good clad
[0024]
Further, in the above-described laser build-up method, after the processing point starts to rise at a constant speed, the supply of the build-up material and the irradiation of the laser beam are started. As a result, the supply of the build-up material does not extend to the supply of the build-up material and the irradiation of the laser beam. As a result, the supply of the build-up material is stably performed from the start to the end of the process. It will be.
[0025]
Therefore, when the
[0026]
Processing
Machining point output: 3.75 kW
Supply amount of overlaying material: 60 g / min
Processing speed: 0.8mm / min
Standoff: 22mm
[Table 1]
From the results shown in Table 1, the amount of increase A in the processing point is set to a relationship of H / 3 ≦ A ≦ 2H / 3 with respect to the height H of the
[0027]
The detailed configuration of the laser overlay method according to the present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram (a) of an ascending path of a machining point and a partially enlarged explanatory diagram (b) showing an overlap portion of a formed clad bead in a laser embedding method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram (a) of a rising path of a processing point and a partially enlarged explanatory diagram (b) showing an overlapping portion of a clad bead formed in a conventional laser cladding method.
[Explanation of symbols]
1 Cladding bead
2 Valve seat (filling area)
3 Overlap
Claims (4)
肉盛り部の始端に肉盛り部の終端を重ねてオーバーラップ部分を形成するに際して、
加工開始時から加工終了時に至るまでの間、肉盛り材料を供給するノズルの中心線とレーザビームの照射中心線とが交わる加工点を連続して上昇させながら肉盛り加工を行うことを特徴とするレ−ザ肉盛り方法。This is a laser build-up method in which a laser beam is irradiated to a powdery build-up material continuously supplied from a nozzle that moves along the build-up region of the base material to form a build-up portion on the base material. And
When forming the overlap part by overlapping the end of the build-up part on the start end of the build-up part,
From the start of processing to the end of processing, it is characterized by performing build-up processing while continuously raising the processing point where the center line of the nozzle that supplies the build-up material and the irradiation center line of the laser beam intersect Laser fill method to do.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26836098A JP3613997B2 (en) | 1998-09-22 | 1998-09-22 | Laser overlay method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26836098A JP3613997B2 (en) | 1998-09-22 | 1998-09-22 | Laser overlay method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000094167A JP2000094167A (en) | 2000-04-04 |
JP3613997B2 true JP3613997B2 (en) | 2005-01-26 |
Family
ID=17457447
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26836098A Expired - Fee Related JP3613997B2 (en) | 1998-09-22 | 1998-09-22 | Laser overlay method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3613997B2 (en) |
-
1998
- 1998-09-22 JP JP26836098A patent/JP3613997B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000094167A (en) | 2000-04-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1609557A1 (en) | Arc starting method in a hybrid welding process using laser and electric arc, welding device for performing the method, and controller | |
JPH07236984A (en) | Method and device for laser beam processing | |
JP3591147B2 (en) | Method of overlaying with laser beam | |
JP2008114276A (en) | Laser beam welding apparatus and laser beam welding method | |
JP4848921B2 (en) | Composite welding method and composite welding equipment | |
JP4408519B2 (en) | Laser welding method | |
CN109865942A (en) | A kind of method for laser welding and system | |
JP3613997B2 (en) | Laser overlay method | |
JPH11254152A (en) | Welding method for conductor | |
CN114453754B (en) | High-speed welding hump defect suppression method based on laser arc common molten pool decoupling | |
JP5228223B2 (en) | Laser overlaying method | |
JP4344654B2 (en) | Laser overlaying method | |
JP3173705B2 (en) | Overlay method | |
JPH08309568A (en) | Laser welding method for aluminum alloy | |
JP2010207849A (en) | Laser building-up method | |
JP3120946B2 (en) | Remelting treatment method for cylinder head | |
JP2004160516A (en) | Laser filler welding method | |
KR100467761B1 (en) | Submerged arc welding flux for excellent fillet welding workability | |
JPH09122958A (en) | Pulse laser beam welding method of aluminum alloy | |
JP3144131B2 (en) | Metal surface remelting method | |
JP2002086284A (en) | Overlaying method with laser beam | |
JP3176778B2 (en) | Laser welding method | |
JP7436792B2 (en) | Laser cutting method for steel materials | |
JPH0417988A (en) | Cladding by laser welding method | |
JPH06269985A (en) | Composite wire for mig brazing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041005 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20041012 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20041025 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081112 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091112 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |