JPH01157786A - レーザ肉盛溶接方法 - Google Patents
レーザ肉盛溶接方法Info
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- JPH01157786A JPH01157786A JP62317891A JP31789187A JPH01157786A JP H01157786 A JPH01157786 A JP H01157786A JP 62317891 A JP62317891 A JP 62317891A JP 31789187 A JP31789187 A JP 31789187A JP H01157786 A JPH01157786 A JP H01157786A
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- Japan
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- welded
- laser beam
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Links
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 30
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- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 19
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- 239000010419 fine particle Substances 0.000 abstract 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/34—Laser welding for purposes other than joining
- B23K26/342—Build-up welding
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明はレーザ発振装置からでるレーザ光を溶接手段と
したレーザ肉盛溶接方法に関する。
したレーザ肉盛溶接方法に関する。
（従来の技術）
一般に用いられている大出力レーザを溶接手段としたレ
ーザ肉盛溶接方法は、第４図に示すように、粉体供給装
置１から被溶接材２上に供給された粉体３に対して、集
光レンズ４によりデフォーカスされスポット径を拡大し
たレーザ光５を照射することで、加熱し、溶融された粉
体３により被溶接材２上に肉盛金属６を形成するように
しており、被溶接材２の動く方向Ａに対してスポット径
を拡大したレーザ光５の中心線７より粉体供給装置１の
ノズル８を前側に距離したけ離れるように配置している
。
ーザ肉盛溶接方法は、第４図に示すように、粉体供給装
置１から被溶接材２上に供給された粉体３に対して、集
光レンズ４によりデフォーカスされスポット径を拡大し
たレーザ光５を照射することで、加熱し、溶融された粉
体３により被溶接材２上に肉盛金属６を形成するように
しており、被溶接材２の動く方向Ａに対してスポット径
を拡大したレーザ光５の中心線７より粉体供給装置１の
ノズル８を前側に距離したけ離れるように配置している
。
（発明か解決しようとする問題点）
しかし上記形式のレーザ肉盛溶接方法では、レーザ光５
の中心線７と粉体供給装置１のノズル８の距離りが、た
とえば３０ミリ以下であると、レーザ光による溶融プー
ルに粉体３が直接供給され、そのため肉盛金属６の凝固
状態が一様でなくなり、第５図に示すように、凹み９が
形成され、安定した欠陥のない肉盛金属６を得ることが
難しい。
の中心線７と粉体供給装置１のノズル８の距離りが、た
とえば３０ミリ以下であると、レーザ光による溶融プー
ルに粉体３が直接供給され、そのため肉盛金属６の凝固
状態が一様でなくなり、第５図に示すように、凹み９が
形成され、安定した欠陥のない肉盛金属６を得ることが
難しい。
したがって上記形式のレーザ肉盛溶接方法では、レーザ
光５の中心線７と粉体供給装置１のノズル８の距離りを
３０ミリ以上に設定する必要があり、被溶接材２が平板
とか曲率の大きいシャフトやパイプに制限される。
光５の中心線７と粉体供給装置１のノズル８の距離りを
３０ミリ以上に設定する必要があり、被溶接材２が平板
とか曲率の大きいシャフトやパイプに制限される。
本発明は上記した点に鑑みてなされたもので、被溶接材
の形状の制限をなくしかつ欠陥のない高品質な肉盛金属
を生成するようにしたレーザ肉盛溶接方法を提供するこ
とを目的とする。
の形状の制限をなくしかつ欠陥のない高品質な肉盛金属
を生成するようにしたレーザ肉盛溶接方法を提供するこ
とを目的とする。
（問題点を解決するための手段）
本発明のレーザ肉盛溶接方法は、レーザ発振装置からで
るレーザ光を被溶接材の溶接部に向けて照射して、被溶
接材の溶接部に溶融プールを形成するとともに、被溶接
材の動く方向のこの溶融プールを形成する被溶接材の溶
接部の手前側に肉盛用粉体を供給し被溶接材の溶接部に
肉盛金属を生成するように構成される。
るレーザ光を被溶接材の溶接部に向けて照射して、被溶
接材の溶接部に溶融プールを形成するとともに、被溶接
材の動く方向のこの溶融プールを形成する被溶接材の溶
接部の手前側に肉盛用粉体を供給し被溶接材の溶接部に
肉盛金属を生成するように構成される。
（作 用）
本発明のレーザ肉盛溶接方法においては、肉盛用粉体を
被溶接材の溶接部の手前側に供給し、レーザ光のスポッ
ト径内に送込まれる肉盛用粉体で肉盛金属を生成するの
で、レーザ光が通過する前に肉盛用粉体を被溶接材上に
供給する必要がなく、被溶接材２が平板とか曲率の大き
いシャフトやパイプに制限されず、曲率の小さいシャフ
トやパイプにも適用できる。
被溶接材の溶接部の手前側に供給し、レーザ光のスポッ
ト径内に送込まれる肉盛用粉体で肉盛金属を生成するの
で、レーザ光が通過する前に肉盛用粉体を被溶接材上に
供給する必要がなく、被溶接材２が平板とか曲率の大き
いシャフトやパイプに制限されず、曲率の小さいシャフ
トやパイプにも適用できる。
（実施例）
以下本発明の一実施例を図面につき説明する。
第１図は本発明のレーザ肉盛溶接方法を実施するための
装置を示し、この装置は大出力のＣＯ２レーザ発振器１
０と発振されたレーザ光を集光するためのレンズを備え
た加工ヘッド１１と肉盛用粉体を供給するための供給装
置１２と被溶接材２を回転移動させるための加工テーブ
ル１３とを備えている。上記加工ヘッド１１のレンズ１
４は第２図に示すようにレーザ光１５を焦点をずらして
被溶接材２に照射する。上記供給装置１２のノズル１６
はレーザ光１５のスポット径の溶接方向手前側に開口さ
れており、肉盛用粉体１７はレーザ光１５の照射により
形成される溶融プールに部分的に供給される。
装置を示し、この装置は大出力のＣＯ２レーザ発振器１
０と発振されたレーザ光を集光するためのレンズを備え
た加工ヘッド１１と肉盛用粉体を供給するための供給装
置１２と被溶接材２を回転移動させるための加工テーブ
ル１３とを備えている。上記加工ヘッド１１のレンズ１
４は第２図に示すようにレーザ光１５を焦点をずらして
被溶接材２に照射する。上記供給装置１２のノズル１６
はレーザ光１５のスポット径の溶接方向手前側に開口さ
れており、肉盛用粉体１７はレーザ光１５の照射により
形成される溶融プールに部分的に供給される。
実験例
１）被溶接材 二１３クローム鋼
２）肉盛用粉体 ニステライト＃６ （Ｃｏ基合金）
３）レーザ ：最大出力１０Ｋｗ
肉盛溶接条件
レーザ出力 ６Ｋｗ〜１０Ｋｗ
集光レンズ焦点距離 ２５４ｍｍ
被溶接材上のビーム径 １０〜３５ｍｍ加工速度 ２５
０〜１８００ｍ＋＊／ｍｉｎ粉体供給速度 ２０〜７０
ｇ／ｍｉｎ かかる条件下において、レーザ発振器１０からでるレー
ザ光１５を被溶接材２の溶接部に向けて照射して、被溶
接材２．の溶接部に溶融プールを形成し、これと同時に
被溶接材２の溶接方向のこの溶融プールを形成する被溶
接材２の溶接部の手前側に肉盛用粉体１７を供給し被溶
接材２の溶接部に肉盛金属６を生成する。このようにし
て作られた肉盛金属６は第３図に示すように硬さが均一
で良好な耐摩耗性を保持する。これは肉盛用粉体の一部
をレーザ光のスポット径内に供給し、残りを形成された
肉盛金属上に覆うように供給するからである。肉盛溶接
の肉盛金属幅は、焦点はずし位置によって決められ、こ
の焦点はずし位置は大きい方が肉盛金属幅が大きく、ま
た粉体供給速度は小さい方が肉盛金属高さが小さくなる
傾向にある。
０〜１８００ｍ＋＊／ｍｉｎ粉体供給速度 ２０〜７０
ｇ／ｍｉｎ かかる条件下において、レーザ発振器１０からでるレー
ザ光１５を被溶接材２の溶接部に向けて照射して、被溶
接材２．の溶接部に溶融プールを形成し、これと同時に
被溶接材２の溶接方向のこの溶融プールを形成する被溶
接材２の溶接部の手前側に肉盛用粉体１７を供給し被溶
接材２の溶接部に肉盛金属６を生成する。このようにし
て作られた肉盛金属６は第３図に示すように硬さが均一
で良好な耐摩耗性を保持する。これは肉盛用粉体の一部
をレーザ光のスポット径内に供給し、残りを形成された
肉盛金属上に覆うように供給するからである。肉盛溶接
の肉盛金属幅は、焦点はずし位置によって決められ、こ
の焦点はずし位置は大きい方が肉盛金属幅が大きく、ま
た粉体供給速度は小さい方が肉盛金属高さが小さくなる
傾向にある。
すなわち上記条件による実験では、被溶接材上のビーム
径１２〜１４ｍｍのとき肉盛金属幅が約１０〜１２ｍ＋
ｓになり、肉盛金属高さが０．８〜１．０ｍ＋ｓ程度と
なった。
径１２〜１４ｍｍのとき肉盛金属幅が約１０〜１２ｍ＋
ｓになり、肉盛金属高さが０．８〜１．０ｍ＋ｓ程度と
なった。
しかして上記実施例によれば、曲率の小さいシャフトや
パイプ等への適用が可能となり硬さが均一で良好な耐摩
耗性を保持する肉盛金属を形成することができる。また
レーザ肉盛溶接では初層の希釈度が１５％以下と低いの
で一層盛で十分表面の硬さを保持できる。さらにはレー
ザ光による入熱が小さくて済むため、歪みが小さく溶接
後の再加工も少なくて済み、生産性向上につながる。
パイプ等への適用が可能となり硬さが均一で良好な耐摩
耗性を保持する肉盛金属を形成することができる。また
レーザ肉盛溶接では初層の希釈度が１５％以下と低いの
で一層盛で十分表面の硬さを保持できる。さらにはレー
ザ光による入熱が小さくて済むため、歪みが小さく溶接
後の再加工も少なくて済み、生産性向上につながる。
なお被溶接材として５ＵＳ３０４、肉盛用粉体としてコ
ルモノイ（Ｎｉ基合金）を用いても、溶接進行方向後側
から肉盛用粉体を供給することによって平滑で欠陥のな
い肉盛金属を得ることができた。
ルモノイ（Ｎｉ基合金）を用いても、溶接進行方向後側
から肉盛用粉体を供給することによって平滑で欠陥のな
い肉盛金属を得ることができた。
以上述べたように本発明によれば、肉盛用粉体供給装置
のノズルを溶融プールに近接配置するので、曲率の小さ
いシャフトやパイプ等へのレーザ肉盛溶接の適用が可能
となり、曲率の小さい曲面に対して健全な肉盛を形成す
ることができる。
のノズルを溶融プールに近接配置するので、曲率の小さ
いシャフトやパイプ等へのレーザ肉盛溶接の適用が可能
となり、曲率の小さい曲面に対して健全な肉盛を形成す
ることができる。
第１図は本発明のレーザ肉盛溶接方法を実施するだめの
溶接装置を示す図、第２図は本発明のレーザ肉盛溶接方
法の要部を示す図、第３図は本発明のレーザ肉盛溶接方
法により作られた肉盛溶接部を示す図、第４図は従来の
レーザ肉盛溶接方法を実施するための溶接装置を示す図
、第５図は従来のレーザ肉盛溶接方法により作られた肉
盛溶接部を示す図である。 ２・・・被溶接材、６・・・肉盛金属、１０・・・レー
ザ発振器、１１・・・加工ヘッド１１．１２・・・肉盛
用粉体供給装置、１４・・・レンズ、１５・・・レーザ
光。 出願人代理人 佐 藤 −雄 為１図 第２図 第３図 り 第４図 第５図
溶接装置を示す図、第２図は本発明のレーザ肉盛溶接方
法の要部を示す図、第３図は本発明のレーザ肉盛溶接方
法により作られた肉盛溶接部を示す図、第４図は従来の
レーザ肉盛溶接方法を実施するための溶接装置を示す図
、第５図は従来のレーザ肉盛溶接方法により作られた肉
盛溶接部を示す図である。 ２・・・被溶接材、６・・・肉盛金属、１０・・・レー
ザ発振器、１１・・・加工ヘッド１１．１２・・・肉盛
用粉体供給装置、１４・・・レンズ、１５・・・レーザ
光。 出願人代理人 佐 藤 −雄 為１図 第２図 第３図 り 第４図 第５図
Claims (1)
- レーザ発振装置からでるレーザ光を被溶接材の溶接部に
向けて照射して、被溶接材の溶接部に溶融プールを形成
するとともに、被溶接材の動く方向のこの溶融プールを
形成する被溶接材の溶接部の手前側に肉盛用粉体を供給
し被溶接材の溶接部に肉盛金属を生成したことを特徴と
するレーザ肉盛溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62317891A JPH01157786A (ja) | 1987-12-16 | 1987-12-16 | レーザ肉盛溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62317891A JPH01157786A (ja) | 1987-12-16 | 1987-12-16 | レーザ肉盛溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01157786A true JPH01157786A (ja) | 1989-06-21 |
Family
ID=18093206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62317891A Pending JPH01157786A (ja) | 1987-12-16 | 1987-12-16 | レーザ肉盛溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01157786A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5656185A (en) * | 1993-02-17 | 1997-08-12 | Electric Power Research Institute | Method and apparatus for repairing damaged tubes by interior laser clad welding |
-
1987
- 1987-12-16 JP JP62317891A patent/JPH01157786A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5656185A (en) * | 1993-02-17 | 1997-08-12 | Electric Power Research Institute | Method and apparatus for repairing damaged tubes by interior laser clad welding |
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