JPH0484684A - レーザ溶接ノズル装置 - Google Patents
レーザ溶接ノズル装置Info
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- JPH0484684A JPH0484684A JP2197637A JP19763790A JPH0484684A JP H0484684 A JPH0484684 A JP H0484684A JP 2197637 A JP2197637 A JP 2197637A JP 19763790 A JP19763790 A JP 19763790A JP H0484684 A JPH0484684 A JP H0484684A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 37
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- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 8
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 8
- 239000011324 bead Substances 0.000 abstract description 7
- 238000002955 isolation Methods 0.000 abstract 1
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- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
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- 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）
この発明はレーザ光によって溶接を行なうレーザ溶接方
法に関する。
法に関する。
（従来の技術）
レーザ溶接には、例えば金属線Ｈの自動供給装置を使用
し、被溶接物に対して加工中にできるレーザ光の照射点
の溶融域に、金属線材を自動供給して溶接を行なうもの
がある。しかし、レーザ光のスポット径は通常０．１〜
０．４ｍｍ程度で金属線材の径に比べて小さく、そのた
め、金属線材を一定速度で溶融域へ供給し、金属線ヰ４
の全部を溶かずことは非常に困難であった。
し、被溶接物に対して加工中にできるレーザ光の照射点
の溶融域に、金属線材を自動供給して溶接を行なうもの
がある。しかし、レーザ光のスポット径は通常０．１〜
０．４ｍｍ程度で金属線材の径に比べて小さく、そのた
め、金属線材を一定速度で溶融域へ供給し、金属線ヰ４
の全部を溶かずことは非常に困難であった。
このため、金属線材を粉末にし、これをあらかじめ被溶
接物に付着しておく方法が開発されたか、この方法では
、加工中に金属粉末の供給量を制御することができない
ため、均一なビードを得ることが困難であった。
接物に付着しておく方法が開発されたか、この方法では
、加工中に金属粉末の供給量を制御することができない
ため、均一なビードを得ることが困難であった。
最近、金属粉末の供給量を制御できるように、レーザ加
工機のヘッド部にサイドノズルを取り（−＝１け、被溶
接物に対するレーザ光の照射点近傍に、金属粉末を供給
する方法が開発されてきた。
工機のヘッド部にサイドノズルを取り（−＝１け、被溶
接物に対するレーザ光の照射点近傍に、金属粉末を供給
する方法が開発されてきた。
（発明が解決しようとする課題）
前記のように、従来のレーザ溶接方法には、それぞれ問
題があった。また、これらの問題を解決するために開発
されたサイドノズルから金属粉末を供給する方法も、金
属粉末を側方から供給するため、溶融域へ均一に供給し
にくく、また、ノズル部が比較的複雑になるという問題
があった。
題があった。また、これらの問題を解決するために開発
されたサイドノズルから金属粉末を供給する方法も、金
属粉末を側方から供給するため、溶融域へ均一に供給し
にくく、また、ノズル部が比較的複雑になるという問題
があった。
この発明は、このような問題に鑑みて創案されたもので
、比較的簡単で、均一なビードを得ることのできるレー
ザ溶接方法を提供することを目的とするものである。
、比較的簡単で、均一なビードを得ることのできるレー
ザ溶接方法を提供することを目的とするものである。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
前記の目的を達成するために、この発明のレーザ溶接方
法は、レーザ加工機のレーザ光の照射ノズルの外周に、
これと同軸で、目、つ軸方向へ移動自在に溶接金属粉末
の噴射ノズルを設け、被溶接物に対するレーザ光の照射
点の溶融域の近傍へ、前記噴射ノズルから溶接金属粉末
を噴射して溶接を行なうものである。
法は、レーザ加工機のレーザ光の照射ノズルの外周に、
これと同軸で、目、つ軸方向へ移動自在に溶接金属粉末
の噴射ノズルを設け、被溶接物に対するレーザ光の照射
点の溶融域の近傍へ、前記噴射ノズルから溶接金属粉末
を噴射して溶接を行なうものである。
（作用）
前記のように構成されているので、溶接金属粉末は、噴
Ｒ＝ｌノズルを通って被溶接物のレーザ光の照射点の溶
融域へ噴射されるが、噴射ノズルが、レーザ光の照射ノ
ズルと同軸で、月っ軸方向へ自在に移動できるので、溶
接金属粉末は目的とするレーザ光の照射点の溶融域の近
傍へ均一に供給される。したがって、被溶接物に均一な
ビードが得られる。
Ｒ＝ｌノズルを通って被溶接物のレーザ光の照射点の溶
融域へ噴射されるが、噴射ノズルが、レーザ光の照射ノ
ズルと同軸で、月っ軸方向へ自在に移動できるので、溶
接金属粉末は目的とするレーザ光の照射点の溶融域の近
傍へ均一に供給される。したがって、被溶接物に均一な
ビードが得られる。
（実施例）
次に、この発明の実施例にってい図面に基づいて説明す
る。第４図はこの発明を実施したＮＣ炭酸ガスレーザ加
工機の正面図である。図示のように、このＮＣ炭酸ガス
レーザ加工機１は、レザ発振装置３．レーザヘッド５．
これを直交するＸＹ軸方向へ自在に移動させるレーザヘ
ッド移動装置７．これを支持する４本のボスト９．被溶
接物取付台１］、電源装置１３．ＮＣ装置１５．操作盤
１７．溶接金属粉末供給装置１９及びレーザヘッド５の
下部に設けた二重ノズル２１等からなっている。
る。第４図はこの発明を実施したＮＣ炭酸ガスレーザ加
工機の正面図である。図示のように、このＮＣ炭酸ガス
レーザ加工機１は、レザ発振装置３．レーザヘッド５．
これを直交するＸＹ軸方向へ自在に移動させるレーザヘ
ッド移動装置７．これを支持する４本のボスト９．被溶
接物取付台１］、電源装置１３．ＮＣ装置１５．操作盤
１７．溶接金属粉末供給装置１９及びレーザヘッド５の
下部に設けた二重ノズル２１等からなっている。
レーザヘッド移動装置７は、Ｘ軸及びＹ軸方向へそれぞ
れ設けられたサーボモータとボールねじ機構等からなり
、ＮＣ装置１５の信号により制御され、レーザヘッド５
を水平方向へ移動させる。
れ設けられたサーボモータとボールねじ機構等からなり
、ＮＣ装置１５の信号により制御され、レーザヘッド５
を水平方向へ移動させる。
レーザヘッド５のＺ軸方向、即ち」−下方向の移動は、
レーザヘッド５の上部に設けられたサーボモータによっ
て行なわれる。また、レーザヘッド５の下部に設けられ
た二重ノズル２１は、通常水平方向に対して垂直である
が、被溶接物の溶接部位に対応して、傾斜させることも
できる。
レーザヘッド５の上部に設けられたサーボモータによっ
て行なわれる。また、レーザヘッド５の下部に設けられ
た二重ノズル２１は、通常水平方向に対して垂直である
が、被溶接物の溶接部位に対応して、傾斜させることも
できる。
次に、溶接金属粉末供給装置１９及び二重ノズル２１に
ついて、第１図によって説明する。図示のように、溶接
金属粉末供給装置１つは、本体２３および制御装置２５
等からなっている。本体２３は、上部に設けられた溶接
金属粉末ホッパー２７から落下する溶接金属粉末を、内
蔵したモータで駆動される回転円板の上面に受け、これ
をキャリアガス配管２９から供給されるＡｒ又はＨｌ等
のガスの圧力により、粉末供給管３１から二重ノズル２
〕へ供給するように構成されている。制御装置２５は前
記の回転円板を駆動するモータの回転数を制御し、粉末
の供給量を調整すると共に、キャリアガス配管２つに設
けたられた弁の開閉等を行なう。
ついて、第１図によって説明する。図示のように、溶接
金属粉末供給装置１つは、本体２３および制御装置２５
等からなっている。本体２３は、上部に設けられた溶接
金属粉末ホッパー２７から落下する溶接金属粉末を、内
蔵したモータで駆動される回転円板の上面に受け、これ
をキャリアガス配管２９から供給されるＡｒ又はＨｌ等
のガスの圧力により、粉末供給管３１から二重ノズル２
〕へ供給するように構成されている。制御装置２５は前
記の回転円板を駆動するモータの回転数を制御し、粉末
の供給量を調整すると共に、キャリアガス配管２つに設
けたられた弁の開閉等を行なう。
二重ノズル２１．、 ＋、ｌ： 、図示のように、レー
ザ光の照射ノズルであるインナーノズル３３と、粉末噴
射ノズルであるアウターノズル３５等からなっており、
インナーノズル３３は、アウターノズル３５及び集光レ
ンズ３７に対して、図面で」二Ｆ方向へ移動できるよう
になっている。この図では、レーザ光のスポットＬＳと
、溶接金属粉末の集中部ＦＳが、被溶接物Ｗの表面で一
致している。
ザ光の照射ノズルであるインナーノズル３３と、粉末噴
射ノズルであるアウターノズル３５等からなっており、
インナーノズル３３は、アウターノズル３５及び集光レ
ンズ３７に対して、図面で」二Ｆ方向へ移動できるよう
になっている。この図では、レーザ光のスポットＬＳと
、溶接金属粉末の集中部ＦＳが、被溶接物Ｗの表面で一
致している。
インナーノズル３３とアウターノズル３５の」二部には
、隔て用のリング３９が設けてあり、両ノズルの間に空
間４１を形成して、この中を溶接金属粉末（点の集合で
表わす）がガス圧により通過するようになっている。第
２図（ａ）は二重ノズル２１の１ｌＩａ−１１ａ断面図
である。第２図（ｂ）は、アウターノズル３５の内面に
スプライン状の溝を設けた他の実施例で、谷溝の断面積
を同一にすることができるので、溶接金属粉末を比較的
均一に噴出することができる。
、隔て用のリング３９が設けてあり、両ノズルの間に空
間４１を形成して、この中を溶接金属粉末（点の集合で
表わす）がガス圧により通過するようになっている。第
２図（ａ）は二重ノズル２１の１ｌＩａ−１１ａ断面図
である。第２図（ｂ）は、アウターノズル３５の内面に
スプライン状の溝を設けた他の実施例で、谷溝の断面積
を同一にすることができるので、溶接金属粉末を比較的
均一に噴出することができる。
インナーノズル３３を」二下方向へ移動させた場合のレ
ーザ光のスポットＬＳと、溶接金属粉末の集中部ＦＳの
位置関係は第３図のようになる。（ａ）図はインナーノ
ズル３３とアウターノズル３５のＦ端を合せた場合で、
ＦＳがＬＳより上方になることを示している。（ｂ）図
及び（Ｃｌ図は、（Ｃｌ図の位置からインナーノズル３
３を上方へ移動させた場合で、その移動量に対応して、
それぞれＦＳがＬＳと一致、又はＦＳがＬＳより下方に
なることを示している。このようにして、溶接金属粉末
をレザ光の照射点の溶融域の近傍へ自由に供給すること
ができるので、被溶接物に均一なビードを得ることがで
きる。
ーザ光のスポットＬＳと、溶接金属粉末の集中部ＦＳの
位置関係は第３図のようになる。（ａ）図はインナーノ
ズル３３とアウターノズル３５のＦ端を合せた場合で、
ＦＳがＬＳより上方になることを示している。（ｂ）図
及び（Ｃｌ図は、（Ｃｌ図の位置からインナーノズル３
３を上方へ移動させた場合で、その移動量に対応して、
それぞれＦＳがＬＳと一致、又はＦＳがＬＳより下方に
なることを示している。このようにして、溶接金属粉末
をレザ光の照射点の溶融域の近傍へ自由に供給すること
ができるので、被溶接物に均一なビードを得ることがで
きる。
［発明の効果］
以」二の説明から理解されるように、この発明は特許請
求の範囲に記載の構成を備えているので、被溶接物のレ
ーザ光によって生ずる溶融域の近傍へ、溶接金属粉末を
均一に（１〜給することができる。
求の範囲に記載の構成を備えているので、被溶接物のレ
ーザ光によって生ずる溶融域の近傍へ、溶接金属粉末を
均一に（１〜給することができる。
したがって、被溶接物に均一なビードが得られる。
また、レーザ光のスポットと溶接金属粉末の集中部の位
置の変更や、溶接金属粉末の供給量の制御が容易になる
ので、より高品位の溶接が可能になる。更に、従来のノ
ズルに対して、大きな変更がなく、ノズルまわりが簡単
になる。
置の変更や、溶接金属粉末の供給量の制御が容易になる
ので、より高品位の溶接が可能になる。更に、従来のノ
ズルに対して、大きな変更がなく、ノズルまわりが簡単
になる。
第１図はこの発明の実施に使用した二重ノズル及び溶接
金属粉末供給装置の概略説明図、第２図（ａ）は第１図
二重ノズルのＵａ−Ｕａ断面図、第２図（ｂ）は他の実
施例の同様な断面図、第３図は二重ノズルの作用の説明
図、第４図はこの発明を実施したＮＣ炭酸ガスレーザ加
工機の正面図である。 図面の主要な部分を表わす符号の説明 １９・・・溶接金属粉末供給装置 ２１・・・二重ノズル ３３・・・インナーノズル（照射ノズル）３５・・・ア
ウターノズル（噴射ノズル）３７・・・集光レンズ 代理人 弁理士 三 好 秀 和 番 第 図
金属粉末供給装置の概略説明図、第２図（ａ）は第１図
二重ノズルのＵａ−Ｕａ断面図、第２図（ｂ）は他の実
施例の同様な断面図、第３図は二重ノズルの作用の説明
図、第４図はこの発明を実施したＮＣ炭酸ガスレーザ加
工機の正面図である。 図面の主要な部分を表わす符号の説明 １９・・・溶接金属粉末供給装置 ２１・・・二重ノズル ３３・・・インナーノズル（照射ノズル）３５・・・ア
ウターノズル（噴射ノズル）３７・・・集光レンズ 代理人 弁理士 三 好 秀 和 番 第 図
Claims (1)
- レーザ加工機のレーザ照射ノズルの外周に、これと同
軸で、且つ軸方向へ移動自在に溶接金属粉末の噴射ノズ
ルを設け、被溶接物に対するレーザ光の照射点の溶融域
の近傍へ、前記噴射ノズルから溶接金属粉末を噴射して
溶接を行なうことを特徴とするレーザ溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2197637A JP2891378B2 (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | レーザ溶接ノズル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2197637A JP2891378B2 (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | レーザ溶接ノズル装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0484684A true JPH0484684A (ja) | 1992-03-17 |
| JP2891378B2 JP2891378B2 (ja) | 1999-05-17 |
Family
ID=16377802
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2197637A Expired - Fee Related JP2891378B2 (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | レーザ溶接ノズル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2891378B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0715180U (ja) * | 1993-08-16 | 1995-03-14 | 三菱重工業株式会社 | Ｙａｇレーザー用加工ヘッド |
| WO1997021515A1 (en) * | 1995-11-30 | 1997-06-19 | The Regents Of The University Of California | Deposition head for production of articles from powders |
| US5837960A (en) * | 1995-08-14 | 1998-11-17 | The Regents Of The University Of California | Laser production of articles from powders |
| US6046426A (en) * | 1996-07-08 | 2000-04-04 | Sandia Corporation | Method and system for producing complex-shape objects |
| GB2452600A (en) * | 2007-09-05 | 2009-03-11 | Fraunhofer Ges Forschung | Machining head with integrated powder supply for deposition welding using laser radiation |
| WO2012153590A1 (ja) * | 2011-05-12 | 2012-11-15 | 三菱重工業株式会社 | レーザ溶接方法 |
| CN109158600B (zh) * | 2018-09-18 | 2020-06-05 | 西北工业大学 | 同步送粉激光增材制造光斑与粉斑相对位置自动匹配的装置及方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4038724B2 (ja) * | 2003-06-30 | 2008-01-30 | トヨタ自動車株式会社 | レーザクラッド加工装置およびレーザクラッド加工方法 |
| JP4299157B2 (ja) * | 2004-02-03 | 2009-07-22 | トヨタ自動車株式会社 | 粉末金属肉盛ノズル |
-
1990
- 1990-07-27 JP JP2197637A patent/JP2891378B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0715180U (ja) * | 1993-08-16 | 1995-03-14 | 三菱重工業株式会社 | Ｙａｇレーザー用加工ヘッド |
| US5837960A (en) * | 1995-08-14 | 1998-11-17 | The Regents Of The University Of California | Laser production of articles from powders |
| WO1997021515A1 (en) * | 1995-11-30 | 1997-06-19 | The Regents Of The University Of California | Deposition head for production of articles from powders |
| US5961862A (en) * | 1995-11-30 | 1999-10-05 | The Regents Of The University Of California | Deposition head for laser |
| US6046426A (en) * | 1996-07-08 | 2000-04-04 | Sandia Corporation | Method and system for producing complex-shape objects |
| GB2452600A (en) * | 2007-09-05 | 2009-03-11 | Fraunhofer Ges Forschung | Machining head with integrated powder supply for deposition welding using laser radiation |
| US8129657B2 (en) | 2007-09-05 | 2012-03-06 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. | Machining head with integrated powder supply for deposition welding using laser radiation |
| GB2452600B (en) * | 2007-09-05 | 2012-08-08 | Fraunhofer Ges Forschung | Machining head with integrated powder supply for deposition welding using laser radiation |
| WO2012153590A1 (ja) * | 2011-05-12 | 2012-11-15 | 三菱重工業株式会社 | レーザ溶接方法 |
| JP2012236218A (ja) * | 2011-05-12 | 2012-12-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | レーザ溶接方法 |
| CN109158600B (zh) * | 2018-09-18 | 2020-06-05 | 西北工业大学 | 同步送粉激光增材制造光斑与粉斑相对位置自动匹配的装置及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2891378B2 (ja) | 1999-05-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |