JPH09296280A - 金属表面処理方法 - Google Patents
金属表面処理方法Info
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- JPH09296280A JPH09296280A JP8134229A JP13422996A JPH09296280A JP H09296280 A JPH09296280 A JP H09296280A JP 8134229 A JP8134229 A JP 8134229A JP 13422996 A JP13422996 A JP 13422996A JP H09296280 A JPH09296280 A JP H09296280A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アーク放電を用いて金属表面を処理する場合
に起るアーク長さの変動に起因するアークの不安定状態
を抑制し、安定したアークにより高速度で金属材料の表
面を改質する。 【解決手段】 金属材料表面と金属電極との間にアーク
を発生させ、金属材料表面を溶融し、電極を構成する金
属の一部又は雰囲気中の反応性ガスをその中へ溶かし込
みながら金属材料表面を改質させる方法において、前記
溶融部分にレーザビームを照射するか、あるいは金属電
極を固定し、金属材料を移動させながら、かつその移動
方向と交差する方向にレーザビームを揺動させながら前
記溶融部分にレーザビームを照射する。
に起るアーク長さの変動に起因するアークの不安定状態
を抑制し、安定したアークにより高速度で金属材料の表
面を改質する。 【解決手段】 金属材料表面と金属電極との間にアーク
を発生させ、金属材料表面を溶融し、電極を構成する金
属の一部又は雰囲気中の反応性ガスをその中へ溶かし込
みながら金属材料表面を改質させる方法において、前記
溶融部分にレーザビームを照射するか、あるいは金属電
極を固定し、金属材料を移動させながら、かつその移動
方向と交差する方向にレーザビームを揺動させながら前
記溶融部分にレーザビームを照射する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属材料表面をア
ーク放電によって溶融し、その溶融部に別の金属材料そ
の他の材料を溶かし込んで改質する際に、アークが不規
則に変動し、処理が不均一になるのを、レーザビームの
照射を併用することにより安定化して、効率よく金属材
料表面を改質する方法に関するものである。
ーク放電によって溶融し、その溶融部に別の金属材料そ
の他の材料を溶かし込んで改質する際に、アークが不規
則に変動し、処理が不均一になるのを、レーザビームの
照射を併用することにより安定化して、効率よく金属材
料表面を改質する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】金属材料を、アーク放電による発生熱を
利用して、加熱溶融させ、電極として用いた金属を母材
側へ移行させ、金属材料表面を改質したり、金属材料間
の接合を行うことはよく知られている。しかしながら、
この方法には、電極として用いた金属が溶融する際に、
作業条件によって形成される溶滴の大きさが必ずしも一
定にならないため、溶滴の移行に伴ってアーク長さの変
動を生じ、アークが不安定になる傾向があり、高速度で
金属材料を移動させるといっそうこの傾向が強まるた
め、高速度で処理することができないという欠点があ
る。
利用して、加熱溶融させ、電極として用いた金属を母材
側へ移行させ、金属材料表面を改質したり、金属材料間
の接合を行うことはよく知られている。しかしながら、
この方法には、電極として用いた金属が溶融する際に、
作業条件によって形成される溶滴の大きさが必ずしも一
定にならないため、溶滴の移行に伴ってアーク長さの変
動を生じ、アークが不安定になる傾向があり、高速度で
金属材料を移動させるといっそうこの傾向が強まるた
め、高速度で処理することができないという欠点があ
る。
【０００３】金属材料の表面を改質するための処理方法
としては、このほかに、特定の雰囲気下においてレーザ
を照射し、金属表面に熱化学的な変化を生じさせる方法
や金属材料表面を別の物質で被覆し、これにレーザを照
射して母材と融合させる方法などが知られているが、こ
れらの方法を用いて、金属材料の広い面積を高速度で処
理するには、特別の高出力レーザ発振機を必要とするた
め、コスト高になるのを免れず実用性に乏しい。
としては、このほかに、特定の雰囲気下においてレーザ
を照射し、金属表面に熱化学的な変化を生じさせる方法
や金属材料表面を別の物質で被覆し、これにレーザを照
射して母材と融合させる方法などが知られているが、こ
れらの方法を用いて、金属材料の広い面積を高速度で処
理するには、特別の高出力レーザ発振機を必要とするた
め、コスト高になるのを免れず実用性に乏しい。
【０００４】そのほか、真空蒸着法、化学蒸着法、めっ
き法なども知られているが、これらの方法は、母材表面
を異質材料から成る皮膜で被覆するため、密着性が必ず
しも十分でなく、利用範囲が制限される。
き法なども知られているが、これらの方法は、母材表面
を異質材料から成る皮膜で被覆するため、密着性が必ず
しも十分でなく、利用範囲が制限される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のアー
クを用いた金属材料の表面処理方法がもつ欠点を克服
し、安定したアークにより高速度で金属材料の表面を改
質しうる方法を提供することを目的としてなされたもの
である。
クを用いた金属材料の表面処理方法がもつ欠点を克服
し、安定したアークにより高速度で金属材料の表面を改
質しうる方法を提供することを目的としてなされたもの
である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、アークを
用いて金属材料の表面を改質する方法について種々研究
を重ねた結果、アークによる金属材料表面の改質処理に
際して、レーザ照射を行うと、アーク単独の処理におい
て材料表面の極点が不規則に移動するような材料を高速
度で移動させながら処理しても、アークが安定化すると
ともにレーザの吸収効率が向上すること及びレーザビー
ムによって、アークの挙動を制御しうることを見出し、
この知見に基づいて本発明をなすに至った。
用いて金属材料の表面を改質する方法について種々研究
を重ねた結果、アークによる金属材料表面の改質処理に
際して、レーザ照射を行うと、アーク単独の処理におい
て材料表面の極点が不規則に移動するような材料を高速
度で移動させながら処理しても、アークが安定化すると
ともにレーザの吸収効率が向上すること及びレーザビー
ムによって、アークの挙動を制御しうることを見出し、
この知見に基づいて本発明をなすに至った。
【０００７】すなわち、本発明は、金属材料表面と金属
電極との間にアークを発生させ、金属材料表面を溶融
し、電極を構成する金属の一部又は雰囲気中の反応性ガ
スを、その中へ溶かし込みながら、金属材料表面を改質
させる方法において、前記溶融部分にレーザビームを照
射することあるいはこのとき金属電極を固定し、金属材
料を移動させながら、かつその移動方向と交差する方向
にレーザビームを揺動させながら前記溶融部分にレーザ
ビームを照射することを特徴とする金属表面処理方法を
提供するものである。
電極との間にアークを発生させ、金属材料表面を溶融
し、電極を構成する金属の一部又は雰囲気中の反応性ガ
スを、その中へ溶かし込みながら、金属材料表面を改質
させる方法において、前記溶融部分にレーザビームを照
射することあるいはこのとき金属電極を固定し、金属材
料を移動させながら、かつその移動方向と交差する方向
にレーザビームを揺動させながら前記溶融部分にレーザ
ビームを照射することを特徴とする金属表面処理方法を
提供するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明方法により表面処理しうる
金属材料には特に制限はなく、これまで、アーク単独処
理により表面改質が行われていた金属材料である限り何
にでも適用することができる。
金属材料には特に制限はなく、これまで、アーク単独処
理により表面改質が行われていた金属材料である限り何
にでも適用することができる。
【０００９】例えば、不活性ガス雰囲気中でタングステ
ン電極を用い、鉄鋼材料やアルミニウム合金の表面をア
ーク処理する場合、電極材料の周囲をフラックスで被覆
し、所望に応じてこのフラックス中に合金元素を添加し
て各種金属材料の表面をアーク処理する場合、アルゴ
ン、ヘリウムのような不活性ガス雰囲気中や、二酸化炭
素、窒素ガスのような反応性ガス雰囲気中で、電極材料
を溶融消費させながらチタン合金のような金属材料表面
をアーク処理する場合、あらかじめ金属材料の表面に形
成させた金属又は合金被覆を窒素雰囲気中でアークを利
用して窒化することによって表面を硬化するとともに色
調を変化させる場合、溶射皮膜の封孔処理をアークを利
用して行う場合などに好適に使用することができる。
ン電極を用い、鉄鋼材料やアルミニウム合金の表面をア
ーク処理する場合、電極材料の周囲をフラックスで被覆
し、所望に応じてこのフラックス中に合金元素を添加し
て各種金属材料の表面をアーク処理する場合、アルゴ
ン、ヘリウムのような不活性ガス雰囲気中や、二酸化炭
素、窒素ガスのような反応性ガス雰囲気中で、電極材料
を溶融消費させながらチタン合金のような金属材料表面
をアーク処理する場合、あらかじめ金属材料の表面に形
成させた金属又は合金被覆を窒素雰囲気中でアークを利
用して窒化することによって表面を硬化するとともに色
調を変化させる場合、溶射皮膜の封孔処理をアークを利
用して行う場合などに好適に使用することができる。
【００１０】次に、本発明方法におけるアーク発生用の
電源としては、通常のアーク溶接において慣用されてい
る電源、例えばティグ（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ ｉｎｅｒｔ
ｇａｓ；ＴＩＧ）用電源、ミグ（Ｍｅｔａｌ ｉｎｅ
ｒｔ ｇａｓ；ＭＩＧ）用電源など垂下特性、定電圧特
性を問わず使用することができる。また、電極として
は、非消耗電極、消耗電極のいずれでもよく、これまで
通常のアーク溶接に使用されている電極である限り、特
に制限はないし、シールドガスも、これまで通常のアー
ク溶接に使用されていたものの中から適宜選択して使用
することができる。
電源としては、通常のアーク溶接において慣用されてい
る電源、例えばティグ（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ ｉｎｅｒｔ
ｇａｓ；ＴＩＧ）用電源、ミグ（Ｍｅｔａｌ ｉｎｅ
ｒｔ ｇａｓ；ＭＩＧ）用電源など垂下特性、定電圧特
性を問わず使用することができる。また、電極として
は、非消耗電極、消耗電極のいずれでもよく、これまで
通常のアーク溶接に使用されている電極である限り、特
に制限はないし、シールドガスも、これまで通常のアー
ク溶接に使用されていたものの中から適宜選択して使用
することができる。
【００１１】この際のアーク電流は、アーク溶接用電源
の種類、使用するアークの長さにより変わるが、通常５
０〜１５００Ａの範囲である。
の種類、使用するアークの長さにより変わるが、通常５
０〜１５００Ａの範囲である。
【００１２】他方、アークによる溶融の際に併用するレ
ーザとしては、光学系によって集光することができ、金
属材料表面を溶融するパワー密度の得られる二酸化炭素
レーザやＹＡＧレーザが用いられ、この発振形式は連続
発振形式、パルス発振形式のいずれでもよい。
ーザとしては、光学系によって集光することができ、金
属材料表面を溶融するパワー密度の得られる二酸化炭素
レーザやＹＡＧレーザが用いられ、この発振形式は連続
発振形式、パルス発振形式のいずれでもよい。
【００１３】次に添付図面に従って本発明方法の好適な
実施態様を説明する。図１は本発明方法を行うのに用い
る装置の１例の構造を示す説明図であって、レーザビー
ム１を集光レンズ２で収束させ、ビーム１の周辺にタン
グステン電極４とガスノズル５を備えたＴＩＧ溶接トー
チを配置し、タングステン電極４と材料６との間に溶接
用電源３より電圧を印加する。材料６は、これを駆動す
るためのＸ−Ｙテーブル７の上に固定されている。ガス
ノズル５から、矢印で示されるようにシールドガス１１
例えばアルゴンを導入する。次いでアークスタートを容
易にするために、高周波発生装置９を用いてタングステ
ン電極４と材料６又はタブ板（捨て板）１０との間に高
周波電極８を配置し、これを介してスパークを発生させ
る。
実施態様を説明する。図１は本発明方法を行うのに用い
る装置の１例の構造を示す説明図であって、レーザビー
ム１を集光レンズ２で収束させ、ビーム１の周辺にタン
グステン電極４とガスノズル５を備えたＴＩＧ溶接トー
チを配置し、タングステン電極４と材料６との間に溶接
用電源３より電圧を印加する。材料６は、これを駆動す
るためのＸ−Ｙテーブル７の上に固定されている。ガス
ノズル５から、矢印で示されるようにシールドガス１１
例えばアルゴンを導入する。次いでアークスタートを容
易にするために、高周波発生装置９を用いてタングステ
ン電極４と材料６又はタブ板（捨て板）１０との間に高
周波電極８を配置し、これを介してスパークを発生させ
る。
【００１４】図１中のＡはレーザビームの中心軸と材料
表面との交点、Ｂはタングステン電極と材料表面との交
点、Ｆはビームの焦点位置、αはタングステン電極の傾
斜角度、ａはビームの焦点と材料の表面間の距離、ｂは
タングステン電極と材料表面間の距離、ｃはビーム中心
軸と電極先端間の距離を表わす。なお、ｄはＡ−Ｂ間の
距離を示し、この値はｃ、ｂ及びαにより確定される。
表面との交点、Ｂはタングステン電極と材料表面との交
点、Ｆはビームの焦点位置、αはタングステン電極の傾
斜角度、ａはビームの焦点と材料の表面間の距離、ｂは
タングステン電極と材料表面間の距離、ｃはビーム中心
軸と電極先端間の距離を表わす。なお、ｄはＡ−Ｂ間の
距離を示し、この値はｃ、ｂ及びαにより確定される。
【００１５】この図は、ＴＩＧアークを用いた場合の例
であり、タングステン電極を直流電源の正側に接続して
逆極性にすると電極の消耗が激しいため、負側に接続し
て正極性にしている。したがって、ＭＩＧアークを用い
て、消耗電極の溶融効率を高める場合には、逆極性が有
利になる。
であり、タングステン電極を直流電源の正側に接続して
逆極性にすると電極の消耗が激しいため、負側に接続し
て正極性にしている。したがって、ＭＩＧアークを用い
て、消耗電極の溶融効率を高める場合には、逆極性が有
利になる。
【００１６】また、図１では、ビームの焦点位置Ｆが材
料の上側にあるが、安定したレーザによるプルーム（レ
ーザによって電離されあるいは高温に加熱されて明るく
光るガス）を得るためには、レーザ出力やアーク電流の
大きさによっては、むしろ焦点が材料の内部に結ばれる
ように設定した方がよい場合もある。
料の上側にあるが、安定したレーザによるプルーム（レ
ーザによって電離されあるいは高温に加熱されて明るく
光るガス）を得るためには、レーザ出力やアーク電流の
大きさによっては、むしろ焦点が材料の内部に結ばれる
ように設定した方がよい場合もある。
【００１７】図１におけるタングステン電極の傾斜角度
αは任意に選ぶことができるが、ｂ及びｃとの関連で、
あまり大きくするとガスノズル５がビームに接触する
し、また、あまり小さくすると材料６に接触するので、
外径が２５ｍｍ程度のガスノズルを使用する場合、αは
４０°〜７０°程度にするのがよい。
αは任意に選ぶことができるが、ｂ及びｃとの関連で、
あまり大きくするとガスノズル５がビームに接触する
し、また、あまり小さくすると材料６に接触するので、
外径が２５ｍｍ程度のガスノズルを使用する場合、αは
４０°〜７０°程度にするのがよい。
【００１８】図１中のｂ及びｃについてはこれをそれぞ
れ４０ｍｍ及び１０ｍｍより大きくすると併用の効果が
なくなるので、これ以下に設定する必要がある。ただ
し、アーク電流が増加すると、この数値を若干大きくす
ることができる。
れ４０ｍｍ及び１０ｍｍより大きくすると併用の効果が
なくなるので、これ以下に設定する必要がある。ただ
し、アーク電流が増加すると、この数値を若干大きくす
ることができる。
【００１９】
【実施例】次に実施例によって本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はこの例によって何ら限定されるもの
ではない。
明するが、本発明はこの例によって何ら限定されるもの
ではない。
【００２０】実施例１ 図１に示す装置において、焦点Ｆが材料の表面から中へ
３ｍｍ入るように焦点距離が２５４ｍｍのＺｎＳｅ製の
集光レンズ２を用い、また、ｂ＝１５ｍｍ、ｃ＝８．６
６ｍｍ、α＝６０°となるようにタングステン電極４を
配置した。このときのＡ−Ｂ間の距離ｄは０である。溶
接用電源３の電流設定は、１００Ａとした。金属材料と
して厚さが６ｍｍのステンレス鋼を用い、シールドガス
として６０リットル／分の割合で供給されるアルゴンを
用いた。
３ｍｍ入るように焦点距離が２５４ｍｍのＺｎＳｅ製の
集光レンズ２を用い、また、ｂ＝１５ｍｍ、ｃ＝８．６
６ｍｍ、α＝６０°となるようにタングステン電極４を
配置した。このときのＡ−Ｂ間の距離ｄは０である。溶
接用電源３の電流設定は、１００Ａとした。金属材料と
して厚さが６ｍｍのステンレス鋼を用い、シールドガス
として６０リットル／分の割合で供給されるアルゴンを
用いた。
【００２１】このような装置において、高周波電源９を
用いてタブ板１０の上でアークを発生させ、それと同時
に出力を２ｋＷに設定したレーザをタブ板に照射し、Ｘ
−Ｙテーブル７を２００ｍｍ／ｓの速度で、アークが前
進角となる方向、すなわち、図１の右方向に移動させ
た。
用いてタブ板１０の上でアークを発生させ、それと同時
に出力を２ｋＷに設定したレーザをタブ板に照射し、Ｘ
−Ｙテーブル７を２００ｍｍ／ｓの速度で、アークが前
進角となる方向、すなわち、図１の右方向に移動させ
た。
【００２２】図２（イ）は、上記の条件のときのアーク
電圧の時間変動を、また図２（ロ）はアーク単独の場合
のそれを示すオシロ波形である。これから分かるよう
に、アーク単独の場合は、溶融部が不連続になるため、
アーク電圧の変動が大きいが、レーザ２ｋＷとＴＩＧア
ーク電流１００Ａとを併用した場合は、アーク電圧が安
定しており、連続した良好な溶融部が形成されている。
電圧の時間変動を、また図２（ロ）はアーク単独の場合
のそれを示すオシロ波形である。これから分かるよう
に、アーク単独の場合は、溶融部が不連続になるため、
アーク電圧の変動が大きいが、レーザ２ｋＷとＴＩＧア
ーク電流１００Ａとを併用した場合は、アーク電圧が安
定しており、連続した良好な溶融部が形成されている。
【００２３】上記の条件において、レーザとアークを併
用して溶融部を形成させる途中でレーザを止めアーク単
独で溶融部を形成させると、レーザとアークを併用した
部分は直線状の良好な溶融部であったが、アーク単独の
部分では不連続で飛び石状の溶融部になった。このこと
から、アーク単独では実用不可能なことが明らかであ
り、アークとレーザを併用することによって、実用可能
な溶融部が得られた。
用して溶融部を形成させる途中でレーザを止めアーク単
独で溶融部を形成させると、レーザとアークを併用した
部分は直線状の良好な溶融部であったが、アーク単独の
部分では不連続で飛び石状の溶融部になった。このこと
から、アーク単独では実用不可能なことが明らかであ
り、アークとレーザを併用することによって、実用可能
な溶融部が得られた。
【００２４】図３（イ）及び（ロ）は、それぞれ、上記
の条件において、レーザとアークを併用して得られた溶
融部の断面形状と、レーザ単独の場合のそれを示す金属
組織写真である。アークの消費電力はほぼ２ｋＷであ
り、レーザの出力２ｋＷとほぼ同じであるにもかかわら
ず、溶融部の断面積は３倍以上も異なる。これは、アー
クとレーザを併用することによって材料へのレーザエネ
ルギーの投入効率が増すことを明らかにしている。
の条件において、レーザとアークを併用して得られた溶
融部の断面形状と、レーザ単独の場合のそれを示す金属
組織写真である。アークの消費電力はほぼ２ｋＷであ
り、レーザの出力２ｋＷとほぼ同じであるにもかかわら
ず、溶融部の断面積は３倍以上も異なる。これは、アー
クとレーザを併用することによって材料へのレーザエネ
ルギーの投入効率が増すことを明らかにしている。
【００２５】これらの結果から、以下のことが分る。 （１）レーザビームが照射される部分にアークの極点が
形成され、この部分の金属材料が溶融する。この部分
は、材料表面でのレーザの反射率が高いため、溶融部の
表面積はレーザビームの断面積よりも小さい。 （２）アークの極点は溶融部よりも小さいため、溶融部
表面を動き回り、レーザで形成された溶融部の周辺も溶
融させるため、溶融部の表面積が増し、レーザビームの
断面よりも大きくなる。 （３）このようにしてレーザビームの断面のすべてが溶
融金属に照射されることになり、レーザの反射率が減少
し、レーザエネルギーの材料への投入効率が増大する。
形成され、この部分の金属材料が溶融する。この部分
は、材料表面でのレーザの反射率が高いため、溶融部の
表面積はレーザビームの断面積よりも小さい。 （２）アークの極点は溶融部よりも小さいため、溶融部
表面を動き回り、レーザで形成された溶融部の周辺も溶
融させるため、溶融部の表面積が増し、レーザビームの
断面よりも大きくなる。 （３）このようにしてレーザビームの断面のすべてが溶
融金属に照射されることになり、レーザの反射率が減少
し、レーザエネルギーの材料への投入効率が増大する。
【００２６】次に、この例において、プルームとアーク
の状態を、材料の移動方向に対して直角方向から高速度
ビデオ装置によって観察したところ、アークがプルーム
を経て、レーザビームが形成する材料の溶融部に形成さ
れるアークの他方の極点、すなわち陽極点に向かって飛
んでいることが判明した。このことは、アークの移行経
路がプルームによって規制されるとともに、陽極点がレ
ーザによる溶融部に固定され、溶融部の表面だけで動き
回っていることを示している。これが材料を高速度で移
動させてもアークが安定する理由になっている。
の状態を、材料の移動方向に対して直角方向から高速度
ビデオ装置によって観察したところ、アークがプルーム
を経て、レーザビームが形成する材料の溶融部に形成さ
れるアークの他方の極点、すなわち陽極点に向かって飛
んでいることが判明した。このことは、アークの移行経
路がプルームによって規制されるとともに、陽極点がレ
ーザによる溶融部に固定され、溶融部の表面だけで動き
回っていることを示している。これが材料を高速度で移
動させてもアークが安定する理由になっている。
【００２７】実施例２ 実施例１において、材料の移動速度を３０ｍｍ／ｓ、レ
ーザビームの中心線とタングステン電極先端位置との距
離ｃを６．６６ｍｍとした以外は実施例１と同じ条件を
用い、レーザビームを材料の移動方向に対して直角方向
に、毎秒８回の割合でかつ材料表面での振幅を８ｍｍと
して移動させ、プルームとアークの状態を材料の移動す
る方向から高速度ビデオ装置によって観察した。その結
果、材料の進行方向に対して左右に動くレーザビームす
なわちプルームに導かれてアークの先端が揺動し、か
つ、アークの他方の極点すなわち陽極点が材料上のレー
ザ照射部に固定されていることが分った。
ーザビームの中心線とタングステン電極先端位置との距
離ｃを６．６６ｍｍとした以外は実施例１と同じ条件を
用い、レーザビームを材料の移動方向に対して直角方向
に、毎秒８回の割合でかつ材料表面での振幅を８ｍｍと
して移動させ、プルームとアークの状態を材料の移動す
る方向から高速度ビデオ装置によって観察した。その結
果、材料の進行方向に対して左右に動くレーザビームす
なわちプルームに導かれてアークの先端が揺動し、か
つ、アークの他方の極点すなわち陽極点が材料上のレー
ザ照射部に固定されていることが分った。
【００２８】図１に示した装置において、材料６とタン
グステン電極４との距離ｂが小さくなるほどアーク電圧
は安定化する傾向にあることから、材料の移動速度をよ
り速くして処理速度を増すことが可能であることが分
る。
グステン電極４との距離ｂが小さくなるほどアーク電圧
は安定化する傾向にあることから、材料の移動速度をよ
り速くして処理速度を増すことが可能であることが分
る。
【００２９】また、図１に示した装置において、レーザ
出力及びアーク電流値を大きくするほどアーク電圧が安
定する傾向にあることから、材料の移動速度をより速く
して処理速度を増すことが可能であることが分る。
出力及びアーク電流値を大きくするほどアーク電圧が安
定する傾向にあることから、材料の移動速度をより速く
して処理速度を増すことが可能であることが分る。
【００３０】
【発明の効果】本発明に従えば、レーザビームの照射に
より、アーク放電を用いて金属材料の表面を改質する際
に生じるアークの不規則な変動を抑制することができ、
しかも単独のレーザビーム処理の場合に比べ使用するレ
ーザビームの出力エネルギーの数倍に相当するエネルギ
ーにより得られる場合に匹敵する効果が奏される。
より、アーク放電を用いて金属材料の表面を改質する際
に生じるアークの不規則な変動を抑制することができ、
しかも単独のレーザビーム処理の場合に比べ使用するレ
ーザビームの出力エネルギーの数倍に相当するエネルギ
ーにより得られる場合に匹敵する効果が奏される。
【図１】 本発明方法を実施するための装置の一例の説
明図。
明図。
【図２】 レーザとアークを併用した場合及びアーク単
独の場合の電圧変化を示すオシロ波形。
独の場合の電圧変化を示すオシロ波形。
【図３】 レーザとアークを併用した場合及びレーザ単
独の場合の溶融部断面の金属組織を示す顕微鏡写真。
独の場合の溶融部断面の金属組織を示す顕微鏡写真。
１ レーザビーム ２ 集光レンズ ３ 溶接用電源 ４ タングステン電極 ５ シールドガスノズル ６ 金属材料 ７ Ｘ−Ｙテーブル ８ 高周波電極 ９ 高周波電源 １０ タブ板（捨て板） １１ シールドガス流
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 勝村 宗英 香川県高松市林町2217番14 工業技術院四 国工業技術研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】 金属材料表面と金属電極との間にアーク
を発生させ、金属材料表面を溶融し、電極を構成する金
属の一部又は雰囲気中の反応性ガスをその中へ溶かし込
みながら金属材料表面を改質させる方法において、前記
溶融部分にレーザビームを照射することを特徴とする金
属表面処理方法。 - 【請求項２】 金属材料表面と金属電極との間にアーク
を発生させ、金属材料表面を溶融し、電極を構成する金
属の一部又は雰囲気中の反応性ガスをその中へ溶かし込
みながら金属材料表面を改質させる方法において、金属
電極を固定し、金属材料を移動させながら、かつその移
動方向と交差する方向にレーザビームを揺動させながら
前記溶融部分にレーザビームを照射することを特徴とす
る金属表面処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8134229A JP2913018B2 (ja) | 1996-04-30 | 1996-04-30 | 金属表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8134229A JP2913018B2 (ja) | 1996-04-30 | 1996-04-30 | 金属表面処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09296280A true JPH09296280A (ja) | 1997-11-18 |
| JP2913018B2 JP2913018B2 (ja) | 1999-06-28 |
Family
ID=15123451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8134229A Expired - Lifetime JP2913018B2 (ja) | 1996-04-30 | 1996-04-30 | 金属表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2913018B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008229631A (ja) * | 2007-03-16 | 2008-10-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 複合溶接方法と複合溶接装置 |
| JP2014512454A (ja) * | 2011-03-01 | 2014-05-22 | ティッセンクルップ ラッセルシュタイン ゲー エム ベー ハー | 鋼帯の金属被覆を増強する方法 |
Citations (6)
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| JPS5966991A (ja) * | 1982-10-06 | 1984-04-16 | Agency Of Ind Science & Technol | レ−ザとミグを併用した溶接法 |
| JPS60216989A (ja) * | 1984-04-10 | 1985-10-30 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ザビ−ム加工装置 |
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-
1996
- 1996-04-30 JP JP8134229A patent/JP2913018B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2913018B2 (ja) | 1999-06-28 |
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