JPS61226167A - レ−ザ鑞接方法 - Google Patents
レ−ザ鑞接方法Info
- Publication number
- JPS61226167A JPS61226167A JP60065635A JP6563585A JPS61226167A JP S61226167 A JPS61226167 A JP S61226167A JP 60065635 A JP60065635 A JP 60065635A JP 6563585 A JP6563585 A JP 6563585A JP S61226167 A JPS61226167 A JP S61226167A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- brazing
- laser
- concave mirror
- soldering
- soldered
- 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.)
- Pending
Links
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
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/005—Soldering by means of radiant energy
- B23K1/0056—Soldering by means of radiant energy soldering by means of beams, e.g. lasers, E.B.
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (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】
〔概要〕
レーザ鑞接はスポット径の制限から被溶接物の大きさや
厚さが制限されている。
厚さが制限されている。
本発明は凹面鏡を使用し上下から加熱することにより鑞
接可能範囲を拡大した鑞接方法に関するものである。
接可能範囲を拡大した鑞接方法に関するものである。
本発明はレーザ光を使用した鑞接方法に関する。
各種の形状をした金属片を相互に接続する方法として鑞
付を使用する鑞接が一般に用いられている。
付を使用する鑞接が一般に用いられている。
すなわち鑞付としてはニッケル鑞、銀鑞、金鑞。
銅鑞などがあり、それぞれＪＩＳ規格で成分組成が決め
られている。
られている。
例えばニッケル鑞のＢＮｉ−４の組成を挙げると硼素（
Ｂ）２．０重量％、シリコン（Ｓｉ）３．５重量％、鉄
（Ｆｅ）１．２重量％、その他は−ｙケル（Ｎｉ）、か
らなり、その融点は約１０００℃である。
Ｂ）２．０重量％、シリコン（Ｓｉ）３．５重量％、鉄
（Ｆｅ）１．２重量％、その他は−ｙケル（Ｎｉ）、か
らなり、その融点は約１０００℃である。
鑞接は接合すべき金属の間にかかる鑞付の薄片を挟み、
接合部を加熱することにより、鑞付けを行うもので、従
来は酸水素（０２＋８２）炎或いは酸素（０２）と都市
ガスを使用するトーチ、電気炉などを用いて行っていた
。
接合部を加熱することにより、鑞付けを行うもので、従
来は酸水素（０２＋８２）炎或いは酸素（０２）と都市
ガスを使用するトーチ、電気炉などを用いて行っていた
。
然し、最近は処理が簡単なことがらレーザ加熱が着目さ
れ鑞接や溶接に使用されつつある。
れ鑞接や溶接に使用されつつある。
鑞接に使用するレーザ光源としてはＹＡＧ （イツトリ
ウム・アルミニウム・ガーネット）レーザや炭酸ガスレ
ーザなどの高出力レーザが用いられている。
ウム・アルミニウム・ガーネット）レーザや炭酸ガスレ
ーザなどの高出力レーザが用いられている。
第２図は従来のレーザ鑞接方法を示すもので、レーザ光
源ｌからのレーザ光２をレンズ３を用いて焦点を結ばせ
た後、レーザ光がデフォーカスしてスポット径が拡大し
た位置に被鑞接材４を位置決めして加熱する。
源ｌからのレーザ光２をレンズ３を用いて焦点を結ばせ
た後、レーザ光がデフォーカスしてスポット径が拡大し
た位置に被鑞接材４を位置決めして加熱する。
ここで被鑞接材４は二個の金属片（この例の場合は丸棒
）５の間に鑞付６を挟んで固定しである。
）５の間に鑞付６を挟んで固定しである。
このようにして金属片５の接合部と鑞付６にレーザ光２
のスポットを当てて加熱すると接合部が加熱されると共
に鑞付６が溶融して鑞接が行われる筈である。
のスポットを当てて加熱すると接合部が加熱されると共
に鑞付６が溶融して鑞接が行われる筈である。
すなわち、レーザ光２に照射された被鑞接材４の表面が
熱エネルギを吸収して発熱し、この熱が速やかに伝導し
て接合部が加熱される。
熱エネルギを吸収して発熱し、この熱が速やかに伝導し
て接合部が加熱される。
然し、実際にレーザ鑞接を行ってみると熱伝導に時間を
要して効率が悪く、また鑞接状態も良くない。
要して効率が悪く、また鑞接状態も良くない。
例えばＮｉ基超超合金あるハステロイＸの直径５籠の丸
棒をニッケル鑞（ＢＮｉ−４，厚さ０，１ｍ）を鑞付と
して鑞接した場合を例として説明すると、レーザ光源：
Ｎｄ （ネオジウム）−ＹＡＧパルスレーザ最大出力
４００ Ｗ。
棒をニッケル鑞（ＢＮｉ−４，厚さ０，１ｍ）を鑞付と
して鑞接した場合を例として説明すると、レーザ光源：
Ｎｄ （ネオジウム）−ＹＡＧパルスレーザ最大出力
４００ Ｗ。
鑞接条件：
平均出力 １５０〜２００ Ｗ。
パルス幅 ４〜７ｎ＋ｓ。
パルスレート ３０〜４Ｑ ｐｐｓ 。
スポット径 ９鶴（被鑞接物の１．８倍）照射時間
５〜３０ｓ の条件で行ったが、鑞付の溶融状態が不完全であって接
合部全域への流れが起こらず、従って不充分な鑞接しか
できなかった。
５〜３０ｓ の条件で行ったが、鑞付の溶融状態が不完全であって接
合部全域への流れが起こらず、従って不充分な鑞接しか
できなかった。
また照射時間を５分まで延長してみたが結果は同じであ
った。
った。
一方、被鑞接物の厚さが２５〜５０μｍと薄い場合には
鑞付だけでなく被鑞接物までも同時に溶融し易いと云う
問題がある。
鑞付だけでなく被鑞接物までも同時に溶融し易いと云う
問題がある。
以上説明したようにレーザ鑞接は方法が簡便なため好ま
しい方法であるが、材料によっては熱伝導度が充分でな
く、そのため被鑞接物の大きさや厚さが限定されると云
う問題があった。
しい方法であるが、材料によっては熱伝導度が充分でな
く、そのため被鑞接物の大きさや厚さが限定されると云
う問題があった。
上記の問題は接合する金属の間に鑞付を挟んだ被鑞接材
を凹面状をした反射鏡の焦点位置に置き、レンズでこの
被鑞接材より大きなスポット径に拡大したレーザ光を照
射して鑞接位置を上下の両方向より加熱することを特徴
とするレーザ鑞接方法により解決することができる。
を凹面状をした反射鏡の焦点位置に置き、レンズでこの
被鑞接材より大きなスポット径に拡大したレーザ光を照
射して鑞接位置を上下の両方向より加熱することを特徴
とするレーザ鑞接方法により解決することができる。
本発明は従来のレーザ鑞接法で良い結果を生じにくい理
由は熱伝導が不充分でまた熱伝導に時間を要する点にあ
ることから凹面鏡を使用してレーザ光を集光すると共に
被鑞接材をこの焦点位置の近傍に置くことにより略全方
向よりレーザ照射を行うようにするもので、これにより
均一加熱が可能になり、かなり厚い部材についても鑞接
を行うことができる。
由は熱伝導が不充分でまた熱伝導に時間を要する点にあ
ることから凹面鏡を使用してレーザ光を集光すると共に
被鑞接材をこの焦点位置の近傍に置くことにより略全方
向よりレーザ照射を行うようにするもので、これにより
均一加熱が可能になり、かなり厚い部材についても鑞接
を行うことができる。
なお凹面鏡の必要条件は使用するレーザ波長を効率よく
反射する材料から構成されていることである。
反射する材料から構成されていることである。
第１図は本発明に係るレーザ鑞接法を説明するもので、
従来法と異なるところは凹面鏡７を設け、被鑞接材８を
凹面鏡７の焦点位置に置く点だけが異なっている。
従来法と異なるところは凹面鏡７を設け、被鑞接材８を
凹面鏡７の焦点位置に置く点だけが異なっている。
ここで本発明を実施する場合の条件は被鑞接材８の位置
におけるレーザ光スポット径を被鑞接材より１．５〜２
倍と大きくし、凹面鏡７からの反射光量を多くすること
である。
におけるレーザ光スポット径を被鑞接材より１．５〜２
倍と大きくし、凹面鏡７からの反射光量を多くすること
である。
このことから被鑞接材の大きさは自ずから限られるが、
本来レーザ鑞接は大面積に互って行うものではなく、従
来の大きさの被鑞接材に対しては充分に本方法を適用す
ることができる。
本来レーザ鑞接は大面積に互って行うものではなく、従
来の大きさの被鑞接材に対しては充分に本方法を適用す
ることができる。
〔実施例〕
被鑞接物として直径５ｔｌのＮｉ基超合金ハステロイＸ
を用い、鑞付として０．１ ｎ厚のニッケル鑞（ＢＮｉ
−４）を用い、またレーザとして平均最大出力が４００
ＷのＮｄ−ＹＡＧパルスレーザを、また凹面鏡の材質に
は波長１．０６μｍのレーザ光を効率よく反射する銅（
Ｃｕ）を用いた。
を用い、鑞付として０．１ ｎ厚のニッケル鑞（ＢＮｉ
−４）を用い、またレーザとして平均最大出力が４００
ＷのＮｄ−ＹＡＧパルスレーザを、また凹面鏡の材質に
は波長１．０６μｍのレーザ光を効率よく反射する銅（
Ｃｕ）を用いた。
鑞接条件は次ぎのようである。
平均出力 １５０〜２００ Ｗ。
パルス幅 ４ ”’ ７ ｒｓｓ ｓ
パルスレート ３０〜４０ ｐｐｓ 。
スポット径 ９ｎ（被鑞接物の１．８倍）照射時間
５〜３０ｓ 結果として鑞付の流れは極めて良く、顕微鏡による断面
観察においても巣は認められず、良好な鑞接が得られた
。
５〜３０ｓ 結果として鑞付の流れは極めて良く、顕微鏡による断面
観察においても巣は認められず、良好な鑞接が得られた
。
以上記したように凹面鏡を使用して上下から被鑞接物を
照射し加熱する本発明の実施により、良好な鑞接が得ら
れるのみならず、従来困難とされていた直径が約１０１
までの突き合わせ鑞接が可能となり、また鑞接時間の短
縮も可能になった。
照射し加熱する本発明の実施により、良好な鑞接が得ら
れるのみならず、従来困難とされていた直径が約１０１
までの突き合わせ鑞接が可能となり、また鑞接時間の短
縮も可能になった。
第１図は本発明に係るレーザ鑞接方法を説明する断面図
、 第２図は従来のレーザ鑞接方法を説明する断面図、 である。 図において、 ■はレーザ光源、 ２はレーザ光、３はレンズ、
４．８は被鑞接材、５は金属片、
６は鑞付、７は凹面鏡、 である。
、 第２図は従来のレーザ鑞接方法を説明する断面図、 である。 図において、 ■はレーザ光源、 ２はレーザ光、３はレンズ、
４．８は被鑞接材、５は金属片、
６は鑞付、７は凹面鏡、 である。
Claims (1)
- 接合する金属片（５）の間に鑞付（６）を挟んだ被鑞接
材（８）を凹面鏡（７）の焦点位置に置き、レンズ（３
）で該被鑞接材（８）より大きなスポット径に拡大した
レーザ光（２）を照射して鑞接位置を上下の両方向より
加熱することを特徴とするレーザ鑞接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60065635A JPS61226167A (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | レ−ザ鑞接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60065635A JPS61226167A (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | レ−ザ鑞接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61226167A true JPS61226167A (ja) | 1986-10-08 |
Family
ID=13292677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60065635A Pending JPS61226167A (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | レ−ザ鑞接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61226167A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4111876C2 (de) * | 1990-04-19 | 2001-08-30 | Matsushita Electric Works Ltd | Verfahren zum Fügen von Metallteilen mit einem Energiestrahl |
-
1985
- 1985-03-29 JP JP60065635A patent/JPS61226167A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4111876C2 (de) * | 1990-04-19 | 2001-08-30 | Matsushita Electric Works Ltd | Verfahren zum Fügen von Metallteilen mit einem Energiestrahl |
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