JPS62183984A - Laser cladding method - Google Patents
Laser cladding methodInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、クラツド鋼板、クラツド鋼管等を製造するレ
ーザクラツディング方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a laser cladding method for manufacturing clad steel plates, clad steel pipes, etc.
従来、鋼板及び鋼管の物理的、機械的、化学的及び電気
的性質を安価に向上させるために、チタン、ニッケル、
アルミニウム等の向上させようとする性質に応じた特性
を有する金属を、基材表面にクラッド層として形成する
場合があった。Conventionally, titanium, nickel,
In some cases, a metal such as aluminum having properties corresponding to the properties to be improved is formed as a cladding layer on the surface of the base material.
この基材表面にクラフト層を形成するには、従来第4図
に示すような方法で行なわれていた。この図において、
符号1は基材としての鋼板で、機械仕上げのままの状態
のものである。そしてこの鋼板1は図中左右に移動自在
となるように設けられている。符号2はパウダ供給ノズ
ルで、基材1の移動路中の所定個所に設けられている。In order to form a kraft layer on the surface of this base material, a method as shown in FIG. 4 has conventionally been used. In this diagram,
Reference numeral 1 denotes a steel plate as a base material, which is in a state as it is machined. This steel plate 1 is provided so as to be movable left and right in the figure. Reference numeral 2 denotes a powder supply nozzle, which is provided at a predetermined location in the movement path of the base material 1.
そして鋼板1を矢印方向に移動させつつパウダ供給ノズ
ル2でパウダ3を供給するとともにレーザビーム4を照
射してクラブト層5を形成していた。Then, while moving the steel plate 1 in the direction of the arrow, the powder 3 was supplied by the powder supply nozzle 2 and the laser beam 4 was irradiated to form the crab layer 5.
ところで、クラッド層を形成させるために、レーザビー
ムを照射してパウダ及び基材表面を溶融させるのである
が、この溶融に必要な熱量は基材への熱量が全熱量の7
0〜85%を占めることが判明した。従って、基材のレ
ーザビームに対する吸収率が高い程クラッド形成速度は
増加することになる。By the way, in order to form a cladding layer, a laser beam is irradiated to melt the powder and the surface of the base material.
It was found that the proportion was 0 to 85%. Therefore, the higher the laser beam absorption rate of the base material, the higher the cladding formation rate.
しかしながら、前述した従来のレーザクラフディング法
では、基材としての鋼板、鋼管等は圧延、研磨等の機械
加工がされたままの状態でクラツディングされており、
この機械加工がされたままの状態の基材はレーザビーム
の吸収率が5%程度と極めて低いものであった。従って
レーザビームのほとんどは無駄に消費されて極めて効率
の悪いものであり、レーザビームによるクラツディング
の最大の特徴であるクラッド層の形成速度の高速化を充
分に達成できなかった。However, in the conventional laser crafting method described above, the steel plate, steel pipe, etc. used as the base material are crucified while being machined by rolling, polishing, etc.
The as-machined base material had an extremely low laser beam absorption rate of about 5%. Therefore, most of the laser beam is wasted and is extremely inefficient, making it impossible to sufficiently increase the formation speed of the cladding layer, which is the most important feature of laser beam cladding.
本発明は、以上の問題点を解消しクラッド層の形成速度
を高速化できるレーザクラツディング法を従供すること
を目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a laser cladding method that solves the above-mentioned problems and can speed up the formation of a cladding layer.
本発明は上記目的を達成するためになされたものであり
、前述したように基材が必要な熱量が全熱量の70〜8
5%であることを本発明者らが見出した結果始めて達成
できたものである。The present invention has been made to achieve the above object, and as mentioned above, the amount of heat required for the base material is 70 to 8 of the total amount of heat.
This was achieved only after the present inventors discovered that it was 5%.
すなわち、本発明のレーザクラツディング法は、基材に
パウダを供給しつつレーザビームを照射してクラッド層
を形成する方法において、予め基材表面をレーザビーム
の吸収率が向上するように処理した後クラッド層を形成
することを特徴として構成したものである。That is, the laser cladding method of the present invention is a method in which a cladding layer is formed by irradiating a laser beam while supplying powder to a base material. This structure is characterized in that a cladding layer is formed after the formation of the cladding layer.
本発明による基材表面をレーザビームの吸収率が向上す
るようにする処理は、レーザビームが乱反射して吸収率
が高くなるように基材表面に微細な凹凸から成る粗雑面
を形成する処理と、レーザビームの吸収率のよい物質を
コーティングする処理がある。The process of improving the absorption rate of a laser beam on the substrate surface according to the present invention is a process of forming a rough surface consisting of fine irregularities on the substrate surface so that the laser beam is diffusely reflected and the absorption rate increases. , there is a process of coating with a material that has good laser beam absorption.
上記粗雑面を形成する処理は微細な凹凸を形成できる処
理総てが含まれ、例えばブラスト処理によって行うこと
ができる。このブラスト処理は所定の粗さの粗雑面が形
成できる各種のブラスト処理が含まれ、例えばサンドブ
ラスト、ショツトブラスト等である。好ましくは、レー
ザビーム吸収率が最大となるので、サンドブラストで粗
さがlO8程度となるようにする。The process for forming the rough surface includes all processes capable of forming fine irregularities, and can be performed, for example, by blasting. This blasting process includes various types of blasting processes that can form a rough surface with a predetermined roughness, such as sandblasting, shotblasting, etc. Preferably, since the laser beam absorption rate is maximized, the roughness is preferably about 108 by sandblasting.
コーティング処理する場合のコーティングされるレーザ
ビームの吸収率のよい物質は、黒色の各種の塗料等であ
る。In the coating process, the coating material that has good laser beam absorption rate is various black paints and the like.
また、前述した粗雑面を形成する処理とコーチティング
処理は?ちらか一方のみでも両者を同時に用いてもよい
が、好ましくはビーム吸収率が相俟って高くなるので、
両者を同時に用いる。Also, what about the processing to form the rough surface mentioned above and the coaching processing? Either one or both may be used at the same time, but it is preferable that the beam absorption rate increases together.
Use both at the same time.
本発明のレーザクラツディング法は、クラッド層を形成
する前の基材表面に、粗雑面を形成しレーザビーム吸収
率のよい物質をコーティングし又は両者を同時に行う。In the laser cladding method of the present invention, a rough surface is formed on the surface of a base material before a cladding layer is formed, and a material having good laser beam absorption rate is coated, or both are performed simultaneously.
従って微細な凹凸は照射されたレーザビームを乱反射し
、基材表面に照射されたレーザビームを逃がすことなく
吸収する。またコーティングした場合は、コーティング
した物質が基材表面よりレーザビームを多く吸収する。Therefore, the fine irregularities diffusely reflect the irradiated laser beam and absorb the irradiated laser beam onto the base material surface without letting it escape. In addition, when coated, the coated material absorbs more laser beam than the base material surface.
さらに、画処理を同時に施した場合は上述した作用が相
俟って吸収率がさらに高くなる。Furthermore, when image processing is performed at the same time, the above-mentioned effects combine to further increase the absorption rate.
このレーザビームの吸収率の向上により、基材表面は容
易に溶融しクラッド層の形成速度の高速化を図ることが
できる。This improvement in the absorption rate of the laser beam makes it possible to easily melt the surface of the base material and increase the rate of formation of the cladding layer.
以下、本発明のレーザクラツディング法の一実施例を図
面に基づいて説明する。An embodiment of the laser cladding method of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は、粗雑面を形成した場合の例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example in which a rough surface is formed.
この図において、符号1は基材としての5U3304オ
ーステナイト系ステンレス鋼で、この鋼板1のクラッド
H5が形成される面にはサンドブラストにより粗雑面6
が形成されている。In this figure, reference numeral 1 denotes 5U3304 austenitic stainless steel as a base material, and the surface of this steel plate 1 on which the cladding H5 is formed has a rough surface 6 formed by sandblasting.
is formed.
そしてこの粗雑面6が形成された鋼板lを移動させつつ
パウダ供給ノズル2で粒径45〜100μmのハステロ
イCからなるパウダ3を供給しつつ10XIO鰭のセグ
メントミラーを介して照射される5kWの連続発振、C
O□レーザからのレーザビーム4を照射してクラッド層
5を形成する。Then, while moving the steel plate 1 on which the rough surface 6 is formed, powder 3 made of Hastelloy C with a particle size of 45 to 100 μm is supplied by the powder supply nozzle 2, and 5 kW is continuously irradiated through the segment mirror of the 10XIO fin. Oscillation, C
A cladding layer 5 is formed by irradiating a laser beam 4 from an O□ laser.
パウダ供給量は75g/1linである。The powder supply amount is 75g/1lin.
次にブラスト処理をした場合の表面の粗さとビーム吸収
率及びクラッド層形成速度の関係について説明する。こ
の関係を第3図に示す。この図において、表面粗さO8
は従来の機械仕上げのままの状態の鋼板で、表面粗さ5
〜IO3の範囲はサンドブラスト処理された鋼板で、表
面粗さ20〜toosの範囲はショツトブラスト処理さ
れた鋼板である。図に示すようにビーム吸収率は粗さO
8の場合に略5%と最低であり、粗さ略10Sの場合に
略40%となって最高である。またクラッド層形成速度
もビーム吸収率と略同様に変化し、粗さ略103の場合
に略110cm/min最高となり、粗さOSの場合よ
り略4.5倍の高速となっている。Next, the relationship between surface roughness, beam absorption rate, and cladding layer formation speed when blasting is performed will be explained. This relationship is shown in FIG. In this figure, the surface roughness O8
is a steel plate with conventional machine finishing, and has a surface roughness of 5.
The range of ~IO3 is a sandblasted steel plate, and the range of surface roughness 20~toos is a shotblasted steel plate. As shown in the figure, the beam absorption rate is determined by the roughness O
When the roughness is 8, it is the lowest at about 5%, and when the roughness is about 10S, it is the highest at about 40%. Further, the cladding layer formation speed also changes in substantially the same manner as the beam absorption rate, reaching a maximum of about 110 cm/min when the roughness is about 103, which is about 4.5 times faster than when the roughness is OS.
第2図はレーザビームの吸収率のよい物質をコーティン
グした例を示す図である。この例は、クラッド層を形成
する前に、第1図に示すブラスト処理の代わりに黒色の
アクリル樹脂塗料を塗布してビーム吸収材層7を形成し
たものである。FIG. 2 is a diagram showing an example of coating with a material that has good laser beam absorption. In this example, the beam absorbing material layer 7 is formed by applying a black acrylic resin paint instead of the blasting process shown in FIG. 1 before forming the cladding layer.
次に、コーティング処理した場合及びコーティング処理
とプラスI・処理を組み合せた場合のビーム吸収率及び
クラッド層形成速度を下記の表に示す。Next, the table below shows the beam absorption rate and cladding layer formation rate when coating was applied and when coating and plus I treatment were combined.
表においてサンドブラスト処理は粗さ略lO8に処理し
たものであり、ショツトブラスト処理は粗さ略80Sに
処理したものである。従って表よりブラスト処理とコー
ティング処理を組み合せた場合は、ビーム吸収率が増加
しクラッド形成速度も速くなっている。In the table, the sandblast treatment was performed to a roughness of approximately 1O8, and the shotblast treatment was performed to a roughness of approximately 80S. Therefore, the table shows that when blasting and coating are combined, the beam absorption rate increases and the cladding rate increases.
本発明は以上のように、予め基材表面をレーザビームの
吸収率が向上するように処理し、その後レーザクラツデ
ィング装置でクラッド層を形成するようにしたので、基
材表面のレーザビームの吸収率が高くなり基材表面の溶
融速度が速く、従ってクラッド層形成速度を高速にでき
る。また、レーザビームのエネルギーを無駄にすること
なく効率がよい。As described above, in the present invention, the surface of the base material is treated in advance to improve the absorption rate of the laser beam, and then a cladding layer is formed using a laser cladding device, so that the laser beam on the surface of the base material is The absorption rate is high and the melting rate of the base material surface is high, so the cladding layer formation rate can be increased. Moreover, the efficiency is high because the energy of the laser beam is not wasted.
第1図は本発明によるレーザクラツディング法の基材表
面に微細な凹凸を形成した場合の一実施例を示す断面図
で、第2図は同上レーザビームの吸収率の良い物質をコ
ーティングした一実施例を示す断面図である。第3図は
、基材表面の粗さとレーザビーム吸収率及びクラッド層
の形成速度の関係を示す図である。第4図は従来のレー
ザクラツディング法を断面図である。
l・・・鋼板、2・・・パウダ供給ノズル、3・・・パ
ウダ、4・・・レーザビーム、5・・・クラッド層、6
・・・粗雑面、7・・・ビーム吸収材層Figure 1 is a cross-sectional view showing an example of forming fine irregularities on the surface of a base material using the laser cladding method according to the present invention, and Figure 2 is a cross-sectional view showing an example of forming fine irregularities on the surface of a substrate using the laser cladding method according to the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view showing one embodiment. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the roughness of the base material surface, the laser beam absorption rate, and the formation rate of the cladding layer. FIG. 4 is a cross-sectional view of a conventional laser cladding method. l... Steel plate, 2... Powder supply nozzle, 3... Powder, 4... Laser beam, 5... Clad layer, 6
... Rough surface, 7... Beam absorbing material layer
Claims (1)
ッド層を形成する方法において、予め基材表面をレーザ
ビームの吸収率が向上するように処理した後クラッド層
を形成することを特徴とするレーザークラッディング方
法A method of forming a cladding layer by irradiating a laser beam while supplying powder to a base material, characterized in that the cladding layer is formed after the surface of the base material has been treated in advance to improve the absorption rate of the laser beam. laser cladding method
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61023860A JPS62183984A (en) | 1986-02-07 | 1986-02-07 | Laser cladding method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP61023860A JPS62183984A (en) | 1986-02-07 | 1986-02-07 | Laser cladding method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62183984A true JPS62183984A (en) | 1987-08-12 |
Family
ID=12122193
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61023860A Pending JPS62183984A (en) | 1986-02-07 | 1986-02-07 | Laser cladding method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62183984A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6472461A (en) * | 1987-09-14 | 1989-03-17 | Fuji Electrochemical Co Ltd | Cell with lead body |
JP2010000540A (en) * | 2008-06-19 | 2010-01-07 | General Electric Co <Ge> | Process for treating metal article and product manufactured by the same |
JP2017114761A (en) * | 2014-04-18 | 2017-06-29 | アップル インコーポレイテッド | Coated substrate and process for cutting a coated substrate |
-
1986
- 1986-02-07 JP JP61023860A patent/JPS62183984A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6472461A (en) * | 1987-09-14 | 1989-03-17 | Fuji Electrochemical Co Ltd | Cell with lead body |
JPH0566709B2 (en) * | 1987-09-14 | 1993-09-22 | Fuji Electrochemical Co Ltd | |
JP2010000540A (en) * | 2008-06-19 | 2010-01-07 | General Electric Co <Ge> | Process for treating metal article and product manufactured by the same |
JP2017114761A (en) * | 2014-04-18 | 2017-06-29 | アップル インコーポレイテッド | Coated substrate and process for cutting a coated substrate |
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