JPS6289591A - レ−ザ肉盛溶接方法 - Google Patents

レ−ザ肉盛溶接方法

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JPS6289591A
JPS6289591A JP60227815A JP22781585A JPS6289591A JP S6289591 A JPS6289591 A JP S6289591A JP 60227815 A JP60227815 A JP 60227815A JP 22781585 A JP22781585 A JP 22781585A JP S6289591 A JPS6289591 A JP S6289591A
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英幸 山本
Tetsuo Yasuda
安田 哲夫
Shoji Harada
原田 章二
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20Bonding
    • B23K26/32Bonding taking account of the properties of the material involved
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、レープビームにより肉盛用金属を溶融させて
被加工物の表面に溶着金属を形成するレーザ肉盛溶接方
法に関するものである。
[従来の技術] 機械部品等の金BtJ被加工物の耐摩耗性を高めたり、
耐食性を持たせたりする目的で、被加工物の表面に耐摩
耗性合金や耐食性合金等の異種の金属を肉盛溶接するこ
とが行われている。肉盛用金属を溶融させる熱源として
レーザビームが用いられる場合には、被加工物の上方に
レーザ加工ヘッドが配置され、該レーザ加工ヘッドと被
加工物との間に集光されたレーザビームにより肉盛用金
属が溶融される。
被加工物に耐摩耗性や耐食性を付与するために用いられ
る肉盛用金属としては、コバルト基合金、ニッケル基合
金、パーライト系鋼、マルテンサイト系鋼、クロム鋼、
マンガン壷オーステナイト系鋼、16Mn−16Crオ
ーステナイト系鋼、高クロム鉄系合金、タングステン炭
化物合金等多種類のものが実用化されている。
これらの肉盛用金属は一般に高硬質で可撓性を有してい
ないため、細径のワイヤや薄板または箔の形に形成して
リールに巻き取ることが困難である。特にコバルト基合
金のうち、クロム30%、タングステン4〜8%、炭素
1%、鉄2%等を含むステライト、タングステン炭化物
合金、クロム炭化物等は耐摩耗性に優れているが、金属
組織の硬さが大きく、柔軟性が無いため薄板や細径のワ
イヤの形に形成することが困難である。そのためこれら
の高硬質の肉盛用金属は30cm乃至1m程度の溶接棒
の形に形成せざるを得なかった。
[発明が解決しようとする問題点] 上記のように、従来の肉盛溶接方法では高硬質の肉盛用
金属を用いる場合に該肉盛用金属を溶接棒の形に形成せ
ざるを得なかったため、肉盛用金属を被加工物に自動送
給することができなかった。
そのため溶接の際には肉盛用金属を手動にて被加工物に
供給する必要があり、溶接速度が著しく遅くなるという
問題があった。また肉盛用金属を手動で供給すると肉盛
溶着金属の厚さを均一にすることが困難になるという問
題もあった。
本発明の目的は、高硬質の肉盛用金属を用いる場合でも
該肉盛用金属を被加工物に自動送給することができるよ
うにして溶接速度の向上を図るとともに、溶看金yh層
の厚みを均一にすることができるようにしたレーザ肉盛
溶接方法を提案することにある。
[問題点を解決するための手段1 本発明は、その実施例を示す第1図に見られるように、
肉盛用金属2を溶融させて被加工物1の表面に溶着金f
f3を形成する肉盛溶接方法において、肉盛用金属2と
して非晶質の連続帯状金属箔を用い、この連続帯状金属
箔を被加工物1に連続的または断続的に自動送給しつつ
該連続帯状金属箔をレーザビーム4により溶融させて溶
着金属3を形成する方法である。
[発明の作用] 従来の肉盛溶接方法で用いられていた肉盛用金属は結晶
構造を有していたため、高硬質の肉盛用金属を用いる場
合には肉盛用金属を細径のワイヤや薄板または箔の形に
形成することができず、肉盛用金属の自動送給ができな
かったが、本発明のように肉盛用金属を非晶質にすると
、可撓性を有する連続帯状金属箔の形で肉盛用金属を得
ることができるため、これを送給機構を通して被加工物
に自動送給することが可能になる。そのため溶接速度を
向上させることができ、また溶着金属層の厚みをほぼ均
一にすることができる。
[実施例] 以下添附図面を参照して本発明の詳細な説明する。
実施例では、ニッケル基合金及びコバルト基合金の非晶
質連続帯状金属箔を肉盛用金属として用いた。この非晶
質合金の金属箔は、肉盛溶接用金属の素材を溶融させて
急冷する通常の方法により17ることができる。現状で
得られる非晶質連続帯状金属箔は、厚み0.025〜0
.06 mm程度、幅10〜1001程度であり、従来
の結晶構造の肉盛用金属に比べて可撓性が極めて高い上
に曲げ強度も大である。従って非晶質連続帯状金属箔は
リールに巻取ることが可能であり、送給機構を通して被
加工物に自動送給することが可能である。
第1図において1は被加工物、2は非晶質の連続帯状金
属箔からなる肉盛用金属である。肉盛用金属箔2はリー
ル5に巻回されていて、電動機6により駆動される送給
ローラ7と加圧ローラ8とからなる送給11 @ 9と
、ガイド部材10内とを通して被加工物1の表面に自動
送給されている。被加工物1の上方にはレーザ加工ヘッ
ド11が配置され、被加工物の表面に供給された肉盛用
金FX2に、加工ヘッド11から集光されたレーザビー
ム4が照射されて肉盛用金属及び被加工物が溶融される
。12はこのレーザビームの照射により形成された溶融
池を示しており、肉盛用金属2はガイド部材10により
この溶融池12に向けて案内されてその先端が溶融池内
に挿入される。被加工物1とレーザビーム4とを相対的
に移動させることにより溶融池12を移動さU、溶融し
た肉盛用金属を冷却凝固させて肉盛溶着金属層3を形成
する。
電動816は肉盛用金属の供給速度を適当な範囲に保つ
ように図示しない制御装置により速度制御され、この電
動機により肉盛用金属2が連続的または断続的に自動送
給される。
第2図は、本発明の方法で用いるのに好適な送給機構の
一例を示したもので、この例では送給ローラフがほぼ鼓
状に形成されてその胴部の外周に浅いV字状の溝7aが
形成されている。また加圧ローラ8は送給ローラ7の胴
部外周のV字状溝7aと相補的なV字状の凸部8bを胴
部外周に有するほぼ太鼓状に形成され、非晶質連続帯状
金属箔からなる肉盛用金属2がこれらのロー57,8の
間を通過する際に塑性変形されて浅いV字状の溝を有す
る形状に成形されるようになっている。なおこの場合送
給ローラ7の形状と加圧ローラ8の形状とを入替えても
良いのはもちろんである。
非晶質連続帯状金属箔は非常に薄いため、変形し易く、
しかもその変形は一定ではないため、肉盛溶着金属の厚
さが変動するおそれがある。そこで第2図に示すJ:う
な送給機構を用いて帯状金属箔を強制的に一定の断面形
状に塑性変形させると、被加工物の表面に供給される金
属箔の形状を一定にして肉盛溶着金属の厚さが変動する
おそれをなくすことができる。この場合、塑性変形され
る金属箔の断面形状は第2図Aに示すV字形に限らず、
第2図BまたはCに示すように波形または弓形等の他の
形状であってもよい。
上記の実施例では、送給ローラと加圧ローラとの問を通
して帯状金属箔からなる肉盛用金属を被加工物に自動送
給するようにしたが、他の方法で自動送給するようにし
てもよい。例えば、第3図に示すように、モータ6によ
り回転駆動される回転円筒体13に連続帯状金属箔から
なる肉盛用金属2を螺旋状に巻きつけて、円筒体13を
回転させつつ肉盛用金属2を被加工物1に自動送給する
ようにしても高能率で均一な肉盛溶接を行わせることが
できる。
本発明のように肉盛用金属を加熱溶融さける熱源として
レーザビームを用いると、微細な加工を容易に行うこと
ができるというレーザビーム溶接の利点を活かして、し
かも肉v!IWl接を能率良く行うことができる。
またレーザビームは高出力高エネルギ密度の熱源である
ため、肉@溶接の熱源としてレーザビームを用いると、
溶融を急速に行わせて肉盛金属と母材とのぬれ性を良好
にすることができ、局所肉盛が可能となる。更にレープ
ビームは光学的な手段等により時間的空間的な制御を正
確に行うことができるため、レーザビームを例えば連続
帯状金属箔からなる肉盛金属2の幅方向にオシレートさ
せることにより、肉盛用金属全体を均一に加熱すること
ができる。そのためレーザビームを用いると肉盛金属の
母材による希釈を最小限にして且つ均一な溶融を1りる
ことができ、肉盛部の性状を良好にすることができる。
またレーザビームを熱源として用いた場合には母材への
入熱が少ないため、母材の歪みや変形を少なくすること
ができる。
レーザビームをオシレートさせる方法は種々知られてい
るが、第4図にその一例を示す。第4図に示した例では
、レーザ発振器20から発生させたレーザビーム4を集
光ミラー21とオシレート用平面&n22及び23とを
経て被加工物1に集光させ、オシレート用平面S!22
及び23をオツシレートさせてレーザビーム4を肉盛用
金属2の幅方向にオシレートさせる。
レーザビームとしては連続的に発生するものを用いても
よく、またパルス状のレーザビームを用いてもJ:い。
上記の各実施例において、帯状金属箔からなる肉盛用金
属2と被加工物との間にアークを継続的に発生させない
程度の低電圧を印加することにより肉盛用金m2に通電
して、該肉盛用金属を抵抗発熱により予備加熱すること
らできる。このように予備加熱を行うと被加工物1の表
面の溶込深さを大ぎくしなくても被加工物の表面に形成
される肉盛溶着金属の厚さを厚くすることができる。
[発明の効果1 以上のように、本発明の肉盛溶接方法によれば、肉盛用
金属を非晶質の連続帯状金属箔の形にして用いるので、
結晶構造を有する状態で硬度が高く、溶接棒の形をとら
ざるを得ないために自動送給を行うことが不可能である
場合でも、肉盛用金属を自動的に送給することができ、
溶着金属の厚さがほぼ均一な肉盛溶接を能率良く行うこ
とができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は非晶質連続帯状台i箔を肉盛用金属として本発
明のレーザビーム肉盛溶接方法を行った実施例をポリ説
明図、第2図Aは本発明の方法で用いるのに好適な肉盛
用金属の送給機構の一例を示した説明図、第2図B及び
Cはそれぞれ送給機構により成形された肉盛用金属の断
面形状の異なる例を示すね図、第3図は本発明の他の実
施例を示す説明図、第4図は溶接の際にレーザビームを
オシレートする方法を説明する説明図である。 1・・・被加工物、2・・・非晶質連続帯状金屈箔から
なる肉盛用金属、3・・・肉盛溶着金属、4・・・レー
ザビーム。 第1 図 第2図 第3図 手続?in正書(方式)    に訂 昭和61年 2月13日  (2) 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿        線図
1、事件の表示 特願昭60−227815号2、発明
の名称 シー1f肉盛溶接方法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 (02G)株式会社 ダイヘン 4、代理人 東京都港区新[4−31−6支出ビル6階5、補正命令
の日付 昭和60年1月28日ス」715フーζ” f
5b /−f、、メIlj#ill+一番才1ζツづえ
(i凄わしくJ正する。 第11頁第16行〜第18行の「第2図B・・・、」を
削除する。 以上

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)肉盛用金属を溶融させて被加工物の表面に溶着金
    属を形成する肉盛溶接方法において、前記肉盛用金属と
    して非晶質の連続帯状金属箔を用い、 前記連続帯状金属箔を前記被加工物に連続的または断続
    的に自動送給しつつ該連続帯状金属箔をレーザビームに
    より溶融させて溶着金属を形成するレーザ肉盛溶接方法
  2. (2)前記非晶質の連続帯状金属箔がコバルト基非晶質
    合金からなる特許請求の範囲第1項に記載のレーザ肉盛
    溶接方法。
  3. (3)前記非晶質の連続帯状金属箔がニッケル基非晶質
    合金からなる特許請求の範囲第1項に記載のレーザ肉盛
    溶接方法。
JP60227815A 1985-10-15 1985-10-15 レ−ザ肉盛溶接方法 Expired - Lifetime JPH067996B2 (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5408065A (en) * 1992-10-09 1995-04-18 General Motors Corporation Welding apparatus and process
DE102010024233A1 (de) * 2010-06-18 2011-12-22 Forschungszentrum Jülich GmbH Verfahren zum Zuführen von Zusatzwerkstoff beim Laserstrahl-Auftragsschweißen
EP3130449A4 (en) * 2014-04-11 2018-01-10 Seiko Epson Corporation Shaping device and shaping method
CN114918564A (zh) * 2022-04-18 2022-08-19 哈尔滨焊接研究院有限公司 一种tc4钛合金壳体堆焊修复方法

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