JPH084949B2 - Cladding device - Google Patents
Cladding deviceInfo
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- JPH084949B2 JPH084949B2 JP63310356A JP31035688A JPH084949B2 JP H084949 B2 JPH084949 B2 JP H084949B2 JP 63310356 A JP63310356 A JP 63310356A JP 31035688 A JP31035688 A JP 31035688A JP H084949 B2 JPH084949 B2 JP H084949B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、金属母材上に給粉ノズルにより金属粉末を
供給するとともに、この供給された金属母材上の金属粉
末をレーザビームにより溶融してその金属母材上に肉盛
するクラッディング装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Use) The present invention supplies metal powder onto a metal base material by a powder supply nozzle, and melts the supplied metal powder on the metal base material with a laser beam. Then, the present invention relates to a cladding device which is built up on the metal base material.
（従来の技術） 一般に、金属粉末を金属母材上に供給する時に、給粉
ノズルを用いて供給する場合には、金属粉末が給粉ノズ
ルの出口から広がって行くようにして金属母材上に供給
される。この広がった金属粉末は、レーザビームによる
肉盛方向に対してレーザビームによって形成される溶融
池の直ぐ後方側の既に肉盛されたクラッド層の表面に付
着することになる。この付着した金属粉末は、新たな肉
盛のために古い溶融池が急冷凝固しながら溶融池が移動
するために、未溶解のままクラッド層の表面に残ってし
まい表面粗さを悪くする。(Prior Art) Generally, when supplying a metal powder onto a metal base material using a powder supply nozzle, the metal powder spreads from the outlet of the powder supply nozzle so as to spread on the metal base material. Is supplied to. The spread metal powder adheres to the surface of the clad layer already built up immediately behind the molten pool formed by the laser beam with respect to the buildup direction of the laser beam. The adhered metal powder remains on the surface of the clad layer unmelted because the old molten pool moves rapidly while rapidly solidifying due to the new buildup, and the surface roughness deteriorates.
従来、この種の問題を解決するに、前述されたクラッ
ディング装置においては、金属粉末を金属母材上に供給
する給粉ノズルの口径を小さくしたり、また給粉ノズル
の先端から溶融池までの距離を短かくしている。Conventionally, in order to solve this type of problem, in the above-mentioned cladding device, the diameter of the powder feeding nozzle that supplies the metal powder onto the metal base material is made small, or the tip of the powder feeding nozzle to the molten pool is also used. The distance is short.
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前述されたものにおいては、例えば銅
系合金の場合のように融点の低い金属粉末で肉盛する場
合には、給粉ノズルの先端付近における金属粉末の溶解
凝縮により給粉ノズルに詰まりが生じるという問題点が
ある。(Problems to be Solved by the Invention) However, in the above-mentioned one, when overlaying with a metal powder having a low melting point as in the case of, for example, a copper-based alloy, the metal powder in the vicinity of the tip of the powder feeding nozzle There is a problem that the powder feeding nozzle is clogged due to melting and condensation.
本発明は、この問題点を解消することを目的とし、ク
ラッド層の表面粗さの良いものが得られながら、給粉ノ
ズルの詰まりを防止できるクラッディング装置を提供す
ることにある。An object of the present invention is to solve this problem, and to provide a cladding device capable of preventing clogging of a powder feeding nozzle while obtaining a clad layer having good surface roughness.
（課題を解決するための手段） 前述された課題を解決するために、本発明によるクラ
ッディング装置は、前述されたものにおいて、 前記給粉ノズルを内管と外管とを有する内外二重管構
造でかつその軸線を前記レーザビームの軸線と前記金属
母材上で交叉するようにそのレーザビームの軸線に対し
て傾斜させて構成するとともに、前記金属母材上にその
内管により前記金属粉末を供給し、またそれら内管と外
管との間によりガスを供給して、前記金属粉末をそのガ
スにより囲繞して前記金属母材上に到達するまで直進性
を保持させてその金属粉末上に供給する ことを特徴とするものである。(Means for Solving the Problems) In order to solve the problems described above, the cladding device according to the present invention is the same as the cladding device described above, wherein the powder feeding nozzle includes an inner pipe and an outer pipe. The structure and the axis of the laser beam so as to intersect with the axis of the laser beam on the metal base material, the structure is inclined, and the metal powder is formed on the metal base material by the inner tube. Gas is supplied between the inner tube and the outer tube, the metal powder is surrounded by the gas, and straightness is maintained until the metal powder reaches the metal base material. It is characterized by supplying to.
金属粉末を囲繞するガスは、不活性ガス、活性ガス或
いはそれらの混合ガスで、CO、CO2、Ar、H2、N2、O2、C
H4、C3H8、C2H2等及びそれらの混合体が好ましい。The gas surrounding the metal powder is an inert gas, an active gas, or a mixed gas thereof, such as CO, CO 2 , Ar, H 2 , N 2 , O 2 and C.
H 4 , C 3 H 8 , C 2 H 2 etc. and mixtures thereof are preferred.
（作 用） 内管により供給される金属粉末が、内管と外管との間
により供給されるガスにより囲繞され、金属母材上に供
給される金属粉末の直進性が金属母材上に到達するまで
保持されて金属粉末の広がりが抑制される。(Operation) The metal powder supplied by the inner tube is surrounded by the gas supplied between the inner tube and the outer tube, and the straightness of the metal powder supplied on the metal base material is maintained on the metal base material. It is held until reaching and the spread of the metal powder is suppressed.
（発明の効果） したがって、クラッド層の表面粗さの良いものを得る
に、給粉ノズルの口径を小さくしたり、給粉ノズルの先
端から溶融池までの距離を短かくする必要がない。この
ために、クラッド層の表面に未溶解粒子の付着がない表
面粗さの良い、平滑な表面のクラッド層が得られなが
ら、給粉ノズルの口径を小さくすることなく、また給粉
ノズルの先端から溶融池までの距離を長くとれることか
ら給粉ノズルの詰まりを防止できる。さらに、囲繞する
ガスにより金属粉末の直進性の保持が向上したことか
ら、垂直に近い金属母材の表面上への肉盛も容易に行な
い得る。(Effects of the Invention) Therefore, in order to obtain a clad layer having good surface roughness, it is not necessary to reduce the diameter of the powder feeding nozzle or shorten the distance from the tip of the powder feeding nozzle to the molten pool. For this reason, it is possible to obtain a clad layer having a smooth surface and good surface roughness without undissolved particles adhering to the surface of the clad layer, but without reducing the diameter of the powder feeding nozzle, and the tip of the powder feeding nozzle. Since the distance from to the molten pool can be long, clogging of the powder feeding nozzle can be prevented. Further, since the straightness of the metal powder is maintained by the surrounding gas, the buildup on the surface of the metal base material which is nearly vertical can be easily performed.
（実施例） 次に、本発明によるクラッディング装置の具体的実施
例につき、図面を参照しつつ説明する。(Example) Next, a specific example of the cladding device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図において、図示されていないキャリヤー上に載
置されて矢印方向に移動させられる金属母材１の上方に
は、この金属母材１上にクラッド層（アロイング層を含
む。）２は肉盛形成するための本発明によるクラッディ
ング装置Ａが設けられている。したがって、クラッディ
ング装置Ａに対して金属母材１が矢印方向に移動させら
れることになる。In FIG. 1, a cladding layer (including an alloying layer) 2 is formed on the metal base material 1 above the metal base material 1 placed on a carrier (not shown) and moved in the arrow direction. A cladding device A according to the invention for forming the embankment is provided. Therefore, the metal base material 1 is moved in the arrow direction with respect to the cladding device A.
前記クラッディング装置Ａは、金属母材１の表面に対
して軸線Ｘが垂直に位置されるように、また金属母材１
の近くに開口端３が位置されるように配される筒体４を
有している。この筒体４内には、軸線Ｘを光軸として金
属母材１の表面に対して垂直にレーザビーム５を照射す
るようにそのレーザビーム５をフォーカッシングするた
めの対物レンズ６が設けられている。また、第１図にお
いて対物レンズ６より下側の筒体４の壁部７には、内外
二重管構造で構成される給粉ノズル８が、この給粉ノズ
ル８の軸線Ｙが金属母材１の表面において筒体４の軸線
Ｘと交叉するように、またその軸線Ｙの軸線Ｘに対する
傾斜を少なくしてできるだけ同軸状になるようにして傾
斜状態で貫設されている。この給粉ノズル８は、前述の
ように内外二重管構造であって同軸状に配される内管９
と外管10とにより構成されている。この内管９の上部入
口は金属粉末を収容する図示されていないホッパーに連
設されているとともに、下部出口の内径はレーザビーム
５の金属母材１の表面におけるビーム径のほぼ1/3程度
に設定されている。また、外管10の上部入口は、筒体４
内の開口端３に連なる下部空間12を不活性雰囲気に保っ
て内管９によって供給される金属粉末の酸化を防止する
ために、また対物レンズ６の表面を金属母材１からの溶
融飛散物から保護するために不活性ガスの一種であるア
ルゴンガスを圧送供給するガス供給口11であって、図示
されていない供給源に接続され、金属粉末が同様に不活
性ガスの例えばアルゴンガスをキャリヤガスとして用い
て圧送される場合にはそのキャリヤガスのガス圧以上で
外管10に供給されるようになっている。The cladding device A is arranged such that the axis X is perpendicular to the surface of the metal base material 1 and the metal base material 1
Has a cylindrical body 4 arranged so that the open end 3 is located near the. An objective lens 6 for focusing the laser beam 5 so as to irradiate the laser beam 5 perpendicularly to the surface of the metal base material 1 with the axis X as an optical axis is provided in the cylindrical body 4. There is. Further, in FIG. 1, on the wall portion 7 of the cylindrical body 4 below the objective lens 6, there is provided a powder feeding nozzle 8 having an inner and outer double tube structure, and the axis Y of the powder feeding nozzle 8 is a metal base material. On the surface of No. 1, the cylindrical body 4 is provided so as to intersect with the axis line X of the cylindrical body 4 and to be as coaxial as possible with a small inclination of the axis line Y with respect to the axis line X in an inclined state. The powder feeding nozzle 8 has an inner tube 9 having an inner-outer double tube structure and arranged coaxially as described above.
And an outer tube 10. The upper inlet of this inner tube 9 is connected to a hopper (not shown) for containing metal powder, and the inner diameter of the lower outlet is about 1/3 of the beam diameter of the surface of the metal base material 1 of the laser beam 5. Is set to. Also, the upper inlet of the outer tube 10 is the cylindrical body 4
In order to prevent the oxidation of the metal powder supplied by the inner tube 9 by keeping the lower space 12 connected to the opening end 3 therein in an inert atmosphere, and also to make the surface of the objective lens 6 melted and scattered from the metal base material 1. A gas supply port 11 for supplying an argon gas, which is a kind of an inert gas, under pressure to protect it from a gas, which is connected to a supply source (not shown), and the metal powder also carries an inert gas such as argon gas. When it is used as a gas and is pressure-fed, it is supplied to the outer tube 10 at a gas pressure of the carrier gas or more.
以上により、内管９により供給され、レーザビーム５
に溶融されてクラッド層２を肉盛形成するための金属粉
末、言い換えれば金属粉末の供給流れが、内管９と外管
10との間により供給されるアルゴンガスにより同軸状に
囲繞されるようになる。また、筒体４の軸線Ｘに対する
給粉ノズル８の軸線Ｙの傾斜を少なくしてできるだけ同
軸状になるように給粉ノズル８を設けたことから、レー
ザビーム５、金属粉末およびその金属粉末を囲繞するア
ルゴンガスがほぼ同軸状となってレーザビーム５により
形成される溶融池に向かうようになる。By the above, the laser beam 5 supplied by the inner tube 9
The metal powder that is melted into the cladding to form the cladding layer 2, that is, the supply flow of the metal powder, is generated by the inner pipe 9 and the outer pipe.
Argon gas is supplied between 10 and so as to be coaxially surrounded. Further, since the powder supply nozzle 8 is provided so as to be as coaxial as possible by reducing the inclination of the axis Y of the powder supply nozzle 8 with respect to the axis X of the cylindrical body 4, the laser beam 5, the metal powder and the metal powder are The surrounding argon gas becomes substantially coaxial and heads for the molten pool formed by the laser beam 5.
したがって、本実施例によれば、金属粉末の供給流れ
を同軸状に囲繞するアルゴンガスにより金属粉末の酸化
を確実に防止できるとともに、溶融池の付近を常に新鮮
なアルゴンガスによる不活性ガスの雰囲気で包むことが
できて金属母材１の酸化防止が図れる。また、囲繞する
アルゴンガスにより金属粉末の直進性が金属母材１上に
到達するまで保持されて金属粉末の供給流れの広がりが
抑制されるために、既に肉盛されたクラッド層２の表面
に金属粉末が付着して未溶解のままクラッド層２の表面
に残ることがなくなり、平滑な表面を有するクラッド層
２が得られる。加えて、給粉ノズル８の先端と溶融池と
の間の距離を、クラッド層２の表面粗さの低下を招くこ
となく長くとれるために、給粉ノズル８の先端付近にお
ける金属粉末の溶融凝縮による給粉ノズル８の詰まりが
生じない。特に、銅系合金等の低融点の金属粉末を用い
る場合に適している。また、前述したように、レーザビ
ーム５および金属粉末の供給流れが同軸上であるため
に、一平面上における全方位に肉盛することが可能であ
る。さらに、前述のように給粉ノズル８の先端と溶融池
との間の距離が長くとれ、給粉ノズル８のハンドリング
が容易なことも相俟って、従来法では困難であった金属
母材１の凹みの底への肉盛が容易である。Therefore, according to the present embodiment, it is possible to reliably prevent the oxidation of the metal powder by the argon gas that surrounds the supply flow of the metal powder coaxially, and always keep the atmosphere of the inert gas by the fresh argon gas near the molten pool. The metal base material 1 can be prevented from being oxidized. Further, since the straightness of the metal powder is held by the surrounding argon gas until the metal powder reaches the metal base material 1 and the spread of the supply flow of the metal powder is suppressed, the surface of the cladding layer 2 already built up is suppressed. The metal powder does not adhere and remain undissolved on the surface of the clad layer 2, and the clad layer 2 having a smooth surface is obtained. In addition, since the distance between the tip of the powder feeding nozzle 8 and the molten pool can be made long without lowering the surface roughness of the cladding layer 2, the melting and condensation of the metal powder near the tip of the powder feeding nozzle 8 is performed. The clogging of the powder feeding nozzle 8 due to the above does not occur. In particular, it is suitable when using a metal powder having a low melting point such as a copper alloy. Further, as described above, since the laser beam 5 and the supply flow of the metal powder are coaxial, it is possible to build up in all directions on one plane. Further, as described above, the distance between the tip of the powder feeding nozzle 8 and the molten pool is long, and the handling of the powder feeding nozzle 8 is easy, which is difficult to achieve by the conventional method. It is easy to build up the bottom of the dent 1 of FIG.
さらには、囲繞するアルゴンガスにより金属粉末の供
給流れの直進性の保持が向上し、また前述された給粉ノ
ズル８のハンドリングの容易さも相俟って、金属母材１
の垂直に近い表面にも肉盛が容易にでき、クラッド層２
を３次元的に容易に得ることができる。特に本実施例に
よるクラッディング装置Ａをロボット等の先に取付ける
ことにより、このクラッディング装置Ａの性能を最大に
生かすことができる。Furthermore, the surrounding argon gas improves the straightness of the supply flow of the metal powder, and the ease of handling of the powder supply nozzle 8 described above also contributes to the metal base material 1.
The surface of the clad layer 2 that is almost vertical can be easily built up.
Can be easily obtained three-dimensionally. In particular, by mounting the cladding device A according to this embodiment on the tip of a robot or the like, the performance of the cladding device A can be maximized.
本実施例を変形して第２図に示されているように構成
しても良く、同一番号は同一内容を示しているととも
に、給粉ノズル８は筒体４の下端部から延出する支持部
13に固着されている。また、ガス供給口11からはアルゴ
ンガスに替えて、本変形例ではガス供給口11から供給さ
れるガスと金属粉末との接触が回避されることから空気
を圧送しても良い。他は本実施例と同様である。The present embodiment may be modified to have a structure as shown in FIG. 2, the same reference numerals indicate the same contents, and the powder feeding nozzle 8 is a support extending from the lower end of the cylindrical body 4. Department
Sticked to 13. Further, instead of argon gas from the gas supply port 11, air may be pressure-fed because contact between the gas supplied from the gas supply port 11 and the metal powder is avoided in this modification. Others are the same as this embodiment.
第１図及び第２図は本発明によるクラッディング装置の
具体的実施例を説明するための図面であって、 第１図は断面図であり、 第２図は変形例の断面図である。 Ａ……クラッディング装置 １……金属母材 ２……クラッド層 ３……開口端 ４……筒体 ５……レーザビーム ６……対物レンズ ７……壁部 ８……給粉ノズル ９……内管 10……外管 11……ガス供給口 12……下部空間 13……支持部1 and 2 are drawings for explaining a concrete embodiment of a cladding device according to the present invention, wherein FIG. 1 is a sectional view and FIG. 2 is a sectional view of a modified example. A ... Cladding device 1 ... Metal base material 2 ... Cladding layer 3 ... Opening end 4 ... Cylindrical body 5 ... Laser beam 6 ... Objective lens 7 ... Wall portion 8 ... Powder feeding nozzle 9 ... … Inner tube 10 …… Outer tube 11 …… Gas supply port 12 …… Lower space 13 …… Support section
Claims (2)
供給するとともに、この供給された金属母材上の金属粉
末をレーザビームにより溶融してその金属母材上に肉盛
するクラッディング装置において、 前記給粉ノズルを内管と外管とを有する内外二重管構造
でかつその軸線を前記レーザビームの軸線と前記金属母
材上で交叉するようにそのレーザビームの軸線に対して
傾斜させて構成するとともに、前記金属母材上にその内
管により前記金属粉末を供給し、またそれら内管と外管
との間によりガスを供給して、前記金属粉末をそのガス
により囲繞して前記金属母材上に到達するまで直進性を
保持させてその金属粉末上に供給する ことを特徴とするクラッディング装置。1. A cladding in which metal powder is supplied onto a metal base material by a powder supply nozzle, and the supplied metal powder on the metal base material is melted by a laser beam to build up on the metal base material. In the device, the powder feeding nozzle has an inner-outer double-tube structure having an inner tube and an outer tube, and its axis is relative to the axis of the laser beam so as to intersect the axis of the laser beam on the metal base material. While being inclined, the metal powder is supplied on the metal base material by the inner tube thereof, and a gas is supplied between the inner tube and the outer tube so that the metal powder is surrounded by the gas. The cladding device is characterized in that straightness is maintained until the metal powder reaches the metal base material and the powder is supplied onto the metal powder.
性ガスと活性ガスとの混合物である ことを特徴とする請求項１に記載のクラッディング装
置。2. The cladding device according to claim 1, wherein the gas is an inert gas, an active gas, or a mixture of an inert gas and an active gas.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63310356A JPH084949B2 (en) | 1988-12-08 | 1988-12-08 | Cladding device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63310356A JPH084949B2 (en) | 1988-12-08 | 1988-12-08 | Cladding device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02155585A JPH02155585A (en) | 1990-06-14 |
| JPH084949B2 true JPH084949B2 (en) | 1996-01-24 |
Family
ID=18004247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63310356A Expired - Lifetime JPH084949B2 (en) | 1988-12-08 | 1988-12-08 | Cladding device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH084949B2 (en) |
Families Citing this family (3)
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|---|---|---|---|---|
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| JP6563622B1 (en) * | 2018-09-06 | 2019-08-21 | ヤマザキマザック株式会社 | Tool storage device, machine tool and combined processing machine |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6277689U (en) * | 1985-10-29 | 1987-05-18 | ||
| JPH0341901Y2 (en) * | 1988-10-19 | 1991-09-03 |
-
1988
- 1988-12-08 JP JP63310356A patent/JPH084949B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02155585A (en) | 1990-06-14 |
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