[发明专利]激光熔覆方法及激光熔覆装置

说明书

本发明提供一种能够抑制熔覆层和其周边产生缺陷的激光熔覆方法。该激光熔覆方法具有：第一工序，在该工序中，对于气缸盖的坯料，沿着圆孔的外周形成圆环状的沉槽；以及第二工序，在该工序中，使沉槽的中心轴与铅垂方向一致，在向沉槽供给金属粉末的同时照射激光束而形成阀片用的熔覆层，在第二工序中，以下述方式使激光炬移动：在沉槽的燃烧室的中心侧的部分处，激光束的照射轨迹与沉槽的中心轴之间的距离为位于相邻的沉槽之间的分隔壁不会熔化的第一距离范围，并且，在沉槽的燃烧室的外周侧的部分处，激光束的照射轨迹与沉槽的中心轴之间的距离为，确保熔覆层的接合后的界面相对于作为目标的界面具有规定的加工余量的第二距离范围。

技术领域

本发明涉及一种激光熔覆方法及激光熔覆装置。

背景技术

已知在气缸盖的阀片的加工部位处熔覆耐磨损性优异的金属材料的激光熔覆加工(laser clad process)。激光熔覆加工是在向加工部位供给金属粉末的同时照射激光束而使金属粉末熔融固化的技术。为了在供给金属粉末的同时照射激光束而进行熔覆，需要使激光束沿着加工部位相对移动。日本特开2005-299598号公报中记载了一种技术，其在开始熔覆时逐渐增加铜合金粉末的供给量并使半导体激光的输出与供给量对应地增加，同时使半导体激光及铜合金粉末供给用喷嘴环状移动。

日本特开2005-299598号公报中记载的技术是以金属粉末的供给量不稳定的、刚开始熔覆时的处理作为对象的。但是，本发明人发现，即使适当地执行刚开始熔覆时的处理，有时也会在熔覆层和其周边产生缺陷。

发明内容

本发明就是基于以上背景而作出的，其目的在于提供一种能够抑制熔覆层和其周边产生缺陷的激光熔覆方法及激光熔覆装置。

本实施方式的一个方面所涉及的激光熔覆方法具有：第一工序，在该工序中，对于形成有半球状的燃烧室且所述燃烧室内放射状地形成有多个圆孔的气缸盖的坯料，以沿着所述圆孔的外周的方式形成圆环状的沉槽；以及第二工序，在该工序中，使所述沉槽的中心轴与铅垂方向一致，在向所述沉槽供给金属粉末的同时照射激光束而形成阀片用的熔覆层，在所述第二工序中，以下述方式使得用于照射所述激光束的激光炬移动：在所述沉槽的所述燃烧室的中心侧的部分处，所述激光束的照射轨迹与所述沉槽的中心轴之间的距离为位于相邻的所述沉槽之间的分隔壁不会熔化的第一距离范围，并且，在所述沉槽的所述燃烧室的外周侧的部分处，所述激光束的照射轨迹与所述沉槽的中心轴之间的距离为，确保所述熔覆层的接合后的界面相对于作为目标的界面具有规定的加工余量的第二距离范围。

这样一来，能够使熔覆层的接合后的界面形成理想的界面。由此，在熔覆层中，能够使燃烧室壁侧和分隔壁侧距离作为熔覆层目标的界面的加工余量均为最小需要限度的加工余量。另外，能够抑制分隔壁的边缘由于来自激光束的过多的热量而熔化等由熔覆导致的品质变差。

另外，也可以以下述方式使所述激光炬移动：使得在所述沉槽的所述燃烧室的中心侧的部分处的所述激光束的照射轨迹与所述沉槽的所述燃烧室的外周侧的部分处的所述激光束的照射轨迹之间，所述激光束的照射轨迹成为直线状。这样一来，能够使分隔壁侧的部分的激光束的照射轨迹和燃烧室壁侧的部分的激光束的照射轨迹平滑地连接。

本实施方式的另一个方面所涉及的激光熔覆方法具有：第一工序，在该工序中，对于形成有半球状的燃烧室且所述燃烧室内放射状地形成有多个圆孔的气缸盖的坯料，以沿着所述圆孔的外周的方式形成圆环状的沉槽；以及第二工序，在该工序中，使所述沉槽的中心轴与铅垂方向一致，在向所述沉槽供给金属粉末的同时照射激光束而形成阀片用的熔覆层，在所述第二工序中，以下述方式使所述坯料移动：在所述沉槽的所述燃烧室的中心侧的部分处，所述激光束的照射轨迹与所述沉槽的中心轴之间的距离为位于相邻的所述沉槽之间的分隔壁不会熔化的第一距离范围，并且，在所述沉槽的所述燃烧室的外周侧的部分处，所述激光束的照射轨迹与所述沉槽的中心轴之间的距离为，确保所述熔覆层的接合后的界面相对于作为目标的界面具有规定的加工余量的第二距离范围。