[发明专利]激光熔敷加工装置以及其运转方法

说明书

技术领域

本发明涉及激光熔敷加工装置及其运转方法。

背景技术

例如，通过对内燃机用气缸盖的气门座部(加工部)一边从粉末供给装置供给金属粉末一边从激光振荡器照射激光，对所供给的金属粉末进行堆焊加工，从而形成环状的气门座。该加工方法一般被称为激光熔敷加工。在激光熔敷加工中，为了获得良好的堆焊状态，适当地确定激光照射开始时与金属粉末向加工部供给的时刻这一情况十分重要，若在熔敷开始点激光照射与金属粉末供给的时刻不当，则存在未熔敷、或与母材合金化而无法以所希望的品质进行堆焊，成为不合格品的顾虑。

专利文献1中记载了用于解决该问题的方法的一个例子，该专利文献1所记载的金属粉末供给开始时刻决定装置具备：到达时刻测定机构，所述到达时刻测定机构在未照射实施堆焊焊接时所照射的激光的状态下测定从粉末供给机构供给的金属粉末到达堆焊部位(加工部)的到达时刻；以及供给时刻决定机构，所述供给时刻决定机构基于所测定到的到达时刻，决定相对于焊接时的激光的照射的、金属粉末的供给开始的时刻。具体而言，在加工部设置用于检测粉末的到达时刻的由投光部与受光部构成的光学传感器，基于来自该光学传感器的信号，决定相对于焊接时的激光的照射的、金属粉末的供给开始的时刻。

专利文献1：日本特许第4026421号公报

如专利文献1所记载那样，对于在未照射激光的状态下测定从粉末供给机构供给的金属粉末到达堆焊部位(加工部)的到达时刻，并基于所测定到的到达时刻决定金属粉末的供给开始的时刻的方法，不会出现制造出品质差的产品而造成浪费的情况，具有能够减少生产时间以及降低成本的优点。但是，由于将用于检测到达时刻的由投光部与受光部构成的光学传感器设置于加工部，并且加工部即金属粉末熔融的部位的附近产生1000℃以上的高温，因此难以适当地保持所设置的光学传感器。虽然通过远离产生热的加工点能够避免因热而导致的损伤，但这样会产生计测误差。另外，还存在因激光的反射、散射光而导致光学传感器受到破坏的顾虑。因此，这种方法难以作为实机使用。并且，基本上是决定相对于焊接时的激光的照射的、金属粉末的供给开始的时刻，为了控制金属粉末的供给开始的时刻而需要复杂的机构。

发明内容

本发明是鉴于上述的情况而完成的，本发明的课题在于提供一种结构更简单、能够适当地确定激光照射与金属粉末向加工部的供给的时刻、并且作为实机能够长期稳定地运转的激光熔敷加工装置及其运转方法。

基于本发明的激光熔敷加工装置的第1方式基本上至少具备：粉末供给装置，上述粉末供给装置将金属粉末向加工部供给；激光照射装置，上述激光照射装置向上述加工部照射激光而使上述金属粉末熔融从而进行堆焊；以及控制机构，上述激光熔敷加工装置的特征在于，上述粉末供给装置具备：利用气体压力将金属粉末向上述加工部供给的机构、和测定上述气体压力的气体压力测定机构，上述控制机构具备存储机构，上述存储机构将借助上述气体压力而被供给的金属粉末到达上述加工部时的上述气体压力测定机构的测定值作为初始值存储，上述控制机构当在存储了上述初始值之后的运转过程中上述气体压力测定机构测定到与上述初始值相同的压力时判断为金属粉末到达上述加工部。

在基于本发明的激光熔敷加工装置中，最初，将借助气体压力而被供给的金属粉末到达加工部时的气体压力测定机构的测定值作为初始值存储。金属粉末是否到达加工部的判断可以借助适当的传感器进行，也可以目视观察进行。然后，在存储了上述初始值之后的运转过程中，当气体压力测定机构测定到与上述初始值相同的压力时，控制机构判断为金属粉末到达加工部。因而，在存储了上述初始值之后的运转过程中，能够仅根据气体压力来判断金属粉末是否到达加工部，无需检测金属粉末是否到达加工部的传感器或者基于目视观察进行的监视。因此，能够实现激光熔敷加工装置的整体结构的简化。

基于本发明的激光熔敷加工装置的第2方式至少具备：粉末供给装置，上述粉末供给装置将金属粉末向加工部供给；激光照射装置，上述激光照射装置向上述加工部照射激光而使上述金属粉末熔融从而进行堆焊；以及控制机构，上述激光熔敷加工装置的特征在于，上述粉末供给装置具备：利用气体压力将金属粉末向上述加工部供给的机构、和测定上述气体压力的气体压力测定机构，上述控制机构具备：存储机构，上述存储机构将借助上述气体压力而被供给的金属粉末到达上述加工部时的上述气体压力测定机构的测定值作为初始值存储；以及照射时刻决定机构，当在存储了上述初始值之后的运转过程中上述气体压力测定机构测定到与上述初始值相同的压力时，上述照射时刻决定机构以此时为基准时对上述激光照射装置发出激光照射的开始信号。