JPH081361A - レーザクラッド装置とその照射位置制御方法 - Google Patents
レーザクラッド装置とその照射位置制御方法Info
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- JPH081361A JPH081361A JP6134733A JP13473394A JPH081361A JP H081361 A JPH081361 A JP H081361A JP 6134733 A JP6134733 A JP 6134733A JP 13473394 A JP13473394 A JP 13473394A JP H081361 A JPH081361 A JP H081361A
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- laser
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 管内壁面の凹凸が大きい場合でも管内壁面を
均一に加熱することができ、これにより塗布膜を均一に
溶解して良質の合金クラッド部を形成することができる
レーザクラッド装置とその照射位置制御方法を提供す
る。 【構成】 位置検知レーザ入射装置１３により位置検知
用レーザ光を光ファイバケーブル７のレーザ発振装置側
に入射して管内壁面２ａへ照射し、ディテクタ１４によ
り管内壁面で反射され光ファイバケーブルを介して戻る
位置検知用レーザ光の反射光量の強度を検知し、分析記
憶装置１５により反射光量の変化から照射トーチ６と管
内壁面の距離を分析して記憶し、制御装置１６により記
憶された距離に対応して照射トーチによる照射位置を調
整する。
均一に加熱することができ、これにより塗布膜を均一に
溶解して良質の合金クラッド部を形成することができる
レーザクラッド装置とその照射位置制御方法を提供す
る。 【構成】 位置検知レーザ入射装置１３により位置検知
用レーザ光を光ファイバケーブル７のレーザ発振装置側
に入射して管内壁面２ａへ照射し、ディテクタ１４によ
り管内壁面で反射され光ファイバケーブルを介して戻る
位置検知用レーザ光の反射光量の強度を検知し、分析記
憶装置１５により反射光量の変化から照射トーチ６と管
内壁面の距離を分析して記憶し、制御装置１６により記
憶された距離に対応して照射トーチによる照射位置を調
整する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光の照射により
管内面に合金クラッド部を形成するレーザクラッド装置
とその照射位置制御方法に関する。
管内面に合金クラッド部を形成するレーザクラッド装置
とその照射位置制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】原子炉圧力容器には、図３に示すよう
に、一般に圧力容器本体１を貫通している複数の鉛直管
２が設けられている。管２は、内径約４０ｍｍ、長さ約
４ｍ以上の細長い管である。管２は、圧力容器本体１に
溶接されており、この溶接により管２は部分的に熱疲労
を受けるため、長期間の使用により管２の溶接部内面２
ａ（以下、管内壁面と呼ぶ）に応力腐食割れが発生する
おそれがある。そのため、図３に示すように、管内壁面
２ａに、ニッケル、クロム、モリブデン、鉄等を含む金
属粉をペースト状にして塗布して塗布膜３を形成し、レ
ーザクラッド装置により、管内壁面２ａにレーザ光を照
射して塗布膜３を溶かして管内壁面２ａに合金クラッド
部を形成することが従来から行われている。
に、一般に圧力容器本体１を貫通している複数の鉛直管
２が設けられている。管２は、内径約４０ｍｍ、長さ約
４ｍ以上の細長い管である。管２は、圧力容器本体１に
溶接されており、この溶接により管２は部分的に熱疲労
を受けるため、長期間の使用により管２の溶接部内面２
ａ（以下、管内壁面と呼ぶ）に応力腐食割れが発生する
おそれがある。そのため、図３に示すように、管内壁面
２ａに、ニッケル、クロム、モリブデン、鉄等を含む金
属粉をペースト状にして塗布して塗布膜３を形成し、レ
ーザクラッド装置により、管内壁面２ａにレーザ光を照
射して塗布膜３を溶かして管内壁面２ａに合金クラッド
部を形成することが従来から行われている。
【０００３】レーザクラッド装置は、照射レーザ発振装
置４、駆動装置５、照射トーチ６、及びレーザ光を伝達
する光ファイバケーブル７、等からなり、駆動装置５に
より、管２と同軸に照射トーチ６を保持し、かつ照射ト
ーチ６を旋回させながら軸方向に移動させ、同時に照射
レーザ発振装置４で発生したレーザ光を光ファイバケー
ブル７を介して照射トーチ６に伝え、照射トーチ６に設
けられた集光レンズ６ａとミラー６ｂによりレーザ光を
収束、反射させて管内壁面２ａにレーザ光を照射するこ
とにより、塗布膜３を螺旋状に溶かして管内壁面に合金
クラッド部を形成するようになっている。駆動装置５及
び照射トーチ６は、管２に挿入するため、直径約３５ｍ
ｍ前後に細く形成されている。
置４、駆動装置５、照射トーチ６、及びレーザ光を伝達
する光ファイバケーブル７、等からなり、駆動装置５に
より、管２と同軸に照射トーチ６を保持し、かつ照射ト
ーチ６を旋回させながら軸方向に移動させ、同時に照射
レーザ発振装置４で発生したレーザ光を光ファイバケー
ブル７を介して照射トーチ６に伝え、照射トーチ６に設
けられた集光レンズ６ａとミラー６ｂによりレーザ光を
収束、反射させて管内壁面２ａにレーザ光を照射するこ
とにより、塗布膜３を螺旋状に溶かして管内壁面に合金
クラッド部を形成するようになっている。駆動装置５及
び照射トーチ６は、管２に挿入するため、直径約３５ｍ
ｍ前後に細く形成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図４にトーチ６に設け
られた集光レンズ６ａと被処理面（管内壁面２ａ）まで
の距離とビーム径（溶融プール）の大きさとの関係を示
す。図中、反射ミラー６ｂは省略している。光ファイバ
ケーブル７で伝達されたレーザ光は集光レンズ６ａによ
り焦点ｆに収束する。塗布膜３を均一に溶解して良質の
合金クラッド部を形成するためには、塗布膜３を均一に
加熱する必要があり、そのため、レーザ光が焦点ｆの手
前で塗布膜３に照射されるように、予め調整されてい
る。集光レンズ６ａは、照射位置の許容範囲（図に両端
の矢印で示す）が広くなるように、比較的焦点距離が長
いものが使用され、この照射位置の許容範囲は、最大で
±２ｍｍ程度である。
られた集光レンズ６ａと被処理面（管内壁面２ａ）まで
の距離とビーム径（溶融プール）の大きさとの関係を示
す。図中、反射ミラー６ｂは省略している。光ファイバ
ケーブル７で伝達されたレーザ光は集光レンズ６ａによ
り焦点ｆに収束する。塗布膜３を均一に溶解して良質の
合金クラッド部を形成するためには、塗布膜３を均一に
加熱する必要があり、そのため、レーザ光が焦点ｆの手
前で塗布膜３に照射されるように、予め調整されてい
る。集光レンズ６ａは、照射位置の許容範囲（図に両端
の矢印で示す）が広くなるように、比較的焦点距離が長
いものが使用され、この照射位置の許容範囲は、最大で
±２ｍｍ程度である。
【０００５】しかし、実際の管内壁面２ａは、溶接時の
歪により最大で±３ｍｍ程度変形しており、そのため、
従来のレーザクラッド装置では、管内壁面（被処理面）
の凹凸により溶融プールの大きさが変わるため、凹凸が
大きい場合には均一なビード形状を作ることが難しく、
変形の大きい管２の場合に部分的に塗布膜３の溶融が不
十分となったり、過熱したりすることがある問題点があ
った。
歪により最大で±３ｍｍ程度変形しており、そのため、
従来のレーザクラッド装置では、管内壁面（被処理面）
の凹凸により溶融プールの大きさが変わるため、凹凸が
大きい場合には均一なビード形状を作ることが難しく、
変形の大きい管２の場合に部分的に塗布膜３の溶融が不
十分となったり、過熱したりすることがある問題点があ
った。
【０００６】本発明は、かかる問題点を解決するために
創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、管
内壁面の凹凸が大きい場合でも管内壁面を均一に加熱す
ることができ、これにより塗布膜を均一に溶解して良質
の合金クラッド部を形成することができるレーザクラッ
ド装置とその照射位置制御方法を提供することにある。
創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、管
内壁面の凹凸が大きい場合でも管内壁面を均一に加熱す
ることができ、これにより塗布膜を均一に溶解して良質
の合金クラッド部を形成することができるレーザクラッ
ド装置とその照射位置制御方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、集光レ
ンズとミラーを有し管内壁面へレーザ光を照射する照射
トーチと、管内壁面と同軸に照射トーチを保持し照射ト
ーチを旋回させながら軸方向に移動させる駆動装置と、
溶融照射用レーザ光を発生する照射レーザ発振装置と、
レーザ光を照射トーチまで伝達する光ファイバケーブル
と、照射トーチによる照射位置を移動させる位置移動装
置と、位置検知用レーザ光を前記光ファイバケーブルの
レーザ発振装置側に入射して管内壁面へ照射する位置検
知レーザ入射装置と、位置検知用レーザ光が管内壁面で
反射され前記光ファイバケーブルを介して戻る反射光を
検知するディテクタと、該ディテクタによる検知信号か
ら照射トーチと管内壁面の距離を分析して記憶する分析
記憶装置と、記憶された距離にレーザ光を照射するよう
に位置移動装置を制御する制御装置と、を備えたことを
特徴とするレーザクラッド装置が提供される。
ンズとミラーを有し管内壁面へレーザ光を照射する照射
トーチと、管内壁面と同軸に照射トーチを保持し照射ト
ーチを旋回させながら軸方向に移動させる駆動装置と、
溶融照射用レーザ光を発生する照射レーザ発振装置と、
レーザ光を照射トーチまで伝達する光ファイバケーブル
と、照射トーチによる照射位置を移動させる位置移動装
置と、位置検知用レーザ光を前記光ファイバケーブルの
レーザ発振装置側に入射して管内壁面へ照射する位置検
知レーザ入射装置と、位置検知用レーザ光が管内壁面で
反射され前記光ファイバケーブルを介して戻る反射光を
検知するディテクタと、該ディテクタによる検知信号か
ら照射トーチと管内壁面の距離を分析して記憶する分析
記憶装置と、記憶された距離にレーザ光を照射するよう
に位置移動装置を制御する制御装置と、を備えたことを
特徴とするレーザクラッド装置が提供される。
【０００８】本発明の好ましい実施例によれば、前記位
置検知レーザ入射装置は、溶融照射用レーザ光を直角に
反射するハーフミラーと、該ハーフミラーを通して位置
検知レーザ光を溶融照射用レーザ光の光路に入射する位
置検知レーザ発振装置と、からなる。また、前記ディテ
クタは、溶融照射用レーザ光の光路上と、これから外れ
た位置との間を移動可能に設けられている。更に、前記
ディテクタは反射光量を検知し、前記分析記憶装置は反
射光量の変化から変位を求めるようになっている。
置検知レーザ入射装置は、溶融照射用レーザ光を直角に
反射するハーフミラーと、該ハーフミラーを通して位置
検知レーザ光を溶融照射用レーザ光の光路に入射する位
置検知レーザ発振装置と、からなる。また、前記ディテ
クタは、溶融照射用レーザ光の光路上と、これから外れ
た位置との間を移動可能に設けられている。更に、前記
ディテクタは反射光量を検知し、前記分析記憶装置は反
射光量の変化から変位を求めるようになっている。
【０００９】また、本発明によれば、集光レンズとミラ
ーを有し管内壁面へレーザ光を照射する照射トーチと、
管内壁面と同軸に照射トーチを保持し照射トーチを旋回
させながら軸方向に移動させる駆動装置と、溶融照射用
レーザ光を発生する照射レーザ発振装置と、該レーザ光
を照射トーチまで伝達する光ファイバケーブルと、を備
えたレーザクラッド装置の照射位置制御方法において、
位置検知用レーザ光を光ファイバケーブルのレーザ発振
装置側に入射して管内壁面へ照射し、管内壁面で反射さ
れ光ファイバケーブルを介して戻る位置検知用レーザ光
の反射光量を検知し、該反射光量の変化から照射トーチ
と管内壁面の距離を分析して記憶し、記憶された距離に
対応して照射トーチによる照射位置を調整する、ことを
特徴とするレーザクラッド装置の照射位置制御方法が提
供される。
ーを有し管内壁面へレーザ光を照射する照射トーチと、
管内壁面と同軸に照射トーチを保持し照射トーチを旋回
させながら軸方向に移動させる駆動装置と、溶融照射用
レーザ光を発生する照射レーザ発振装置と、該レーザ光
を照射トーチまで伝達する光ファイバケーブルと、を備
えたレーザクラッド装置の照射位置制御方法において、
位置検知用レーザ光を光ファイバケーブルのレーザ発振
装置側に入射して管内壁面へ照射し、管内壁面で反射さ
れ光ファイバケーブルを介して戻る位置検知用レーザ光
の反射光量を検知し、該反射光量の変化から照射トーチ
と管内壁面の距離を分析して記憶し、記憶された距離に
対応して照射トーチによる照射位置を調整する、ことを
特徴とするレーザクラッド装置の照射位置制御方法が提
供される。
【００１０】また、集光レンズとミラーを有し管内壁面
へレーザ光を照射する照射トーチと、管内壁面と同軸に
照射トーチを保持し照射トーチを旋回させながら軸方向
に移動させる駆動装置と、溶融照射用レーザ光を発生す
る照射レーザ発振装置と、該レーザ光を照射トーチまで
伝達する光ファイバケーブルと、を備えたレーザクラッ
ド装置の照射位置制御方法において、照射トーチによる
照射位置を移動させる位置移動装置と、管内壁面の溶融
プールを撮影し表示する溶融プール観測装置と、を備
え、これにより溶融プールの大きさがほぼ一定になるよ
うに位置移動装置により照射位置を移動させる、ことを
特徴とするレーザクラッド装置の照射位置制御方法が提
供される。本発明の好ましい実施例によれば、前記溶融
プール観測装置は、溶融照射用レーザ光を直角に反射す
るハーフミラーと、該ハーフミラーを通して溶融プール
からの反射光を連続的に撮影するＣＣＤカメラと、撮影
した溶融プールからの反射光を拡大して表示するモニタ
と、からなる。
へレーザ光を照射する照射トーチと、管内壁面と同軸に
照射トーチを保持し照射トーチを旋回させながら軸方向
に移動させる駆動装置と、溶融照射用レーザ光を発生す
る照射レーザ発振装置と、該レーザ光を照射トーチまで
伝達する光ファイバケーブルと、を備えたレーザクラッ
ド装置の照射位置制御方法において、照射トーチによる
照射位置を移動させる位置移動装置と、管内壁面の溶融
プールを撮影し表示する溶融プール観測装置と、を備
え、これにより溶融プールの大きさがほぼ一定になるよ
うに位置移動装置により照射位置を移動させる、ことを
特徴とするレーザクラッド装置の照射位置制御方法が提
供される。本発明の好ましい実施例によれば、前記溶融
プール観測装置は、溶融照射用レーザ光を直角に反射す
るハーフミラーと、該ハーフミラーを通して溶融プール
からの反射光を連続的に撮影するＣＣＤカメラと、撮影
した溶融プールからの反射光を拡大して表示するモニタ
と、からなる。
【００１１】
【作用】上述した本発明の第１の装置及び方法によれ
ば、溶融照射を行う照射トーチを用いて、予め位置検知
用レーザ光により照射トーチと管内壁面の距離を分析し
て記憶することができ、これにより溶融照射用レーザ光
を照射する照射時（実照射時）に記憶された距離にレー
ザ光を正確に照射することができ、この結果、溶融プー
ルの大きさを均一にし、良いビード形状を得ることがで
きる。
ば、溶融照射を行う照射トーチを用いて、予め位置検知
用レーザ光により照射トーチと管内壁面の距離を分析し
て記憶することができ、これにより溶融照射用レーザ光
を照射する照射時（実照射時）に記憶された距離にレー
ザ光を正確に照射することができ、この結果、溶融プー
ルの大きさを均一にし、良いビード形状を得ることがで
きる。
【００１２】また、上述した本発明の第２の方法によれ
ば、溶融プールからの反射光をＣＣＤカメラで連続的に
モニタして管内壁面（被処理面）の凹凸を検知し、溶融
プールの大きさがほぼ一定になるように位置移動装置に
より照射位置を移動させることにより、同様に溶融プー
ルの大きさを均一にし、良いビード形状を得ることがで
きる。
ば、溶融プールからの反射光をＣＣＤカメラで連続的に
モニタして管内壁面（被処理面）の凹凸を検知し、溶融
プールの大きさがほぼ一定になるように位置移動装置に
より照射位置を移動させることにより、同様に溶融プー
ルの大きさを均一にし、良いビード形状を得ることがで
きる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照
して説明する。なお、各図において共通する部分には同
一の符号を付して使用し、重複した説明を省略する。図
１は、本発明の第１実施例を示すレーザクラッド装置の
全体構成図である。この図において、本発明のレーザク
ラッド装置１０は、集光レンズ６ａとミラー６ｂを有し
管内壁面２ａへレーザ光を照射する照射トーチ６と、管
内壁面２ａと同軸に照射トーチ６を保持し照射トーチ６
を旋回させながら軸方向に移動させる駆動装置５（図３
参照）と、溶融照射用レーザ光を発生する照射レーザ発
振装置４と、レーザ光を照射トーチ６まで伝達する光フ
ァイバケーブル７と、照射トーチ６による照射位置を移
動させる位置移動装置１２と、位置検知用レーザ光を光
ファイバケーブル７のレーザ発振装置側に入射して管内
壁面４へ照射する位置検知レーザ入射装置１３と、位置
検知用レーザ光が管内壁面２ａで反射され光ファイバケ
ーブル７を介して戻る反射光量を検知するディテクタ１
４と、ディテクタ１４による検知信号から照射トーチ６
と管内壁面２ａの距離を分析して記憶する分析記憶装置
１５と、記憶された距離にレーザ光を照射するように位
置移動装置１２を制御する制御装置１６と、を備えてい
る。
して説明する。なお、各図において共通する部分には同
一の符号を付して使用し、重複した説明を省略する。図
１は、本発明の第１実施例を示すレーザクラッド装置の
全体構成図である。この図において、本発明のレーザク
ラッド装置１０は、集光レンズ６ａとミラー６ｂを有し
管内壁面２ａへレーザ光を照射する照射トーチ６と、管
内壁面２ａと同軸に照射トーチ６を保持し照射トーチ６
を旋回させながら軸方向に移動させる駆動装置５（図３
参照）と、溶融照射用レーザ光を発生する照射レーザ発
振装置４と、レーザ光を照射トーチ６まで伝達する光フ
ァイバケーブル７と、照射トーチ６による照射位置を移
動させる位置移動装置１２と、位置検知用レーザ光を光
ファイバケーブル７のレーザ発振装置側に入射して管内
壁面４へ照射する位置検知レーザ入射装置１３と、位置
検知用レーザ光が管内壁面２ａで反射され光ファイバケ
ーブル７を介して戻る反射光量を検知するディテクタ１
４と、ディテクタ１４による検知信号から照射トーチ６
と管内壁面２ａの距離を分析して記憶する分析記憶装置
１５と、記憶された距離にレーザ光を照射するように位
置移動装置１２を制御する制御装置１６と、を備えてい
る。
【００１４】図１に両端の矢印で示すように位置移動装
置１２は、集光レンズ６ａを軸方向に移動し、その焦点
ｆの位置を移動させるようになっている。なお、本発明
の位置移動装置１２は、かかる構成に限定されるもので
はなく、例えば照射トーチ６を半径方向に移動させる機
構であってもよい。位置検知レーザ入射装置１３は、溶
融照射用レーザ光を直角に反射するハーフミラー１３ａ
と、ハーフミラー１３ａを通して位置検知レーザ光を溶
融照射用レーザ光の光路に入射する位置検知レーザ発振
装置１３ｂとからなり、これにより、溶融照射用レーザ
光と同一の光路に位置検知レーザ光を入射することがで
きる。位置検知レーザ光は、例えば出力が安定したＨｅ
−Ｎｅレーザ光がよい。なお、図中１７は反射ミラーで
ある。
置１２は、集光レンズ６ａを軸方向に移動し、その焦点
ｆの位置を移動させるようになっている。なお、本発明
の位置移動装置１２は、かかる構成に限定されるもので
はなく、例えば照射トーチ６を半径方向に移動させる機
構であってもよい。位置検知レーザ入射装置１３は、溶
融照射用レーザ光を直角に反射するハーフミラー１３ａ
と、ハーフミラー１３ａを通して位置検知レーザ光を溶
融照射用レーザ光の光路に入射する位置検知レーザ発振
装置１３ｂとからなり、これにより、溶融照射用レーザ
光と同一の光路に位置検知レーザ光を入射することがで
きる。位置検知レーザ光は、例えば出力が安定したＨｅ
−Ｎｅレーザ光がよい。なお、図中１７は反射ミラーで
ある。
【００１５】ディテクタ１４は、溶融照射用レーザ光の
光路上と、これから外れた位置との間を移動可能に設け
られている。ディテクタ１４は反射光量を検知し、分析
記憶装置１５により焦点ズレによる反射光量の変化から
変位を求め、これにより、照射トーチ６と管内壁面２ａ
の距離を分析するようになっている。なお、分析記憶装
置１５は、強度変調信号の移送変化から光路長を求め、
これから照射トーチ６と管内壁面２ａの距離を分析する
手段（変調式測距）のものであってもよい。また、分析
記憶装置１５は、例えばコンピュータである。
光路上と、これから外れた位置との間を移動可能に設け
られている。ディテクタ１４は反射光量を検知し、分析
記憶装置１５により焦点ズレによる反射光量の変化から
変位を求め、これにより、照射トーチ６と管内壁面２ａ
の距離を分析するようになっている。なお、分析記憶装
置１５は、強度変調信号の移送変化から光路長を求め、
これから照射トーチ６と管内壁面２ａの距離を分析する
手段（変調式測距）のものであってもよい。また、分析
記憶装置１５は、例えばコンピュータである。
【００１６】上述したレーザクラッド装置１０は、以下
のように使用する。まず、レーザ発振装置側から、位
置検知用レーザ光を入れ、光ファイバケーブル７を介し
て被処理部（管内壁面２ａ）に照射する。次いで、被
処理部（管内壁面２ａ）で反射され、光ファイバケーブ
ル７を介して戻る反射光をディテクタ１４により検知し
て、分析記憶装置１５にて照射トーチ６と被処理部間の
距離を分析し記憶する。次いで、実施工前にディテク
タ１４を光路から外し、実施工時に記憶した距離に対応
して照射距離を調整し、被処理面でのビーム径が一定と
なるようにする。
のように使用する。まず、レーザ発振装置側から、位
置検知用レーザ光を入れ、光ファイバケーブル７を介し
て被処理部（管内壁面２ａ）に照射する。次いで、被
処理部（管内壁面２ａ）で反射され、光ファイバケーブ
ル７を介して戻る反射光をディテクタ１４により検知し
て、分析記憶装置１５にて照射トーチ６と被処理部間の
距離を分析し記憶する。次いで、実施工前にディテク
タ１４を光路から外し、実施工時に記憶した距離に対応
して照射距離を調整し、被処理面でのビーム径が一定と
なるようにする。
【００１７】上述した本発明の装置及び方法によれば、
溶融照射を行う照射トーチを用いて、予め位置検知用レ
ーザ光により照射トーチと管内壁面の距離を分析して記
憶することができ、これにより溶融照射用レーザ光を照
射する照射時（実照射時）に記憶された距離にレーザ光
を正確に照射することができ、この結果、溶融プールの
大きさを均一にし、良いビード形状を得ることができ
る。
溶融照射を行う照射トーチを用いて、予め位置検知用レ
ーザ光により照射トーチと管内壁面の距離を分析して記
憶することができ、これにより溶融照射用レーザ光を照
射する照射時（実照射時）に記憶された距離にレーザ光
を正確に照射することができ、この結果、溶融プールの
大きさを均一にし、良いビード形状を得ることができ
る。
【００１８】次に本発明の第２実施例を図２を参照して
説明する。図２に示すレーザクラッド装置１０は、集光
レンズ６ａとミラー６ｂを有し管内壁面２ａへレーザ光
を照射する照射トーチ６と、管内壁面２ａと同軸に照射
トーチ６を保持し照射トーチを旋回させながら軸方向に
移動させる駆動装置５（図３参照）と、溶融照射用レー
ザ光を発生する照射レーザ発振装置４と、レーザ光を照
射トーチまで伝達する光ファイバケーブル７と、を備え
る。かかる構成は、図３に示した従来のレーザクラッド
装置と同様である。
説明する。図２に示すレーザクラッド装置１０は、集光
レンズ６ａとミラー６ｂを有し管内壁面２ａへレーザ光
を照射する照射トーチ６と、管内壁面２ａと同軸に照射
トーチ６を保持し照射トーチを旋回させながら軸方向に
移動させる駆動装置５（図３参照）と、溶融照射用レー
ザ光を発生する照射レーザ発振装置４と、レーザ光を照
射トーチまで伝達する光ファイバケーブル７と、を備え
る。かかる構成は、図３に示した従来のレーザクラッド
装置と同様である。
【００１９】図２のレーザクラッド装置は、照射トーチ
６による照射位置を移動させる位置移動装置１２と、管
内壁面２ａの溶融プールを撮影し表示する溶融プール観
測装置２０とを備える。位置移動装置１２は、図１に示
した第１実施例と同様である。溶融プール観測装置２０
は、溶融照射用レーザ光を直角に反射するハーフミラー
２１と、ハーフミラー２１を通して溶融プールからの反
射光を連続的に撮影するＣＣＤカメラ２２と、撮影した
溶融プールからの反射光を拡大して表示するモニタ２３
と、からなる。なお、２４は反射ミラー、２５は駆動装
置５及び位置移動装置１２を制御する制御装置である。
６による照射位置を移動させる位置移動装置１２と、管
内壁面２ａの溶融プールを撮影し表示する溶融プール観
測装置２０とを備える。位置移動装置１２は、図１に示
した第１実施例と同様である。溶融プール観測装置２０
は、溶融照射用レーザ光を直角に反射するハーフミラー
２１と、ハーフミラー２１を通して溶融プールからの反
射光を連続的に撮影するＣＣＤカメラ２２と、撮影した
溶融プールからの反射光を拡大して表示するモニタ２３
と、からなる。なお、２４は反射ミラー、２５は駆動装
置５及び位置移動装置１２を制御する制御装置である。
【００２０】かかる構成により、溶融照射用レーザ光を
照射する照射時（実照射時）に、管内壁面２ａに形成さ
れた溶融プールを、ミラー６ｂ、光ファイバケーブル
７、ハーフミラー２１を介してＣＣＤカメラ２２で直接
捉えることができ、これを拡大してモニタ２３上に表示
することができる。また、管内壁面２ａの位置がミラー
６ｂから遠いほど溶融照射用レーザ光が収束されて溶融
プールの直径が小さくなり、逆に近いほど大きくなるの
で、モニタ２３上の溶融プールの大きさから管内壁面２
ａの位置を把握することができる。従って、モニタ２３
上の溶融プールの大きさがほぼ一定になるように位置移
動装置１２により照射位置を移動させることにより、溶
融照射用レーザ光を管内壁面２ａに正確に照射すること
ができ、この結果、溶融プールの大きさを均一にし、良
いビード形状を得ることができる。
照射する照射時（実照射時）に、管内壁面２ａに形成さ
れた溶融プールを、ミラー６ｂ、光ファイバケーブル
７、ハーフミラー２１を介してＣＣＤカメラ２２で直接
捉えることができ、これを拡大してモニタ２３上に表示
することができる。また、管内壁面２ａの位置がミラー
６ｂから遠いほど溶融照射用レーザ光が収束されて溶融
プールの直径が小さくなり、逆に近いほど大きくなるの
で、モニタ２３上の溶融プールの大きさから管内壁面２
ａの位置を把握することができる。従って、モニタ２３
上の溶融プールの大きさがほぼ一定になるように位置移
動装置１２により照射位置を移動させることにより、溶
融照射用レーザ光を管内壁面２ａに正確に照射すること
ができ、この結果、溶融プールの大きさを均一にし、良
いビード形状を得ることができる。
【００２１】なお、本発明は、上述した実施例に限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で自由に変更でき
ることは勿論である。
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で自由に変更でき
ることは勿論である。
【００２２】
【発明の効果】上述したように、本発明のレーザクラッ
ド装置とその照射位置制御方法は、管内壁面の凹凸が大
きい場合でも管内壁面を均一に加熱することができ、こ
れにより塗布膜を均一に溶解して良質の合金クラッド部
を形成することができる、優れた効果を有し、比較的変
形が大きい被処理面へのレーザクラッド施工が可能とな
る、等の優れた効果を有する。
ド装置とその照射位置制御方法は、管内壁面の凹凸が大
きい場合でも管内壁面を均一に加熱することができ、こ
れにより塗布膜を均一に溶解して良質の合金クラッド部
を形成することができる、優れた効果を有し、比較的変
形が大きい被処理面へのレーザクラッド施工が可能とな
る、等の優れた効果を有する。
【図１】本発明の第１実施例を示すレーザクラッド装置
の全体構成図である。
の全体構成図である。
【図２】本発明の第２実施例の全体構成図である。
【図３】従来のレーザクラッド装置の全体構成図とその
Ａ部の拡大図である。
Ａ部の拡大図である。
【図４】集光レンズと被処理面（管内壁面）までの距離
とビーム径（溶融プール）の大きさとの関係を示す図で
ある。
とビーム径（溶融プール）の大きさとの関係を示す図で
ある。
１ 圧力容器本体 ２ 管 ２ａ 管内壁面 ３ 塗布膜 ４ 照射レーザ発振装置 ５ 駆動装置 ６ 照射トーチ ６ａ 集光レンズ ６ｂ 反射ミラー ７ 光ファイバケーブル １０ レーザクラッド装置 １２ 位置移動装置 １３ 位置検知レーザ入射装置 １３ａ ハーフミラー １３ｂ 位置検知レーザ発振装置 １４ ディテクタ １５ 分析記憶装置 １６、２５ 制御装置 １７、２４ 反射ミラー ２０ 溶融プール観測装置 ２１ ハーフミラー ２２ ＣＣＤカメラ ２３ モニタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２３Ｋ 26/08 Ｋ (72)発明者 中島 卓郎 東京都江東区豊洲３丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内 (72)発明者 吉村 香里 東京都江東区豊洲３丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内
Claims (7)
- 【請求項１】 集光レンズとミラーを有し管内壁面へレ
ーザ光を照射する照射トーチと、管内壁面と同軸に照射
トーチを保持し照射トーチを旋回させながら軸方向に移
動させる駆動装置と、溶融照射用レーザ光を発生する照
射レーザ発振装置と、レーザ光を照射トーチまで伝達す
る光ファイバケーブルと、照射トーチによる照射位置を
移動させる位置移動装置と、位置検知用レーザ光を前記
光ファイバケーブルのレーザ発振装置側に入射して管内
壁面へ照射する位置検知レーザ入射装置と、位置検知用
レーザ光が管内壁面で反射され前記光ファイバケーブル
を介して戻る反射光を検知するディテクタと、該ディテ
クタによる検知信号から照射トーチと管内壁面の距離を
分析して記憶する分析記憶装置と、記憶された距離にレ
ーザ光を照射するように位置移動装置を制御する制御装
置と、を備えたことを特徴とするレーザクラッド装置。 - 【請求項２】 前記位置検知レーザ入射装置は、溶融照
射用レーザ光を直角に反射するハーフミラーと、該ハー
フミラーを通して位置検知レーザ光を溶融照射用レーザ
光の光路に入射する位置検知レーザ発振装置と、からな
ることを特徴とする請求項１に記載のレーザクラッド装
置。 - 【請求項３】 前記ディテクタは、溶融照射用レーザ光
の光路上と、これから外れた位置との間を移動可能に設
けられている、ことを特徴とする請求項１に記載のレー
ザクラッド装置。 - 【請求項４】 前記ディテクタは反射光量を検知し、前
記分析記憶装置は反射光量の変化から変位を求める、こ
とを特徴とする請求項１に記載のレーザクラッド装置。 - 【請求項５】 集光レンズとミラーを有し管内壁面へレ
ーザ光を照射する照射トーチと、管内壁面と同軸に照射
トーチを保持し照射トーチを旋回させながら軸方向に移
動させる駆動装置と、溶融照射用レーザ光を発生する照
射レーザ発振装置と、該レーザ光を照射トーチまで伝達
する光ファイバケーブルと、を備えたレーザクラッド装
置の照射位置制御方法において、 位置検知用レーザ光を光ファイバケーブルのレーザ発振
装置側に入射して管内壁面へ照射し、管内壁面で反射さ
れ光ファイバケーブルを介して戻る位置検知用レーザ光
の反射光量の強度を検知し、該反射光量の変化から照射
トーチと管内壁面の距離を分析して記憶し、記憶された
距離に対応して照射トーチによる照射位置を調整する、
ことを特徴とするレーザクラッド装置の照射位置制御方
法。 - 【請求項６】 集光レンズとミラーを有し管内壁面へレ
ーザ光を照射する照射トーチと、管内壁面と同軸に照射
トーチを保持し照射トーチを旋回させながら軸方向に移
動させる駆動装置と、溶融照射用レーザ光を発生する照
射レーザ発振装置と、該レーザ光を照射トーチまで伝達
する光ファイバケーブルと、を備えたレーザクラッド装
置の照射位置制御方法において、 照射トーチによる照射位置を移動させる位置移動装置
と、管内壁面の溶融プールを撮影し表示する溶融プール
観測装置と、を備え、これにより溶融プールの大きさが
ほぼ一定になるように位置移動装置により照射位置を移
動させる、ことを特徴とするレーザクラッド装置の照射
位置制御方法。 - 【請求項７】 前記溶融プール観測装置は、溶融照射用
レーザ光を直角に反射するハーフミラーと、該ハーフミ
ラーを通して溶融プールからの反射光を連続的に撮影す
るＣＣＤカメラと、撮影した溶融プールからの反射光を
拡大して表示するモニタと、からなる、ことを特徴とす
る請求項６に記載のレーザクラッド装置の照射位置制御
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6134733A JPH081361A (ja) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | レーザクラッド装置とその照射位置制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6134733A JPH081361A (ja) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | レーザクラッド装置とその照射位置制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH081361A true JPH081361A (ja) | 1996-01-09 |
Family
ID=15135325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6134733A Pending JPH081361A (ja) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | レーザクラッド装置とその照射位置制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH081361A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000153385A (ja) * | 1998-11-16 | 2000-06-06 | Toshiba Corp | レーザ照射ヘッドおよびこの照射ヘッドを備えた原子炉内構造物の予防保全・補修装置および作業方法 |
| JP2002321080A (ja) * | 2001-04-24 | 2002-11-05 | Tokyo Instruments Inc | レーザ微細加工用オートフォーカス装置 |
| JP2005509523A (ja) * | 2001-11-17 | 2005-04-14 | インステク インコーポレイテッド | レーザークラッディングと直接金属造型技術において、イメージ撮影とイメージプロセッシングを利用したクラッディング層高さをリアルタイムでモニタリング及び制御するための方法及びそのシステム |
| JP2005111534A (ja) * | 2003-10-09 | 2005-04-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | レーザ加工機 |
| JP2006021217A (ja) * | 2004-07-07 | 2006-01-26 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | スポット接合用摩擦撹拌接合装置 |
| JP2009160658A (ja) * | 2009-04-06 | 2009-07-23 | Toshiba Corp | レーザー照射装置 |
| EP2910329A3 (en) * | 2014-02-20 | 2016-01-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Laser processing apparatus and laser processing method |
| US20170219808A1 (en) * | 2016-01-29 | 2017-08-03 | Fanuc Corporation | Laser processing device having approach function of processing head |
| KR102043311B1 (ko) * | 2019-06-07 | 2019-11-12 | (주)삼명이엔씨 | 교번 스팀공급방식의 비굴착 상하수도 보수시스템 및 보수공법 |
| KR102053012B1 (ko) * | 2019-06-07 | 2019-12-06 | (주)삼명이엔씨 | 고순도 증기를 교번하여 공급하는 비굴착 상하수도 보수시스템 및 보수공법 |
-
1994
- 1994-06-17 JP JP6134733A patent/JPH081361A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000153385A (ja) * | 1998-11-16 | 2000-06-06 | Toshiba Corp | レーザ照射ヘッドおよびこの照射ヘッドを備えた原子炉内構造物の予防保全・補修装置および作業方法 |
| JP2002321080A (ja) * | 2001-04-24 | 2002-11-05 | Tokyo Instruments Inc | レーザ微細加工用オートフォーカス装置 |
| JP2005509523A (ja) * | 2001-11-17 | 2005-04-14 | インステク インコーポレイテッド | レーザークラッディングと直接金属造型技術において、イメージ撮影とイメージプロセッシングを利用したクラッディング層高さをリアルタイムでモニタリング及び制御するための方法及びそのシステム |
| JP2005111534A (ja) * | 2003-10-09 | 2005-04-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | レーザ加工機 |
| JP2006021217A (ja) * | 2004-07-07 | 2006-01-26 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | スポット接合用摩擦撹拌接合装置 |
| JP4537132B2 (ja) * | 2004-07-07 | 2010-09-01 | 川崎重工業株式会社 | スポット接合用摩擦攪拌接合方法 |
| JP2009160658A (ja) * | 2009-04-06 | 2009-07-23 | Toshiba Corp | レーザー照射装置 |
| EP2910329A3 (en) * | 2014-02-20 | 2016-01-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Laser processing apparatus and laser processing method |
| US20170219808A1 (en) * | 2016-01-29 | 2017-08-03 | Fanuc Corporation | Laser processing device having approach function of processing head |
| US10928615B2 (en) * | 2016-01-29 | 2021-02-23 | Fanuc Corporation | Laser processing device having approach function of processing head |
| KR102043311B1 (ko) * | 2019-06-07 | 2019-11-12 | (주)삼명이엔씨 | 교번 스팀공급방식의 비굴착 상하수도 보수시스템 및 보수공법 |
| KR102053012B1 (ko) * | 2019-06-07 | 2019-12-06 | (주)삼명이엔씨 | 고순도 증기를 교번하여 공급하는 비굴착 상하수도 보수시스템 및 보수공법 |
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