高速レーザー肉盛溶接用粉末の利用率に関係する要因は何ですか？

（３）レーザー出力

レーザー出力は、溶融池に落下した粉末が完全に溶融するのに十分な大きさでなければならない。粉末供給量などのパラメータが一定の場合、レーザー出力が高いほど粉末利用率が高くなる。

（４）粉末供給のサイズ

装置のレーザー出力が決定された場合、粉末供給量が少ないほど粉末利用率は高くなります。しかし、粉末供給量を減らすと、クラッディング効率に影響が出ます。クラッディング効率を考慮しない場合、粉末供給量を制御することで粉末利用率を100%にすることは可能ですが、この方法は意味がありません。 

（５）被覆線速度

高速レーザー肉盛溶接の線速度は、通常のレーザー肉盛溶接の数倍、あるいは数十倍にも達します。基板と肉盛ヘッド間の相対移動速度が大きい場合、基板表面上の粉末粒子の運動エネルギーが大きくなるため、粉末の噴出量が多くなり、粉末利用率が低下します。また、レーザー出力が一定の場合、肉盛ヘッドと基板間の相対移動速度が高いほど溶融池の温度が低くなり、粉末利用率が低下します。 

（６）加工物体積 

同じ肉盛条件の場合、ワークピースの直径（体積）が大きいほど、粉末利用率は低下します。これは、体積が大きいほどレーザーエネルギーが母材に吸収されやすく、溶融池の温度が十分に上がらないためです。したがって、体積の大きいワークピースの場合、粉末利用率を向上させるためには、より高出力の肉盛装置を使用する必要があります。

（７）粉末粒子サイズ 

高速レーザー肉盛溶接用の粉末は光との相互作用時間が短いため、レーザー出力に応じて適切な粒径の粉末を選択する必要があります。粉末の粒径が大きいと、限られた時間内に粉末が溶融せず、飛散損失が発生します。 

上記は、高速レーザー肉盛用粉末の利用率に影響を与える7つの主な要因です。粉末の利用率を向上させ、肉盛加工のコストを削減するためには、装置や肉盛対象物の具体的な条件に応じて、適切なハードウェア技術パラメータと肉盛加工パラメータを選択する必要があります。

ここでも改めて強調しておきたいのは、粉末利用率を考える際には、単純な肉盛溶接工程の粉末利用率ではなく、加工工程全体の粉末利用率を考慮すべきであるということである。通常のレーザー肉盛溶接では粉末利用率が100%に達することもあるが、総合的な粉末利用率は50%未満となる場合が多い。