(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化鋼コンポーネントのレーザビーム溶接方法であって、
２つの鋼コンポーネントを溶接されるべき継手が形成されるよう相対的に配置するステップを含み、前記２つの鋼コンポーネントの少なくとも一方は、窒化鋼コンポーネントであり、
前記継手に沿って溶接部を形成して前記２つの鋼コンポーネントを互いに接合するステップを含み、前記溶接部形成ステップは、
レーザビーム照射位置を溶接方向において前記継手に沿って前進させるステップを含み、前記レーザビームは、前記２つの鋼コンポーネントを前記照射位置で照射し、前記継手内に溶接温度まで加熱された前記２つの鋼コンポーネントからの溶融鋼を含む溶融池を形成し、
溶加ワイヤを前記溶接方向において前記継手に沿って前進させるステップを含み、前記溶加ワイヤは、チタンを含む金属複合材から成るコアを有し、前記溶加ワイヤは、前記溶接方向において前記レーザビーム照射位置に先行し、前記溶加ワイヤは、前記溶加ワイヤの先端部分が前記溶接方向に沿って前記レーザビームの前で前記溶融池中に直接導入されるのに十分短い距離だけ前記レーザビームから間隔をおいて位置し、
前記溶加ワイヤの前記先端部分からの溶融材料が前記溶融池中に混入し、前記溶融材料中に存在する前記チタンが前記窒化鋼コンポーネントからの窒素と結合し、それにより前記溶接温度において前記溶融池内に窒化チタンが生じる、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記溶加ワイヤは、前記金属複合材を包囲すると共に前記金属複合材を収容したステンレス鋼シースを有する金属コア付き溶加ワイヤである、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記２つの鋼コンポーネントは、窒化物表面層を有するスタンピングされた鋼ディスク及び窒化物表面層を備えていないリングギヤから成る、
請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
窒化鋼コンポーネントのレーザビーム溶接方法であって、
２つの鋼コンポーネントを溶接されるべき継手が形成されるよう相対的に配置するステップを含み、前記２つの鋼コンポーネントの少なくとも一方は、窒化鋼コンポーネントであり、
レーザビームを用いて前記継手に沿って前記２つの鋼コンポーネントを照射して前記２つの鋼コンポーネントの各々中の材料を溶接温度まで加熱し、それにより前記継手内に溶融池を形成するステップを含み、
チタンを前記溶融池の前縁中に導入するステップを含み、前記溶融池の前記前縁は、溶接方向において前記レーザビームの前に位置し、
前記導入されたチタンは、前記窒化物鋼コンポーネントから前記溶融池中に放出された窒素と結合し、それにより前記溶接温度において前記溶融池内に窒化チタンが形成される、
ことを特徴とする方法。
【請求項５】
前記チタンを前記溶融池の前記前縁中に導入する前記ステップは、チタンを含む金属コアを包囲したステンレス鋼シースを有する金属コア付き溶加ワイヤを前記レーザビームに隣接して且つ前記溶接方向に沿って前記レーザビームの前に配置するステップを含む、
請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記レーザビームが前記２つの鋼コンポーネントを照射した結果として生じる熱が前記金属コア付き溶加ワイヤの先端部分を溶融し、前記溶融した先端部分内に含まれる前記チタンが前記溶融池の前記前縁中に導入される、
請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記金属コア付き溶加ワイヤ及び前記レーザビームを両方共前記継手の前記溶接中、前記溶接方向に沿って前進させ、前記金属コア付き溶加ワイヤと前記レーザビームとの間隔は、実質的に固定されている、
請求項５又は６記載の方法。
【請求項８】
表面処理鋼コンポーネントのレーザビーム溶接方法であって、
２つの鋼コンポーネントを溶接されるべき継手が形成されるよう相対的に配置するステップを含み、前記２つの鋼コンポーネントの少なくとも一方は、表面処理鋼コンポーネントであり、
前記継手に沿って溶接部を形成して前記２つの鋼コンポーネントを互いに接合するステップを含み、前記溶接部形成ステップは、
レーザビーム照射位置を溶接方向において前記継手に沿って前進させるステップを含み、前記レーザビームは、前記２つの鋼コンポーネントを前記照射位置で照射し、前記継手内に溶接温度まで加熱された前記２つの鋼コンポーネントからの溶融鋼を含む溶融池を形成し、
溶加ワイヤを前記溶接方向において前記継手に沿って前進させるステップを含み、前記溶加ワイヤは、前記表面処理鋼コンポーネントから前記溶融池中に放出された化学種と化合物を形成するよう選択された成分を含む金属複合材から成るコアを有し、前記溶加ワイヤは、前記溶接方向において前記レーザビーム照射位置に先行し、前記溶加ワイヤは、前記溶加ワイヤの先端部分が前記溶融池の形成中、その溶融温度を超える温度に加熱されるのに十分短い距離だけ前記レーザビームから間隔をおいて位置し、前記溶加ワイヤの前記先端部分からの溶融材料が前記溶融池中に混入し、前記溶融材料中に存在する前記成分が前記表面処理鋼コンポーネントから放出された前記化学種と結合し、それにより前記溶接温度において前記溶融池内に前記化合物が生じる、
ことを特徴とする方法。
【請求項９】
前記溶加ワイヤは、前記金属複合材を包囲すると共に前記金属複合材を収容したステンレス鋼シースを有する金属コア付き溶加ワイヤである、
請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記表面処理鋼コンポーネントは、窒化物層を含み、前記金属複合材は、チタンを含む、
請求項８又は９記載の方法。
【請求項１１】
前記２つの鋼コンポーネントは、窒化物表面層を有するスタンピングされた鋼ディスク及び窒化物表面層を備えていないリングギヤから成る、
請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記表面処理鋼コンポーネントは、アルミニウムを含む表面被膜を有し、前記金属複合材は、亜鉛を含む、
請求項８又は９記載の方法。
【請求項１３】
表面処理鋼コンポーネントのレーザビーム溶接方法であって、
２つの鋼コンポーネントを溶接されるべき継手が形成されるよう相対的に配置するステップを含み、前記２つの鋼コンポーネントの少なくとも一方は、表面処理鋼コンポーネントであり、
レーザビームを用いて前記継手に沿って前記２つの鋼コンポーネントを照射して前記２つの鋼コンポーネントの各々中の材料を溶接温度まで加熱し、それにより溶融池を形成するステップを含み、
金属成分を前記溶融池の前縁中に導入するステップを含み、前記溶融池の前記前縁は、溶接方向に沿って前記レーザビームの前に位置し、
前記導入された金属成分は、前記表面処理鋼コンポーネントから前記溶融池中に放出された化学種と結合し、それにより前記溶接温度において前記溶融池内で安定した化合物が生じる、
ことを特徴とする方法。
【請求項１４】
前記金属成分を前記溶融池の前記前縁中に導入する前記ステップは、前記金属成分を含む金属コアを包囲したステンレス鋼シースを有する金属コア付き溶加ワイヤを前記レーザビームに隣接して且つ前記溶接方向に沿って前記レーザビームの前に配置するステップを含む、
請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記レーザビームが前記２つの鋼コンポーネントを照射した結果として生じる熱が前記金属コア付き溶加ワイヤの先端部分を溶融し、前記溶融した先端部分内に含まれる前記前記金属成分が前記溶融池の前記前縁中に導入される、
請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記金属コア付き溶加ワイヤ及び前記レーザビームを両方共前記継手の前記溶接中、前記溶接方向に沿って前進させ、前記金属コア付き溶加ワイヤと前記レーザビームとの間隔は、実質的に固定されている、
請求項１４又は１５記載の方法。
【請求項１７】
前記表面処理鋼コンポーネントは、窒化物層を含み、前記金属成分は、チタンである、
請求項１３〜１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記２つの鋼コンポーネントは、窒化物表面層を有するスタンピングされた鋼ディスク及び窒化物表面層を備えていないリングギヤから成る、
請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記表面処理鋼コンポーネントは、アルミニウムを含む表面被膜を有し、前記金属複合材は、亜鉛を含む、
請求項１３〜１６のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、レーザビーム溶接に関し、特に、合金成分を含む金属コア付き溶加ワイヤを用いた表面処理金属コンポーネント、例えば窒化鋼のレーザビーム溶接に関する。
【０００２】
〔関連出願の説明〕
本願は２０１０年１２月１７日に出願された米国特許仮出願第６１／４２４，３２７号の３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．１１９（ｅ）の規定に基づく権益主張出願であり、この米国特許仮出願を参照により引用し、その記載内容全体を本明細書の一部とする。
【背景技術】
【０００３】
レーザビーム溶接は、従来のガス金属アーク溶接（ＧＭＡＷ）と比較して多くの利点を提供する接合技術であり、利点としては、例えば、入熱が少ないこと、サイクル時間が短いこと及び外観が良好な溶接部が得られる。この方法は、大量用途、例えば、自動車業界におけるパワートレインコンポーネントの相互溶接に用いられる場合が多い。このように、多くの等級又は多種類の材料を含むコンポーネントを比較的低い生産コストで製造することができる。特定の且つ非限定的な実施例を挙げると、フレックスプレート（flexplate）は、スタンピングされた鋼の薄いディスクの外側リムに溶接されるリングギヤを含む。自動車におけるフレックスプレートの主要な機能は、変速装置のトルクコンバータをエンジンのクランクシャフトに連結することにある。フレックスプレートは、トルクコンバータの外側金属シェルが連続作動下において熱により膨張する傾向があるので、中実の非撓みディスクに代えて用いられ、その撓み特性により、フレックスプレートは、時期尚早に亀裂が生じて破損するのが阻止される。リングギヤは、典型的には、その歯の硬度及び耐摩耗性を増大させるために炭化によって処理され、他方、通常直径が大きいスタンピングされるディスクは、低炭素鋼で作られる。ディスク表面の耐摩耗性を向上させるため、典型的には、ディスク表面の窒化が相手先商標製造会社（ＯＥＭ）により必要とされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
残念ながら、窒化鋼コンポーネントのレーザビーム溶接は、典型的には、多孔性の高い低強度溶接部を生じさせる。これらの特性により、レーザ溶接部は、一般に、窒化コンポーネントの相互接合を含むパワートレイン用途にとっては満足の行くものではなくなる。問題は、レーザビーム溶接が深い溶け込みの溶接方法であること及び窒化物層が溶接継手内に深く入り込むことにある。レーザビーム溶接中、窒化物層を継手内部で溶融すると、窒素が結果として生じる溶融池又は溶接プール中に放出されてこの中に保持される。その後、窒素ガスは、溶融池が凝固しているときに凝集して気泡を生じさせる。レーザビーム溶接は、迅速なプロセスなので、窒素気泡が通常の溶接条件下において溶融池から逃げ出るには時間が不十分であり、その結果、窒素ガスの気泡が溶接材料中に閉じ込め状態になり、それにより多孔性が増大すると共に結果として得られるレーザ溶接部の強度が低下する。
【０００５】
窒化物コンポーネント中のレーザ溶接部の品質を向上させる従来の試みは、溶接パラメータの最適化及びレーザビームの特性の修正に的を絞っている。全体として、これら試みは、満足の行く結果を達成することができなかった。現在、窒化物コンポーネント中に満足の行くレーザ溶接部を生じさせるものとして知られている唯一の方法は、レーザビーム溶接の実施に先立って継手に沿う窒化物層の除去を必要とする。しかしながら、このような方式は、多量生産用途にとっては実用的な解決策ではない。
【０００６】
したがって、窒化鋼コンポーネントのレーザビーム溶接方法であって、先行技術の上述の欠点及び不利益の少なくとも幾つかを解決する方法を提供することが有益である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の少なくとも１つの実施形態によれば、レーザビーム溶接による２つ又は３つ以上のコンポーネントの相互接合のための方法が開示される。開示される方法は、先行技術のプロセスと関連した欠点の幾つかを少なくとも部分的に解決する。例えば、或る特定の形式の表面処理を受けたコンポーネント相互間に形成されるレーザビーム溶接部は、多孔性であることが知られており、一般に許容できない品質のものである。レーザビーム溶接部のこの多孔性の原因は、高温の、しかしながら溶接温度よりも低い温度におけるコンポーネント相互間の継手内の窒化物層の分解にあり、それにより、窒素ガスの気泡が溶接部内に取り込まれた状態になる。本明細書において開示する方法は、例えばチタンのような元素を含む特別に処方された金属複合材を含むコアを備えた溶加ワイヤを用い、チタンは、継手中の窒化物層の分解中に放出される窒素と結合し、それにより溶接温度よりも著しく高い高温でも安定したままである化合物、例えば窒化チタンが生じる。例えば、窒化チタンの溶融温度は、溶接温度、即ち、溶接されるべき鋼又はそれぞれの金属コンポーネントの溶融温度よりも高い。このように、溶加ワイヤ（又は特に溶加ワイヤのコア内の金属複合材）と窒化物被膜の分解生成物又は互いに溶接されるべき金属コンポーネントの表面上の不純物の反応により継手中に化合物が生じ、この化合物は、溶接温度において化学的に安定したままである化合物である。
【０００８】
本発明の一態様によれば、溶加ワイヤの組成は、特定用途向けに処方される。原理的には、金属複合材の多種多様な処方を達成することができる。したがって、この種の溶加ワイヤは、種々の金属継手への溶接を最適化するために使用でき、それにより実質的に欠陥、例えばボイドや細孔のない冶金学的に健全な溶接部が作られる。
【０００９】
特定用途では、本発明の態様による方法は、溶接部中の気泡の生成を阻止するために金属コア付き溶加ワイヤを用いてスタンピングされたディスクとリングギヤを互いに溶接することによるフレックスプレートの形成に利用される。このような方法のこの特定用途では、金属コア付き溶加ワイヤは、チタンが多い金属複合材を充填したステンレス鋼シースを有し、スタンピングされたディスクの表面は、ガス窒化を受ける。
【００１０】
本発明の別の実施形態によれば、窒化鋼コンポーネントのレーザビーム溶接方法であって、この方法は、２つの鋼コンポーネントを溶接されるべき継手が形成されるよう相対的に配置するステップを含み、２つの鋼コンポーネントの少なくとも一方は、窒化鋼コンポーネントであり、この方法は、継手に沿って溶接部を形成して２つの鋼コンポーネントを互いに接合するステップを更に含み、溶接部形成ステップは、レーザビーム照射位置を溶接方向において継手に沿って前進させるステップを含み、レーザビームは、２つの鋼コンポーネントを照射位置で照射し、継手内に溶接温度まで加熱された２つの鋼コンポーネントからの溶融鋼を含む溶融池を形成し、溶接部形成ステップは、溶加ワイヤを溶接方向において継手に沿って前進させるステップを更に含み、溶加ワイヤは、チタンを含む金属複合材から成るコアを有し、溶加ワイヤは、溶接方向においてレーザビーム照射位置に先行し、溶加ワイヤは、溶加ワイヤの先端部分が溶接方向に沿ってレーザビームの前で溶融池中に直接導入されるのに十分短い距離だけレーザビームから間隔をおいて位置し、溶加ワイヤの先端部分からの溶融材料が溶融池中に混入し、溶融材料中に存在するチタンが窒化鋼コンポーネントからの窒素と結合し、それにより溶接温度において溶融池内に窒化チタンが生じることを特徴とする方法が提供される。
【００１１】
本発明の別の実施形態によれば、窒化鋼コンポーネントのレーザビーム溶接方法であって、この方法は、２つの鋼コンポーネントを溶接されるべき継手が形成されるよう相対的に配置するステップを含み、２つの鋼コンポーネントの少なくとも一方は、窒化鋼コンポーネントであり、この方法は、レーザビームを用いて継手に沿って２つの鋼コンポーネントを照射して２つの鋼コンポーネントの各々中の材料を溶接温度まで加熱し、それにより継手内に溶融池を形成するステップと、チタンを溶融池の前縁中に導入するステップとを更に含み、溶融池の前縁は、溶接方向においてレーザビームの前に位置し、導入されたチタンは、窒化物鋼コンポーネントから溶融池中に放出された窒素と結合し、それにより溶接温度において溶融池内に窒化チタンが形成されることを特徴とする方法が提供される。
【００１２】
本発明の別の実施形態によれば、表面処理鋼コンポーネントのレーザビーム溶接方法であって、この方法は、２つの鋼コンポーネントを溶接されるべき継手が形成されるよう相対的に配置するステップを含み、２つの鋼コンポーネントの少なくとも一方は、表面処理鋼コンポーネントであり、この方法は、継手に沿って溶接部を形成して２つの鋼コンポーネントを互いに接合するステップを更に含み、溶接部形成ステップは、レーザビーム照射位置を溶接方向において継手に沿って前進させるステップを含み、レーザビームは、２つの鋼コンポーネントを照射位置で照射し、継手内に溶接温度まで加熱された２つの鋼コンポーネントからの溶融鋼を含む溶融池を形成し、溶接部形成ステップは、溶加ワイヤを溶接方向において継手に沿って前進させるステップを更に含み、溶加ワイヤは、表面処理鋼コンポーネントから溶融池中に放出された化学種と化合物を形成するよう選択された成分を含む金属複合材から成るコアを有し、溶加ワイヤは、溶接方向においてレーザビーム照射位置に先行し、溶加ワイヤは、溶加ワイヤの先端部分が溶融池の形成中、その溶融温度を超える温度に加熱されるのに十分短い距離だけレーザビームから間隔をおいて位置し、溶加ワイヤの先端部分からの溶融材料が溶融池中に混入し、溶融材料中に存在する成分が表面処理鋼コンポーネントから放出された化学種と結合し、それにより溶接温度において溶融池内に化合物が生じることを特徴とする方法が提供される。
【００１３】
本発明の別の実施形態によれば、表面処理鋼コンポーネントのレーザビーム溶接方法であって、この方法は、２つの鋼コンポーネントを溶接されるべき継手が形成されるよう相対的に配置するステップを含み、２つの鋼コンポーネントの少なくとも一方は、表面処理鋼コンポーネントであり、この方法は、レーザビームを用いて継手に沿って２つの鋼コンポーネントを照射して２つの鋼コンポーネントの各々中の材料を溶接温度まで加熱し、それにより溶融池を形成するステップと、金属成分を溶融池の前縁中に導入するステップとを更に含み、溶融池の前縁は、溶接方向に沿ってレーザビームの前に位置し、導入された金属成分は、表面処理鋼コンポーネントから溶融池中に放出された化学種と結合し、それにより溶接温度において溶融池内で安定した化合物が生じることを特徴とする方法が提供される。
【００１４】
次に、添付の図面を参照して本発明を説明するが、これは例示に過ぎず、幾つかの図全体にわたり、同一の参照符号は、同一の要素を示している。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態としての方法を実施するのに適したレーザ溶接システムの単純化された斜視図である。
【図２】本発明の実施形態としてのレーザ溶接方法を示す概略等角図である。
【図３】先行技術の方法を用いて形成された窒化鋼コンポーネント相互間のレーザ溶接部の断面輪郭形状を示す略図である。
【図４】本発明の実施形態としての方法を用いて形成された窒化鋼コンポーネントの相互間のレーザ溶接部の断面輪郭形状を示す略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下の説明は、当業者が本発明を構成して利用することができるようにするために提供されており、特定の用途及びその要件との関連で提供されている。開示する実施形態の種々の改造例は、当業者には容易に明らかであり、本発明の一般的原理は、本発明の範囲から逸脱することなく他の実施形態及び用途に利用できる。かくして、本発明は、開示する実施形態に限定されるものではなく、本明細書において開示する原理及び特徴と一致して最も広い範囲が与えられるものである。
【００１７】
図１を参照すると、本発明の実施形態としての方法を実施するのに適したレーザ溶接システムの単純化された略図が示されている。具体的に説明すると、図１のシステムは、窒化鋼コンポーネント並びに他形式の表面処理金属コンポーネントをレーザ溶接するのに適している。全体が符号１００で示されたこのシステムは、レーザ源（図示せず）、例えばディスクレーザを有する。特定の且つ非限定的な実施例を挙げると、レーザ源は、１０３０ｎｍの波長で４ｋＷという最大出力を有するトランプ（Trumpf）モデルTruDisk 4002レーザである。コア直径が６００μｍの光ファイバ（図示せず）を用いてレーザビームを送り出し、そして適当なレーザ溶接ヘッド１０４、例えばTrumpf D70レーザ溶接ヘッドを用いてレーザビームをワーク（被加工物）表面上に集束させる。この実施例では、溶接ヘッド１０４の視準レンズと集束レンズの両方は、２００ｍｍという焦点距離を有する。それ故、焦点でのビームスポット１０６のサイズは、直径が０．６ｍｍである。オプションとして、上述の特定の実施例に代えて、別の適当なレーザ源及び／又は別の適当な溶接ヘッドが用いられる。
【００１８】
図１に示されているシステム１００では、溶接ヘッド１０４は、図示されていないロボット、例えばＡＢＢモデルＩＲＢ４４００ロボットのエンドエフェクタに取り付けられる。例えば、ロボットは、溶接ヘッド１０４を動かしてリングギヤ１０８とスタンピングされた鋼の薄いディスク１１０との間で溶接を実施し、それによりフレックスプレートを形成するようプログラムされている。上述したように、リングギヤ１０８は、代表的には、その歯の硬度及び耐摩耗性を増大させるために炭化によって処理され、他方、スタンピングされるディスクは、低炭素鋼で作られて窒化される。この実施例では、スタンピングされたディスク１１０は、バレル磨きでガス窒化され、窒素の拡散厚さは、最小で０．４５ｍｍであり、化合物層厚さは、０．０１５ｍｍ以上である。窒化物層を備えたスタンピングディスク１１０の表面は、レーザ溶接されている継手中の突き合わせ面の一方である。
【００１９】
図１を更に参照すると、ワイヤ送り装置１１４を用いて金属コア付き溶加ワイヤ１１２を送って、すみ肉ワイヤとも通称されている溶加ワイヤ１１２の先端部分をビームスポット１０６の近くに位置決めする。ワイヤ送り装置１１４は、溶接ヘッド１０４に対するワイヤ送り装置１１４の位置が固定されるよう溶接ヘッド１０４に取り付けられている。溶接領域を酸化から保護するために公知の仕方でシールドガスノズル１１６を経てシールドガスが提供される。
【００２０】
次に図２を参照すると、本発明の実施形態としてのレーザ溶接方法の概略等角図が示されている。レーザ溶接方法の実施中、溶加ワイヤ１１２を溶接方向においてレーザビーム２０４の前に位置した場所で溶融池２００中に送り込み、その結果、溶融状態の溶加ワイヤ材料２０２が溶接されているコンポーネント相互間の継手中の溶融材料と効果的に混じり合う。レーザビーム２０４がワーク２０６ａ，２０６ｂの表面を照射しているときに生じて溶融池２００を形成する熱は、溶加ワイヤ１１６を溶融させるのに十分であり、その結果、溶加ワイヤ１１２の先端部分は、溶融池２００の前縁中に直接入り込むようになる。特定の且つ非限定的な実施例を挙げると、溶加ワイヤは、ステンレス鋼シース及びチタンを含む金属コアを有する。適当な市販の溶加ワイヤ（セレクト・アーク・インコーポレイテッド（Select Arc Inc.）製）は、重量％でＣ０．０３、Ｍｎ０．６０、Ｐ０．０１、Ｓ０．０１、Ｓｉ０．６９、Ｃｒ１１．９０、Ｔｉ１．００を含む金属コアを有する。
【００２１】
理論に束縛されるものではないが、以下が適用されると考えられる。互いに溶接されている２つのコンポーネント、この実施例では、リングギヤ１０８及びスタンピングディスク１１０の材料は、レーザビーム２０４が溶接方向に沿って動いているときにレーザビーム２０４の影響を受けて溶け、それにより、可動溶融池２００が形成される。スタンピングディスク１１０の窒化物層は、高温で溶融池２００内で分解して窒素を放出し、この窒素は、次に、金属コア付き溶加ワイヤ１１２から導入されるチタンと反応し、それにより窒化チタンが生じる。窒化チタンは、極めて高い融点（２９５０℃）を有し、溶融池２００内に存在する条件下においても化学的に安定している。かくして、レーザビーム２０４が溶接方向に沿って前進しているとき、窒素は、チタンに結合状態のままであり、溶融池２００が冷えて最終的に凝固しているときでも気泡を形成することがない。
【００２２】
図３及び図４は、先行技術の方法（図３）及び本発明の実施形態としての方法（図４）を用いて窒化鋼コンポーネント相互間に作られたレーザ溶接部を比較している。図３に示されているように、リングギヤ１０８とスタンピングディスク１１０との間に形成された溶接部３００は、大きなボイド又は細孔３０２を含み、これら大きなボイド又は細孔は、溶融池２００の迅速な冷却中に捕捉状態になった閉じ込め状態の窒素ガス気泡に対応している。具体的に説明すると、これら大きなボイド又は細孔３０２は、溶加ワイヤなしで先行技術の方法を用いて形成されたレーザ溶接部全体を通じて存在する。溶接部３００が外見的に許容できるが、ボイド又は細孔３０２の存在により、溶接部は、構造的に許容できないものになる。他方、図４に示されている溶接部４００は、図３に示されている溶接部と比較して減少した多孔性を示している。事実、溶接部４００の本体は、大きなボイド又は細孔を全く含んでいない。溶接部４００の根元部の近くにのみ識別可能な小さなボイドが存在するが、これらボイドは、溶加ワイヤ１１２からの材料が溶接部４００の底部のところでワークからの溶融材料と混合することができなかったために生じたものと考えられる。そういうわけで、溶接部４００の根元部の近くの小さなボイドの存在は、溶接部４００の強度に悪影響を及ぼすわけではない。例えば、接合インターフェースに沿って均等に分布された８セグメント溶接部を有する完成品としてのフレックスプレートの破壊試験では、この部品は、溶接部の破断前に３７，０００ｌｂ（１６，７８２．８ｋｇ）を超える力に耐えることができた。このことを念頭に置くと、部品のプッシュ試験に関する定格仕様は、１０，０００ｌｂ（４，５３６ｋｇ）である。
【００２３】
金属コア付き溶加ワイヤ１１２の合金成分は、特定の被膜を備えた鋼コンポーネントを互いに接合するために処方されるのが良い。このように、金属コア付き溶加ワイヤ１１２中のチタンは、特定の且つ非限定的な実施例により上述したように窒化物被膜を備えた鋼コンポーネントを互いに溶接するために使用できる。オプションとして、レーザ溶接と関連した窒素の問題を解決するため、金属コア付き溶加ワイヤ１１２においてチタンに代えてアルミニウムが用いられる。と言うのは、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）も又、高い分解温度融点を有し、溶融異形中で安定した化合物であるからである。さらにオプションとして、アルミニウム被覆鋼、例えばUsibor（登録商標）鋼のレーザビーム溶接に用いるために金属コア付き溶加ワイヤ中に亜鉛が含まれるのが良い。アルミニウムは、低い融点を有しており、アルミニウムは、液体Ｚｎとの迅速な相互作用を行う。溶融池内では、アルミニウムと亜鉛は、非常に高い蒸発温度（約２４５０℃）を有する液体化合物を生じ、それによりアルミニウム及び鉄の脆弱な化合物の生成が阻止され又は減少する。当然のことながら、他の変形例も又想定できる。
【００２４】
上述の説明は、本発明の複数の実施形態に関するが、本発明は、添付の特許請求の範囲の公正な意味から逸脱することなく、更に改造及び変更が可能であることが理解されよう。
【図１】
0006000970.tif 000002
【図２】
0006000970.tif 000003
【図３】
0006000970.tif 000004
【図４】
0006000970.tif 000005