アーク撮影技法の基礎知識：さまざまな撮影手法(概略)(概略)
アーク現象を撮影するときに、アーク光に対抗できる効率的な照明があれば、観察したい背景領域を明瞭に撮影できるようになります。レーザ光がアーク現象の撮影に有効なことは、前節で紹介しました。右図に照明を利用した撮影手法の画略図を示します。右の写真のように、カメラと照明が同じ方向でも、十分な光量の照明が用意できれば撮影を実行するのに何の問題もありません。アークはほとんど
判別できないくらいになっており、背景と溶融池及び溶融池表面のアノード領域とスラグが明瞭に観察できます。この映像の撮影には、レーザ照明２基をカメラの両横に設置して投光しています。
照明のパワーが不足している場合には、カメラに対向した位置に照明を設置するのが効率的です。一般に、溶融池表面は平坦であり、溶融池に入射した照明光はほとんど全反射します。溶融池表面が平らであることはあまり無く、
中央部が盛り上がった凸型もしくは押し下げられた凹型曲面になっています。このため、照明光がカメラに入り込むことは局所部に限定されます。背景の固体部分には微細な凹凸が存在するため右図に示すように、多くの光はカメラ側に反射されますが、一部は散乱します。散乱光の強度は全反射の方向に近いほど強いので、固体部分は明るく撮影されます。
実際に、右図にカメラの反対側に照明を配置して撮影した例を示します。母材の身溶融部が明瞭に撮影できています。溶融池表面は暗くなっていますが、照明光が全反射する領域が明るく撮影されています。
GMA溶接における溶滴移行現象の撮影では、右下図に示すようにカメラと対向した位置に照明を配置し、アーク光を消して、光が透過しない溶滴部以外が明るく撮影されるようにします。以前は、アーク光に対応できる光源として
カーボンアークなどが利用されていました。カーボンアーク光源位置が遠いと照明効果が減衰し、近すぎると肝心の溶接アークに影響が出るなど、取り扱いには注意が必要でした。
現在では、右下図に示すように、適切な干渉フィルタを用いれば照明なしでも溶滴を明瞭に撮影することができます。
また、条件を適切に設定すればアーク発生部も同時に観察できます。
アークの状態を観察したい場合には、現象を把握するのに適切な波長の組を選定し、透過波長を変えて順次撮影することにより金属蒸気の影響やプラズマ温度に関する情報を得ることができます。
狭開先溶接のように開先内部の深い位置における溶滴移行現象を観察するのは、通常の方法では不可能です。
溶接線の前方からの撮影は可能ですが、トーチ移動の場合には、ピントの合う範囲(被写界深度)が短いため、一瞬しか撮影できない場合が多く、なかなか、求める減少が生起する瞬間を撮影することはできません。
特に、電子ビーム溶接やレーザ溶接などの深溶込溶接では、側面からＸ線を照射して内部を撮影する
などの特殊な方法を用いる必要があります。Ｘ線を利用する方法は1970年代後半から試みられており、現在では感光剤を塗りつけたフィルムの代わりにIP（イメージングプレート）やFPD(フラットパネルディテクター)を使う、CR(コンピューテッドラジオグラフィー）が主流になっています。また、被撮影部材でのX線の減衰が大きい場合には、II(イメージインテンシファイヤー)を使用して増感して、高速度撮影することも可能となっています。
次ページ 2014.10.02作成 2017.1.21改定