はじめに アーク撮影技法の基礎知識
アーク溶接現象を撮影するための基礎知識を紹介します。一般的には、カメラやパソコンなどの撮影機材を溶接現場に持ち込み撮影することになります。アーク溶接の場合には、1cm程度の非常に狭い空間が撮影対象となり、眼に有害な1万度を超える明るいアークが発生し、条件によっては高温のスパッタも飛散する環境での撮影となります。希望する大きさの画像を満足できる画質で撮影するためには、撮影する対象のアーク溶接とカメラに関する知識と、さらに使用するパソコンと撮影した画像データに関する知識が必要となります。
撮影対象が、（１）アーク溶接をしている全体の状況か、（２）トーチを含めた比較的狭い領域か、（３）アークプラズマあるいは溶融している領域（溶融池）かによって、撮影の仕方が変わります。全体の状況を撮影する場合には、アークが発生している領域は非常に小さく、また、ある程度の距離がありますから、アーク光の輝度は距離の二乗に反比例して減衰します。アークが局所的にオーバフローしても全体の明るさにはほとんど影響がなく、比較的簡単に欲しい画質と大きさの映像を撮影することが可能です。
撮影する領域が狭くなるのに伴い、周囲の明るさに対してアークの光が強くなり無視できなくなるため、欲しい領域を求める画質で撮影することは難しくなります。特に、溶融している領域を撮影するためには、カメラをアークが発生しているすぐ近くまで接近させる必要があるため、全体のコントラストだけでなく、アークによる熱やスパッタに対する防護も必要となります。全体の状況からアークに接近するにつれて背景が撮影されなくなる様子にも注目してください。
21世紀に入ってからの情報と通信技術の進展は目覚しく、非常に便利な生活ができていますが、ほとんどの技術がブラックボックス化しており、使い方しか分からないことが多すぎると感じています。高速度ビデオを用いてアーク現象を観察する上で、知っておいたほうが好ましい基礎的な情報を紹介します。
右図にGMA溶接プロセスを高速度ビデオカメラで撮影する概念図を示します。アーク現象は、狭い領域で高速度かつ比較的規則な繰り返し現象ではあるものの、揺らぎが大きく、強力な発光現象を伴うことが、特徴です。
最近の高速度ビデオカメラは非常に高性能であり、価格も一般的に使用可能な額になってきており、よく使われる機器になっています。高速度ビデオを使いこなす上で、有用と考えている基礎的な事項について紹介しています。また、英語版をリニューアルし、動画一覧のリストを作成しています。この一覧から高速度ビデオで撮影した映像を再生できるようにしています。
次ページ 2014.10.01作成 2017.6.21改定