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溶接

ファイバーレーザーによる溶接

ファイバーレーザーによる溶接

レーザー溶接をCAVILUXで可視化しました。溶融池内のスラグ流動や溶融部・凝固部の境界が、鮮明に観察できます。

左:通常の撮影
照射箇所の発光強度が非常に強く、溶融池や材料はほとんど見えない。

中央:バンドパスフィルタ810nmを使用
一般的な溶接の撮影。溶融池や材料の凝固状態が何とか見えるものの、
レーザーの照射による発光及びヒュームの輝度が高く可視化を邪魔している。

右:CAVILUX、バンドパスフィルタ810nmを使用
レーザー光及びヒュームの発光を抑えて溶融池がはっきりと観察でき、液体と固体の界面の様子及び溶融池の酸化被膜の動きも観察できる。

撮影協力:広島大学 山本先生

使用機材

小型・多機能ハイスピードカメラPhantom VEO-E310
小型・多機能ハイスピードカメラPhantom VEO-E310

撮影条件

撮影速度:5,900コマ/秒
画素数: 640×800ピクセル
露光時間:1μ秒

可視化用レーザー照明CAVILUX Smart
可視化用レーザー照明CAVILUX Smart

撮影条件

出力:500W
波長:810nm
画素数: 640×800ピクセル
露光時間:1μ秒

MAG溶接の可視化

MAG溶接の挙動を、PhantomM310とCaviluxSmartを用いて可視化しました。

700Aの大電流でのMAG溶接の溶融池、スパッタ飛散の様子が鮮明に捉えられています。通常の撮影であれば、アークの影響により、発光部分と周辺部分の輝度差が激しく、周辺部やスパッタの鮮明な画像取得は難しい場合が多いです。しかしながら、この撮影時にはハイスピードカメラにレーザー照明Caviluxを組み合わせることにより、アークの発光やヒュームを抑え、周辺部の挙動を鮮明に捉えることに成功しました。

使用機材

小型・多機能ハイスピードカメラPhantom VEO-E310
小型・多機能ハイスピードカメラPhantom VEO-E310

撮影条件

撮影速度:3,000コマ/秒
画素数: 1,280×800ピクセル
露光時間:1μ秒

可視化用レーザー照明CAVILUX Smart
可視化用レーザー照明CAVILUX Smart

撮影条件

出力:400W
波長:640nm
パルス幅:300n秒

溶融池の温度計測

溶融池の温度計測
ファイバーレーザーによる溶接

レーザー溶接中の母材の溶融池から凝固部にかけての温度分布を計測しました。母材の状態が固体・液体、酸化被膜の有無に関わらず、放射率の補正をせずに温度分布を計測することが可能です。

撮影機種:Thermera NIR
温度域:800-1,900℃

使用機材

2色式熱画像計測システムThermera
2色式熱画像計測システムThermera

撮影条件

温度域:800-1,900℃

金属3Dプリンター  温度計測  パウダーベッド方式

金属3Dプリンターの温度計測事例です。通常のレーザ溶接と異なり、ビード幅が非常に小さいため、超作動のマイクロスコープを用いており、当画像の推定視野は400umです。拡大撮影にも関わらず、スパッタや粒子の飛散等も明るく撮影できています。温度は被写体の材質(放射率)によらない2色式温度計測手法を用いています。

使用機材

小型・多機能ハイスピードカメラPhantomVEO710S
小型・多機能ハイスピードカメラPhantomVEO710S

撮影条件

撮影速度:20,000コマ/秒
画素数: 640×800ピクセル
露光時間:1μ秒

金属3Dプリンター 温度計測 レーザメタルデポジション方式

金属3Dプリンターの可視化、温度計測事例です。視野幅は約5mmです。画像左側はCAVILUXを用いて、溶接の発光を消しています。画像右側は温度解析元画像及び、温度解析結果となります。温度は被写体の材質(放射率)によらない2色式温度計測手法を用いています。

撮影協力:大阪府立産業技術総合研究所

使用機材

小型・多機能ハイスピードカメラPhantom VEO-E310
小型・多機能ハイスピードカメラPhantom VEO-E310

撮影条件

撮影速度:10,000コマ/秒
画素数: 640×480ピクセル
露光時間:1μ秒

TIG溶接可視化

TIG溶接を秒30コマの速度で可視化しました。 溶融部だけでなく、トーチの位置や溶加棒の溶け具合まで見ることができ、より幅広い要素から溶接を理解することができます。

使用機材

Cavitar Welding Camera C200
Cavitar Welding Camera C200

撮影条件

バンドパスフィルター+可視化用レーザー照明
画素数: 1,440x1,080ピクセル
撮影速度:30fps

被覆アーク溶接可視化

被覆アーク溶接を秒30コマの速度で可視化しました。
低水素棒を使用してアークを発生させるところから可視化が可能です。
従来、アーク光を照明として可視化していましたが、溶融部以外が見ずらいという問題がありました。
このカメラでは、カメラからレーザー照明が照射されるため、アークが発生していない状態から同じ状態で可視化が可能となっています。
スラグとプールの区別がわかり、今まで伝えることが難しかった「スラグが追いかけてくる」という現象を映像で伝えることができるようになります。

溶接可視化システム一覧:
https://www.nobby-tech.co.jp/measure/welding.html

使用機材

Cavitar Welding Camera C200
Cavitar Welding Camera C200

撮影条件

バンドパスフィルター+可視化用レーザー照明
・画素数: 1,440x1,080ピクセル
・撮影速度:30fps

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