OCTによる溶接溶け込み深さのインプロセス全数検査

OCT(光干渉断層計測)
によるインプロセス溶接
深さ検査で品質課題を解決


OCT(光干渉断層計測)
によるインプロセス溶接
深さ検査で品質課題を解決

レーザ溶接では、難しいとされる「溶接深さ検査」。
私たちは、OCT(光干渉断層計測)技術を活用したインプロセス溶接さ検査をガルバノスキャン光学系で実現しました。
この技術の活用で、従来からの、抜取りによる破壊検査からリアルタイムによる非破壊・全数検査が可能になります。
本ページでは、最新の「OCT溶接深さ検査(LW+OCT)」の特長や導入メリット、活用事例についてご紹介します。

レーザ溶接では、難しいとされる「溶接深さ検査」。
私たちは、OCT(光干渉断層計測)技術を活用したインプロセス溶接さ検査をガルバノスキャン光学系で実現しました。
この技術の活用で、従来からの、抜取りによる破壊検査からリアルタイムによる非破壊・全数検査が可能になります。
本ページでは、最新の「OCT溶接深さ検査(LW+OCT)」の特長や導入メリット、活用事例についてご紹介します。

1.レーザ溶接におけるOCTとは


1-1.OCTとは

OCTとは、Optical Coherence Tomographyの略称で、光干渉断層法とも呼ばれます。その歴史は、1985年に原理が報告され、眼科用の検査技術として発展し、その後に、産業用途として展開された技術です。
産業用途では、OCTの特徴を活かせるいくつかの用途で使用されていますが、左図のようなデバイス内部(SDカード内部)の撮像も可能です。

OCTとは、Optical Coherence Tomographyの略称で、光干渉断層法とも呼ばれます。その歴史は、1985年に原理が報告され、眼科用の検査技術として発展し、その後に、産業用途として展開された技術です。
産業用途では、OCTの特徴を活かせるいくつかの用途で使用されていますが、上図のようなデバイス内部(SDカード内部)の撮像も可能です。

眼科用検査の事例イラスト

1-2.OCTの原理

OCTの原理は、物体からの反射/散乱光を干渉計測することで,距離計測を行うもので、「光干渉を利用した精密な距離計測」と理解して下さい。

※左図に示すように、測定対象物(物体)からの物体光と参照ミラーからの参照光を干渉計測することで、距離を求める仕組みになります。

OCTの原理は、物体からの反射/散乱光を干渉計測することで,距離計測を行うもので、「光干渉を利用した精密な距離計測」と理解して下さい。

※上図に示すように、測定対象物(物体)からの物体光と参照ミラーからの参照光を干渉計測することで、距離を求める仕組みになります。

OCT原理解説イラスト

1-3.レーザ溶接におけるOCTの活用

活用例は、大きく下記の3つに分類できます。

  1. 溶接前検査:溶接前高さ検査、溶接前位置検査、シームトラッキング
  2. 溶接中検査:溶接深さ検査
  3. 溶接後検査:ビード幅検査,ビード高さ検査
3分類されたOCT活用例イラスト

「溶接深さ検査」への活用は、図に示すように、キーホール底の到達位置を測定することで、溶け込み深さとの相関が得られるため、「溶接深さ検査」として利用できます。

※「キーホール」とは、レーザ溶接中に生じる小さな穴(くぼみ)のことを指します。

キーホール底を精密に計測する解説イラスト

2.OCT溶接深さ検査(LW+OCT)の特長


  • ガルバノスキャン光学系にて、OCT溶接深さ検査を実現
  • 溶接中のウォブリング動作に追従したキーホール計測が可能
  • シングルモードファイバーレーザの使用においても計測可能
    (マイクロキーホールも測定可能)
  • 適用が難しいと言われているアルミ材も測定可能

※仕様等の細かな情報は、お問合せ、もしくはホワイトペーパー、カタログをご参照ください。

OCT搭載ガルバノスキャナーヘッドの画像

3.OCT溶接深さ検査(LW+OCT)の導入メリット


装置導入メリットの代表的なものを下記に示します。

  • 抜取りによる破壊検査からリアルタイムによる非破壊・全数検査が可能(インプロセス溶接保証へ展開可能)
  • 他の検査工程・検査工数の削減、稼働率向上が行えるため、Totalコストの削減が可能
  • 全数の溶接品質裏付けデータを集積・保管できるため、トレーサビリティが可能

また、現状の量産工程の課題として、

  • 過剰な検査・保全によるロス
  • 突発不具合による事後調査によるロス

上記2点など挙げられますが、OCT溶接深さ検査を導入後は、検査頻度、保全タイミングの最適化が図れ、Totalコストが削減可能になり、レーザ溶接工程の更なる効率化が実現できます。

OCT検査装置を導入したメリットの解説イラスト

4.OCT溶接深さ検査(LW+OCT)の事例


OCT溶接深さ検査の事例の一部をご紹介します。さらに詳しく知りたい方はホワイトペーパー(基礎編、応用編)をダウンロードしてご確認下さい。

OCT溶接深さ検査の事例の一部をご紹介します。さらに詳しく知りたい方はホワイトペーパー(基礎編、応用編)をダウンロードしてご確認下さい。


4-1.OCT溶接深さ検査の事例1:アルミ材のウォブリング溶接

4-2.OCT溶接深さ検査の事例2:銅材のレーザ出力変動時