JP7353545B2 - 接合界面の評価方法および接合界面の評価装置 - Google Patents
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Description
図1乃至図5は、本発明の実施の形態の接合界面の評価方法および接合界面の評価装置を示している。
図1に示すように、本発明の実施の形態の接合界面の評価装置10は、材料1a,1b同士の接合界面2の接合状態を評価するための接合界面の評価装置10であって、探触子11と解析評価手段12とを有している。
探触子11などの送信手段の入射面積が小さいほど、横波の入射効率が相対的に高くなることを確認する実験を行った。まず、パルスレーザーにより縦波および横波を発生させる実験を行った。実験では、音速が5500m/s、厚みが20mmのガラス板を用い、ガラス板の端面の1点にパルスレーザーを照射して熱膨張を発生させ、縦波を発生させた。発生した波がガラス板中を伝搬する様子を、光弾性可視化法で観察した。レーザー照射から3秒後の伝搬の様子を、図2に示す。図2に示すように、縦波だけでなく、横波、ヘッドウェーブ、表面波(SSCWなど)の波面が認められる。このことから、点音源や線音源のように入射面積が小さい場合には、横波の入射効率が相対的に高くなり、試料表面から縦波と横波が入射しやすくなるため、反射信号および透過信号の計測により、接合状態の評価が可能になるといえる。
縦波と横波とを利用した場合の効果について検討するため、材料1a,1b同士をスポット溶接した接合界面2に対して、縦波の透過信号および横波の透過信号の測定を行った。測定は、図5(A)に示すように、スポット溶接部にナゲットが形成され、その周囲にコロナボンドが形成されている構造、および、図5(B)に示すように、スポット溶接部にナゲットが形成されず、全てコロナボンド構造の模擬材料に対して行った。測定には、非特許文献1に示す、超音波を利用した水浸映像法を使用した。
2 接合界面
10 接合界面の評価装置
11 探触子
12 解析評価手段
Claims (8)
- 材料同士の接合界面の接合状態を評価する接合界面の評価方法であって、
前記接合界面に対してほぼ垂直方向に、超音波の縦波と横波とを同時に送信する送信工程と、
前記送信工程で送信した前記縦波の、前記接合界面で反射した反射信号および/または前記接合界面を透過した透過信号と、前記送信工程で送信した前記横波の、前記接合界面で反射した反射信号および/または前記接合界面を透過した透過信号とを受信する受信工程と、
前記受信工程で受信した信号のうち、前記縦波の前記透過信号の所定の物理量と前記横波の前記反射信号の所定の物理量との差、前記縦波の前記反射信号の所定の物理量と前記横波の前記透過信号の所定の物理量との差、または、前記縦波の前記反射信号の所定の物理量と前記横波の前記反射信号の所定の物理量との差に基づいて、前記接合界面の接合状態として、前記接合界面の接合面積、界面の開口または接合強度を評価する評価工程とを有し、
前記物理量は、前記反射信号または前記透過信号の波形、振幅またはスペクトラムであることを
特徴とする接合界面の評価方法。 - 前記送信工程は、探触子から前記縦波および前記横波を送信し、
前記受信工程は、前記反射信号および/または前記透過信号を前記探触子で受信することを
特徴とする請求項1記載の接合界面の評価方法。 - 前記送信工程は、複数の探触子から、それぞれ前記縦波および前記横波を送信し、
前記受信工程は、各探触子の前記反射信号および/または前記透過信号を、各探触子で受信することを
特徴とする請求項1記載の接合界面の評価方法。 - 前記探触子は、径が10mm以下であることを特徴とする請求項4または5記載の接合界面の評価方法。
- 材料同士の接合界面の接合状態を評価するための接合界面の評価装置であって、
前記接合界面に対してほぼ垂直方向に、超音波の縦波と横波とを同時に送信可能に設けられた送信手段と、
前記送信手段から送信した前記縦波の、前記接合界面で反射した反射信号および/または前記接合界面を透過した透過信号と、前記送信手段から送信した前記横波の、前記接合界面で反射した反射信号および/または前記接合界面を透過した透過信号とを受信可能に設けられた受信手段と、
前記受信手段で受信した信号のうち、前記縦波の前記透過信号の所定の物理量と前記横波の前記反射信号の所定の物理量との差、前記縦波の前記反射信号の所定の物理量と前記横波の前記透過信号の所定の物理量との差、または、前記縦波の前記反射信号の所定の物理量と前記横波の前記反射信号の所定の物理量との差に基づいて、前記接合界面の接合状態として、前記接合界面の接合面積、界面の開口または接合強度を評価するよう構成された解析評価手段とを有し、
前記物理量は、前記反射信号または前記透過信号の波形、振幅またはスペクトラムであることを
特徴とする接合界面の評価装置。 - 超音波を送信可能かつ受信可能に設けられた一つの探触子を有し、
前記送信手段は、前記探触子から前記縦波および前記横波を送信するよう構成されており、
前記受信手段は、前記探触子で前記反射信号および/または前記透過信号を受信するよう構成されていることを
特徴とする請求項8記載の接合界面の評価装置。 - 超音波を送信可能かつ受信可能に設けられた複数の探触子を有し、
前記送信手段は、各探触子から、それぞれ前記縦波および前記横波を送信するよう構成されており、
前記受信手段は、各探触子の前記反射信号および/または前記透過信号を、各探触子で受信するよう構成されていることを
特徴とする請求項8記載の接合界面の評価装置。 - 前記探触子は、径が10mm以下であることを特徴とする請求項11または12記載の接合界面の評価装置。
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