JPH03198985A - 電子ビーム溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、電子ビーム溶接装置に関する。

〈従来の技術およびその課題〉 最近の自動車産業やエレクトロニクス技術の急速な進展
にともなって、金属の局所微小領域の溶接に最適な電子
ビーム溶接が使用され、と（にその中でも細い電子ビー
ムを得ることのできる高電圧電子ビーム溶接が試行され
るようになってきている。

従来から、このような電子ビーム溶接の際に、しばしば
起こる溶接部のマイクロクラックが品質上の問題点とな
り、この状況を的６１に見出す方法の開発が切望されて
きたが、現在にいたるまで適当な手段が見当たらないの
が実情である。特に、この溶接部におけてその深さ方向
にわたっての情報を得ることが不可欠である。

一方、本出願人は、微小領域の結晶方位あるいは歪量を
測定する手法として、ｌＯ〜５０ｋＶ程度の走査電子Ｗ
４ｍ鏡像（以下、ＳＥＭ像という）を利用したコツセル
線解析手法を従来のマイクロラウエやエッチピット法に
代わって利用し始めた。

この手法は、本出願人がさきに特公昭６３−’　１５３
３号公報および実公昭５７−４７７９１号公報において
開示したように、走査型電子顕微鏡とコツセルカメラと
を組み合わせ、結晶解析すべき微小領域に走査電子ＷＡ
微鏡の直径数ミクロンまで絞りこんだ電子線を照射して
、微小領域中の原子が励起されて発生したコツセル線の
像をコツセルカメラによって撮影するようにしたもので
ある。

しかしながら、上記の手法はＸ線フィルムを用いている
都合上、装置へのフィルムのセツティング、フィルムの
現像、定着、フィルムの解析などに時間と労力がかかり
、広範囲の集合組織に関する情報を得るのは大変困難で
あった。

このような欠点を解決する手段として、本出願人はさら
に特開昭５６−２６２４８号公報においてＸ線イメージ
インテンシファイヤを用いたＸ線コツセル回折像観察装
置を提案した。この装置は、従来のＸ線フィルムに代ね
、てＸｗＡイメージインテンシフ１イヤの出力をデジタ
ルデータに変換してブラウン管上に表示させることがで
きる。

しかしながら、このようにして得られるコツセル回折像
もそのままでは実験データとして使用することができず
、コツセル回折像解析にあたり誤差を最小限に抑えるた
めにも、また省力化のためにも、解析の自動化が不可欠
のものであった。

ところで、１９６０年代の初頭からコンピュータによる
画像解析法が発達し、Ｘ線ラウェ法や電子線回折法によ
る回折スポットの距離の自動測定などが行われてきてい
るが、本出願人はＸ線イメージインテンシファイヤに画
像解析装置を接続することによりコツセル線像の方位、
歪量解析の自動化が可能であると考え、多数のデータを
高精度にしかも短時間に処理できるものとして、特開昭
６０−１６６８４７号公報において上記した欠点を解消
し、自動的にコツセル線像の方位、歪量を解析すること
によって、多数のデータを高精度、短時間に処理でき誤
差も少ないＸ線コツセル回折像解析装置を提案した。

このＸ線コツセル回折像解析装置の内容は、Ｘ線イメー
ジインテンシファイヤと、その出力を記憶する画像メモ
リに記憶したデータを読み出して信号処理を行う信号処
理装置とよりなり、ｘ１ｓイメージインテンシファイヤ
にＸ線コツセル回折線を投射して得たデータを信号処理
することによって、コツセル回折線をデジタル画像とし
て観察可能なＸ線コツセル回折像解析装置において、コ
ツセル回折線上における画面上の原点からの最短距離部
を求めるために必要な処理を行う画像処理装置と、最短
距離部におけるコツセル回折線の線幅および曲率を求め
る画像解析装置と、求めたコツセル回折線の線幅および
曲率から歪量および結晶方位を求める換算装置と、求め
た歪量および結晶方位を表示する表示装置とを具えるよ
うにしたものである。

さらに、本出願人は特開昭６２−１１９４４５号、同６
２−２６５６８５号および同６２−２６５６８７号公報
において、コツセル像を使用して個々の結晶粒の粒界表
示および結晶方位のステレオ三角形を用いてのカラー表
示および歪量の定量的な表示法を開示した。

二のように、本出願人は、これらのコツセル装置やコツ
セル像の解析１表示法に至るまでの一連の開発技術を開
示してきたが、しかしながら、これらの中での最大の問
題点は、本来連続発散Ｘ線は３０ｋＶ程度の加速電圧で
は弱すぎるため、これをコツセル像として検出するには
Ｘ線イメージインテンシファイヤの精度を高めねばなら
ないという点である。

本発明は、上記のような課題を解決すべくしてなされた
ものであって、微小領域の結晶方位および歪量を測定す
るコツセル回折像観察装置を備えた電子ビーム溶接装置
を提供することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、１００ｋＶ以上の高い加速電圧を使用する電
子銃から出射した電子ビームを収束レンズと対物レンズ
を介して被溶接試料上の微小領域に焦点を結んで溶接す
る電子ビーム溶接装置に、前記電子ビームで励起されて
前記微小領域から放出するコツセル線を検出するＸ線イ
メージインテンシファイヤと、このＸ線イメージインテ
ンシファイヤに入射するＸ線強度を一定に調整するフィ
ルタ装置と、該Ｘ線イメージ・インテンシファイヤの出
力を記憶せしめるイメージメモリと、゛該イメージメモ
リに記憶させたデータを読み出して信号処理を行う信号
処理装置とからなるＸ線コツセル回折像観察装置を備え
たことを特徴とする電子ビーム溶接装置である。

〈作　川〉 本発明者は、Ｘ線イメージインテンシファイヤの精度を
高めてコツセル像の検出を確実に検出するべ（鋭意検討
した結果、１００ｋＶ以上の高電圧を使用した電子ビー
ムによってＸ線の強度を高めることができ、それにより
電子ビーム溶接を行った局所位置の結晶方位および歪量
をそのまま直接測定することが可能であることを見出し
、本発明を完成させるに至ったものである。

ずなわら、本発明によれば、１００ｋＶ以上の高電圧を
使用することにより通常の場合に比較して大量に発生す
るＸ線強度を、フィルタ装置を用いて一定に調整するよ
うにしたので、加速電圧が強化されることによって、溶
接部の深さ方向にわたって一様に安定したコツセル像を
撮影することが可能である。

〈実施例〉 以下に、第１図を用いて本発明の実施例について詳しく
説明する。

図において、ｌは、１００ｋＶ以上の高い加速電圧を使
用する電子銃であり、この電子銃ｌから出射した電子ビ
ームＥＢは、収束レンズ２．対物レンズ３を介して被溶
接試料４上の微小領域に焦点Ｓを結び溶接が施される。

このとき、焦点Ｓの微小領域からは電子ビームＥＢで励
起されてコツセル線（反射特性発散Ｘ線）が放出される
。

５は、コツセル線を検出するＸ線イメージインテンシフ
ァイヤであり、その受光面に高感度センサ６が設けられ
ている。

７は、フィルタ装置であり、第２図に示すように、膜厚
の異なる複数の円形のフィルタニレメン）７ａ、７ｂ、
７ｃ・・・７ｎを格納した円板からなり、高感度センサ
６に入射するＸ線強度を一定にする機能を有する。すな
わち、Ｘ線強度感知装置８によって被溶接試料４から放
出されるＸ線強度を感知して、その情報をフィルタ装置
ｆ７に伝達することにより、フィルタ装置７を図示しな
い駆動装置を介して回転させて、高感度センサ６に入射
するＸ線強度が一定になるような膜厚のフィルタエレメ
ントが選定される。

９は、Ｘ線イメージインテンシファイヤ５から出力され
るアナログ信号をデジタル信号に変換処理する信号処理
装置である。すなわち、Ｘ線イメージインテンシファイ
ヤ５からの出力であるアナログ信号は、−旦増幅された
後、信号処理装置９に設けられたパルス発生回路１０と
積算回路１１からなるＡ／Ｄ変換器１２によって、制御
装置ｆ１３の制御のちとにデジタル信号に変換され、イ
メージメモ１月４に記憶される。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １００ｋＶ以上の高い加速電圧を使用する電子銃から出
   射した電子ビームを収束レンズと対物レンズを介して被
   溶接試料上の微小領域に焦点を結んで溶接する電子ビー
   ム溶接装置に、前記電子ビームで励起されて前記微小領
   域から放出するコッセル線を検出するＸ線イメージイン
   テンシファイヤと、このＸ線イメージインテンシファイ
   ヤに入射するＸ線強度を一定に調整するフィルタ装置と
   、該Ｘ線イメージインテンシファイヤの出力を記憶せし
   めるイメージメモリと、該イメージメモリに記憶させた
   データを読み出して信号処理を行う信号処理装置とから
   なるＸ線コッセル回折像観察装置を備えたことを特徴と
   する電子ビーム溶接装置。