(57)【要約】【課題】たとえばレーザトーチとワークを離間して溶接するリモート溶接において、ワークの溶接部の溶接状態を精緻に検査することができる溶接部の検査装置とその検査方法を提供する。【解決手段】ワークＷ１、Ｗ２に設定された溶接軌跡Ｃ１１、Ｃ１２に沿って溶接用レーザ光Ｌ１を複数回照射し、もしくは、溶接用レーザ光Ｌ１によって溶融されたワークＷ１、Ｗ２の溶融池Ｙ１に設定された走査軌跡Ｃ５１、Ｃ５２に沿って検査用レーザ光Ｌ５を複数回照射し、ワークの溶融池Ｙ１からの反射光、ワークの溶融蒸発によって生じる蒸気発光、およびワークの溶融池Ｙ１から放射される熱放射光を含む戻り光Ｌ２を受光し、戻り光Ｌ２から蒸気発光を含む短波長成分Ｌ２ａと熱放射光を含む長波長成分Ｌ２ｂを抽出し、短波長成分Ｌ２ａの強度と長波長成分Ｌ２ｂの強度の比率に基づいてワークの溶接部の溶接状態を検査する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のワーク同士を溶接する際に形成される溶接部の溶接状態を検査する溶接部の検査装置であって、
ワーク同士を溶接するために該ワークに設定された溶接軌跡に沿って溶接用レーザ光を複数回照射する、もしくは、溶接用レーザ光によって溶融されたワークの溶融池に設定された走査軌跡に沿って検査用レーザ光を複数回照射する照射部と、
前記照射部によって照射された溶接用レーザ光もしくは検査用レーザ光によるワークの溶融池からの反射光、ワークの溶融蒸発によって生じる蒸気発光、およびワークの溶融池から放射される熱放射光を含む戻り光を受光する受光部と、
前記受光部によって受光される戻り光から、蒸気発光を含む第１成分と熱放射光を含む第２成分を抽出する抽出部と、
前記抽出部によって抽出された第１成分の強度と第２成分の強度の比率に基づいて、前記ワークの溶接部の溶接状態を検査する検査部と、を備えている溶接部の検査装置。
【請求項２】
前記検査部は、第１成分の強度と第２成分の強度の比率もしくは第１成分の強度と第２成分の強度の比率の累乗にフーリエ変換を施して前記ワークの溶接部の溶接状態を検査するようになっている、請求項１に記載の溶接部の検査装置。
【請求項３】
前記検査部は、第１成分の強度と第２成分の強度の比率もしくは第１成分の強度と第２成分の強度の比率の累乗にフーリエ変換を施して検出される基本周波数の複数倍の周波数における振幅に基づいて、前記ワークの溶接部の溶接状態を検査するようになっている、請求項２に記載の溶接部の検査装置。
【請求項４】
前記抽出部は、前記受光部によって受光される戻り光を少なくとも蒸気発光を含む第１成分と熱放射光を含む第２成分に分光して、前記戻り光から蒸気発光を含む第１成分と熱放射光を含む第２成分を抽出するようになっている、請求項１から３のいずれか一項に記載の溶接部の検査装置。
【請求項５】
複数のワーク同士を溶接する際に形成される溶接部の溶接状態を検査する溶接部の検査方法であって、
ワーク同士を溶接するために該ワークに設定された溶接軌跡に沿って溶接用レーザ光を複数回照射し、もしくは、溶接用レーザ光によって溶融されたワークの溶融池に設定された走査軌跡に沿って検査用レーザ光を複数回照射し、前記溶接用レーザ光もしくは検査用レーザ光によるワークの溶融池からの反射光、ワークの溶融蒸発によって生じる蒸気発光、およびワークの溶融池から放射される熱放射光を含む戻り光を受光する第１のステップと、
戻り光から蒸気発光を含む第１成分と熱放射光を含む第２成分を抽出する第２のステップと、
第１成分の強度と第２成分の強度の比率に基づいて前記ワークの溶接部の溶接状態を検査する第３のステップと、からなる溶接部の検査方法。
【請求項６】
前記第３のステップにおいて、第１成分の強度と第２成分の強度の比率もしくは第１成分の強度と第２成分の強度の比率の累乗にフーリエ変換を施して前記ワークの溶接部の溶接状態を検査する、請求項５に記載の溶接部の検査方法。
【請求項７】
前記第３のステップにおいて、第１成分の強度と第２成分の強度の比率もしくは第１成分の強度と第２成分の強度の比率の累乗にフーリエ変換を施して検出される基本周波数の複数倍の周波数における振幅に基づいて、前記ワークの溶接部の溶接状態を検査する、請求項６に記載の溶接部の検査方法。
【請求項８】
前記第２のステップにおいて、戻り光を少なくとも蒸気発光を含む第１成分と熱放射光を含む第２成分に分光して、前記戻り光から蒸気発光を含む第１成分と熱放射光を含む第２成分を抽出する、請求項５から７のいずれか一項に記載の溶接部の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は溶接部の検査装置とその検査方法に関し、たとえばレーザ光で複数のワーク同士を溶接する際に形成される溶接部の溶接状態を検査する検査装置とその検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、たとえば二枚の鋼板を重ね合わせてレーザ溶接する際には、そのレーザ溶接によって形成される溶接部の品質評価が行われている。このようなレーザ溶接による溶接部の品質評価の一例として、たとえば特許文献１には、レーザ光の反射光を用いてレーザ溶接の品質評価を行う技術が開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示されているレーザ溶接品質判定システムは、レーザトーチから例えばＹＡＧレーザを照射し、第１の受光出力手段によってレーザ反射光を溶接進行方向の前方斜め上方から受光し、第２の受光出力手段によって蒸気発光（プルーム）やレーザ反射光を含む溶接光をレーザ光の照射方向と同軸方向にて受光し、この所定の２方向から同時に受光されたレーザ反射光と溶接光をそれらの強度に応じた電気信号に変換し、この電気信号の信号強度またはその変化に基づいて溶接品質を判定するシステムである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−８７０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されているレーザ溶接品質判定システムによれば、所定の異なる２方向からレーザ反射光と溶接光を同時に受光し、それぞれの受光信号強度と適宜に設定された閾値を比較することによって、たとえば鋼板間の隙間を埋めるために溶接ビードが窪んでしまう引け溶接（アンダーフィル）、鋼板間の隙間が過大であるために上下の鋼板同士が接合しない未接合溶接、やはり鋼板間の隙間が過大であるためにビードが陥没する落ち溶接、熱バランスの変動などに起因して突発的にビードが無くなる溶断溶接、穴あき溶接などといった多様な形態の溶接不良のいずれか一つが生じていることを判定することができる。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されているレーザ溶接品質判定システムにおいては、たとえばレーザトーチとワーク（鋼板）とが離間している場合に、受光されたレーザ反射光や溶接光から得られる電気信号が微弱となるため、溶接不良の判定精度が低下する可能性がある。特に、レーザ溶接時にビードが陥没する落ち溶接などにおいては、溶接不良に起因する電気信号の変化が小さくなるため、ワークの溶接不良を精緻に検出することができないといった問題が生じ得る。さらに、ワークの溶融蒸発によって生じる蒸気発光やワークの溶融池から放射される熱放射光はワーク温度に応じて変化し、受光されたレーザ反射光や溶接光から得られる電気信号およびレーザ溶接品質を判定するための閾値がワーク温度に応じて変化することが知られており、レーザ溶接時のワーク温度の変動が大きい場合には、ワークの溶接不良の判定精度が更に低下するといった問題が生じ得る。
【０００７】
本発明は上記する課題に鑑みてなされたものであり、たとえばレーザトーチとワークを離間して溶接するリモート溶接において、ワークの溶接部の溶接状態を精緻に検査することができる溶接部の検査装置とその検査方法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】
【０００８】
前記目的を達成すべく、本発明者等は、鋭意研究の結果、ワークに対して溶接用レーザ光や検査用レーザ光を照射した際に受光される戻り光のうち蒸気発光を含む第１成分と熱放射光を含む第２成分の強度比率が、ワークに形成される溶接部の溶接状態と密接に関連することを見出した。
【０００９】
すなわち、本発明による溶接部の検査装置は、複数のワーク同士を溶接する際に形成される溶接部の溶接状態を検査する溶接部の検査装置であって、ワーク同士を溶接するために該ワークに設定された溶接軌跡に沿って溶接用レーザ光を複数回照射する、もしくは、溶接用レーザ光によって溶融されたワークの溶融池に設定された走査軌跡に沿って検査用レーザ光を複数回照射する照射部と、前記照射部によって照射された溶接用レーザ光もしくは検査用レーザ光によるワークの溶融池からの反射光、ワークの溶融蒸発によって生じる蒸気発光、およびワークの溶融池から放射される熱放射光を含む戻り光を受光する受光部と、前記受光部によって受光される戻り光から、蒸気発光を含む第１成分と熱放射光を含む第２成分を抽出する抽出部と、前記抽出部によって抽出された第１成分の強度と第２成分の強度の比率に基づいて、前記ワークの溶接部の溶接状態を検査する検査部と、を備えているものである。
【００１０】
ワークの溶接部に溶接欠陥が存在し、ワークに設定された溶接軌跡に沿って照射される溶接用レーザ光やワークの溶融池に設定された走査軌跡に沿って照射される検査用レーザ光がその溶接欠陥上を通る場合、戻り光のうち蒸気発光を含む第１成分の強度と熱放射光を含む第２成分の強度は略同一の周期で変化するものの、その強度波形は相違する。そのため、第１成分の強度と第２成分の強度の比率を算出すると、その比率には略同一の周期で変化し且つ位相のずれた複数の波形が混在することとなり、ワークの溶接部の溶接欠陥に起因する周期的な変化が増幅されると考えられる。
【００１１】
上記する溶接部の検査装置によれば、溶接用レーザ光を溶接軌跡に沿って複数回照射した際もしくは検査用レーザ光を走査軌跡に沿って複数回照射した際に受光部で受光される戻り光から、蒸気発光を含む第１成分と熱放射光を含む第２成分を抽出し、その第１成分の強度と第２成分の強度の比率に基づいて、ワークの溶接部の溶接状態を検査することによって、たとえば照射部とワークを離間して溶接するリモート溶接において、受光部で受光される戻り光から得られる電気信号が微弱となる場合や、受光部で受光される戻り光の強度がワーク温度の変化に応じて変化する場合であっても、ワークの溶接部の溶接欠陥に起因する周期的な変化を増幅して確実に検出することができ、ワークの溶接部の溶接状態を精緻に検査することができる。
【００１２】
また、前記検査部は、第１成分の強度と第２成分の強度の比率もしくは第１成分の強度と第２成分の強度の比率の累乗にフーリエ変換を施して前記ワークの溶接部の溶接状態を検査するようになっていることが好ましい。
【００１３】
上記する溶接部の検査装置によれば、検査部が第１成分の強度と第２成分の強度の比率もしくは第１成分の強度と第２成分の強度の比率の累乗にフーリエ変換を施してワークの溶接部の溶接状態を検査することによって、ワークの溶接部の溶接欠陥に起因する周期的な変化をより確実に検出することができるため、ワークの溶接部の溶接状態をより精緻に検査することができる。
【００１４】
また、前記検査部は、第１成分の強度と第２成分の強度もしくは第１成分の強度と第２成分の強度の比率の累乗の比率にフーリエ変換を施して検出される基本周波数の複数倍の周波数における振幅に基づいて、前記ワークの溶接部の溶接状態を検査するようになっていることが好ましい。
【００１５】
本発明者等は、第１成分の強度と第２成分の強度の比率もしくは第１成分の強度と第２成分の強度の比率の累乗にフーリエ変換を施して検出される基本周波数における振幅よりも、該基本周波数の複数倍の周波数における振幅が、ワークの溶接部の溶接状態との関連性が高いことを実験によって確認した。上記する溶接部の検査装置によれば、検査部が、第１成分の強度と第２成分の強度の比率もしくは第１成分の強度と第２成分の強度の比率の累乗にフーリエ変換を施して検出される基本周波数の複数倍の周波数における振幅に基づいて、前記ワークの溶接部の溶接状態を検査することによって、ワークの溶接部の溶接状態をより一層精緻に検査することができる。
【００１６】
また、前記抽出部は、前記受光部によって受光される戻り光を少なくとも蒸気発光を含む第１成分と熱放射光を含む第２成分に分光して、前記戻り光から蒸気発光を含む第１成分と熱放射光を含む第２成分を抽出するようになっていることが好ましい。
【００１７】
上記する溶接部の検査装置によれば、抽出部が、受光部によって受光される戻り光を少なくとも蒸気発光を含む第１成分と熱放射光を含む第２成分に分光して、戻り光から蒸気発光を含む第１成分と熱放射光を含む第２成分を抽出することによって、簡単な構成でもって戻り光から蒸気発光を含む第１成分と熱放射光を含む第２成分を抽出することができる。
【００１８】
また、本発明による溶接部の検査方法は、複数のワーク同士を溶接する際に形成される溶接部の溶接状態を検査する溶接部の検査方法であって、ワーク同士を溶接するために該ワークに設定された溶接軌跡に沿って溶接用レーザ光を複数回照射し、もしくは、溶接用レーザ光によって溶融されたワークの溶融池に設定された走査軌跡に沿って検査用レーザ光を複数回照射し、前記溶接用レーザ光もしくは検査用レーザ光によるワークの溶融池からの反射光、ワークの溶融蒸発によって生じる蒸気発光、およびワークの溶融池から放射される熱放射光を含む戻り光を受光する第１のステップと、戻り光から蒸気発光を含む第１成分と熱放射光を含む第２成分を抽出する第２のステップと、第１成分の強度と第２成分の強度の比率に基づいて前記ワークの溶接部の溶接状態を検査する第３のステップと、からなる方法である。
【００１９】
上記する溶接部の検査方法によれば、戻り光から蒸気発光を含む第１成分と熱放射光を含む第２成分を抽出し、蒸気発光を含む第１成分の強度と熱放射光を含む第２成分の強度の比率に基づいてワークの溶接部の溶接状態を検査することによって、たとえば照射部とワークを離間して溶接するリモート溶接において、受光された戻り光から得られる電気信号が微弱となる場合や、受光される戻り光の強度がワーク温度の変化に応じて変化する場合であっても、ワークの溶接部の溶接欠陥に起因する周期的な変化を増幅して確実に検出することができ、ワークの溶接部の溶接状態を精緻に検査することができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上の説明から理解できるように、本発明の溶接部の検査装置やその検査方法によれば、複数のワーク同士を溶接する際に、溶接用レーザ光を溶接軌跡に沿って複数回照射した際もしくは検査用レーザ光を走査軌跡に沿って複数回照射した際の戻り光から蒸気発光を含む第１成分と熱放射光を含む第２成分を抽出し、その第１成分の強度と第２成分の強度の比率に基づいてワークの溶接部の溶接状態を検査することにより、たとえば戻り光から得られる電気信号が微弱となる場合や戻り光の強度がワーク温度の変化に応じて変化する場合であっても、ワークの溶接部の溶接状態を精緻に検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の溶接部の検査装置の実施の形態１の全体構成を模式的に示した全体構成図である。
【図２】図１で示す検査装置の溶接用照射部による溶接用レーザ光の照射の形態を説明した上面図である。
【図３】図１で示す検査装置の検査用照射部による検査用レーザ光の照射の形態を説明した上面図である。
【図４】溶接部の溶接状態が正常である場合の、蒸気発光を含む短波長成分の強度、熱放射光を含む長波長成分の強度、短波長成分の強度に対する長波長成分の強度の比率の一例を時系列で示した図である。
【図５Ａ】溶接部の溶接状態が正常である場合の溶融池と検査用レーザ光の走査軌跡の関係を説明した上面図である。
【図５Ｂ】図５ＡのＡ５−Ａ５矢視図である。
【図６】溶接部の溶接状態が不良である場合の、蒸気発光を含む短波長成分の強度、熱放射光を含む長波長成分の強度、短波長成分の強度に対する長波長成分の強度の比率の一例を時系列で示した図である。
【図７Ａ】溶接部の溶接状態が不良である場合の溶融池と検査用レーザ光の走査軌跡の関係を説明した上面図である。
【図７Ｂ】図７ＡのＡ７−Ａ７矢視図である。
【図８】本発明の溶接部の検査装置の実施の形態２の全体構成を模式的に示した全体構成図である。
【図９】検査用試料による実施例１の蒸気発光と熱放射光の強度の測定結果、および蒸気発光の強度に対する熱放射光の強度の比率の演算結果を時系列で示した図である。
【図１０】検査用試料による実施例２の蒸気発光と熱放射光の強度の測定結果、および蒸気発光の強度に対する熱放射光の強度の比率の演算結果を時系列で示した図である。
【図１１】検査用試料による実施例１の蒸気発光の強度、熱放射光の強度、蒸気発光の強度に対する熱放射光の強度の比率のそれぞれの周波数と振幅の関係を示した図である。
【図１２】検査用試料による実施例２の蒸気発光の強度、熱放射光の強度、蒸気発光の強度に対する熱放射光の強度の比率のそれぞれの周波数と振幅の関係を示した図である。
【図１３Ａ】検査用試料による蒸気発光の強度の基本周波数における振幅を示した図である。
【図１３Ｂ】検査用試料による蒸気発光の強度の基本周波数の２倍の周波数における振幅を示した図である。
【図１４Ａ】検査用試料による熱放射光の強度の基本周波数における振幅を示した図である。
【図１４Ｂ】検査用試料による熱放射光の強度の基本周波数の２倍の周波数における振幅を示した図である。
【図１５Ａ】検査用試料による蒸気発光の強度に対する熱放射光の強度の比率の基本周波数における振幅を示した図である。
【図１５Ｂ】検査用試料による蒸気発光の強度に対する熱放射光の強度の比率の基本周波数の２倍の周波数における振幅を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の溶接部の検査装置とその検査方法の実施の形態を説明する。
【００２３】
［溶接部の検査装置の実施の形態１］
まず、図１〜図３を参照して、本発明の溶接部の検査装置の実施の形態１を説明する。
【００２４】
図１は、本発明の溶接部の検査装置の実施の形態１の全体構成を模式的に示した全体構成図である。また、図２は、図１で示す検査装置の溶接用照射部による溶接用レーザ光の照射の形態を説明した上面図であり、図３は、検査用照射部による検査用レーザ光の照射の形態を説明した上面図である。
【００２５】
図１に示す検査装置１００は、主に、溶接用照射部１、検査用照射部５、受光部２、光学系フィルタ８、１０、変換部３ａ、３ｂ、アンプ４ａ、４ｂ、検査部６、およびＣＲＴ（Cathode Ray Tube）７から構成されている。
【００２６】
溶接用照射部１は、重ね合わされた若しくは僅かに離間して配置された二枚のワーク（たとえば鋼板など）Ｗ１、Ｗ２同士を溶接するために、二枚のワークＷ１、Ｗ２に対して溶接用レーザ光（たとえば所定のレーザ波長を有するＹＡＧレーザ）Ｌ１を照射する。具体的には、溶接用照射部１は、図２で示すように、ワークＷ１に設定された半径Ｒ１１を有する略円形状の溶接軌跡Ｃ１１に沿って溶接用レーザ光Ｌ１の焦点Ｆ１を複数回回転させ、その溶接軌跡Ｃ１１上で溶接用レーザ光Ｌ１を複数回照射する。次いで、溶接用レーザ光Ｌ１の焦点Ｆ１を溶接軌跡Ｃ１１の内側へ移動させ、半径Ｒ１１よりも小さい半径Ｒ１２を有し且つ溶接軌跡Ｃ１１と同心である略円形状の溶接軌跡Ｃ１２に沿って溶接用レーザ光Ｌ１の焦点Ｆ１を複数回回転させ、その溶接軌跡Ｃ１２上で溶接用レーザ光Ｌ１を複数回照射する。このような溶接用レーザ光Ｌ１の照射工程を繰り返すことによって、ワークＷ１、Ｗ２に略円形状の溶接部を形成してワークＷ１、Ｗ２同士を溶接接合する（Laser Screw Weldingともいう）。なお、溶接軌跡Ｃ１１や溶接軌跡Ｃ１２の中心Ｃ０が、ワークＷ１、Ｗ２に形成される溶接部の溶接中心となる。
【００２７】
ここで、溶接用照射部１による溶接用レーザ光Ｌ１の照射によって、溶接用レーザ光Ｌ１の進行方向に対して当該溶接用レーザ光Ｌ１の左右や後方には、ワークＷ１、Ｗ２が溶融された溶融池Ｙ１が形成される。本実施の形態１では、上記するように略円形状の溶接軌跡Ｃ１、Ｃ２に沿って溶接用レーザ光Ｌ１が照射されるため、ワークＷ１、Ｗ２に略円形状の溶融池Ｙ１が形成されることとなる。
【００２８】
検査用照射部５は、図１で示すように、光学系フィルタ８と受光部２を介してその溶融状態の溶融池Ｙ１に対して検査用レーザ光Ｌ５を照射する。具体的には、検査用照射部５は、図３で示すように、溶融池Ｙ１の外縁の内側に設定された半径Ｒ５１を有する略円形状の走査軌跡Ｃ５１に沿って検査用レーザ光Ｌ５の焦点Ｆ５を略一定速度で複数回回転させ、その走査軌跡Ｃ５１上で検査用レーザ光Ｌ５を複数回照射する。次いで、検査用レーザ光Ｌ５の焦点Ｆ５を走査軌跡Ｃ５１の内側へ移動させ、半径Ｒ５１よりも小さい半径Ｒ５２を有し且つ走査軌跡Ｃ５１と同心である略円形状の走査軌跡Ｃ５２に沿って検査用レーザ光Ｌ５の焦点Ｆ５を複数回回転させ、その走査軌跡Ｃ５２上で検査用レーザ光Ｌ５を複数回照射する。このような検査用レーザ光Ｌ５の照射工程を繰り返すことによって、検査用照射部５は、ワークＷ１、Ｗ２に形成された略円形状の溶融池Ｙ１全体に検査用レーザ光Ｌ５を照射する。なお、走査軌跡Ｃ５１、Ｃ５２の中心は、たとえば上記する溶接軌跡Ｃ１１、Ｃ１２の中心Ｃ０に設定されている。
【００２９】
受光部２は、図１で示すように、検査用照射部５から溶融池Ｙ１に対して検査用レーザ光Ｌ５を照射しながら、検査用レーザ光Ｌ５によるワークＷ１、Ｗ２の溶融池Ｙ１からの反射光やワークＷ１、Ｗ２の溶融蒸発によって生じる蒸気発光（プラズマ光）、ワークＷ１、Ｗ２の溶融池Ｙ１から放射される熱放射光（赤外光）などを含む戻り光Ｌ２を受光する。
【００３０】
受光部２で受光された戻り光Ｌ２は、光学系フィルタ８と光学系フィルタ（抽出部）１０を介して、550nm程度の波長を有する蒸気発光（プラズマ光）を含む短波長成分Ｌ２ａと800nm程度の波長を有する熱放射光（赤外光）を含む長波長成分Ｌ２ｂに分光され、戻り光Ｌ２から短波長成分Ｌ２ａと長波長成分Ｌ２ｂが抽出される。
【００３１】
変換部３ａは、光学系フィルタ１０で分光され、集光レンズ９ａを介して集光された短波長成分Ｌ２ａを電気信号へ変換し、その電気信号をアンプ４ａへ出力する。アンプ４ａは、変換部３ａから出力された電気信号の信号強度を増幅して検査部６へ送信する。
【００３２】
また、変換部３ｂは、光学系フィルタ１０で分光され、集光レンズ９ｂを介して集光された長波長成分Ｌ２ｂを電気信号へ変換し、その電気信号をアンプ４ｂへ出力する。アンプ４ｂは、変換部３ｂから出力された電気信号の信号強度を増幅して検査部６へ送信する。
【００３３】
検査部６は、各アンプ４ａ、４ｂから送信された電気信号を信号処理してワークＷ１、Ｗ２に形成される溶接部の溶接状態を検査する。具体的には、検査部６は、検査用照射部５から溶融池Ｙ１に対して検査用レーザ光Ｌ５を各走査軌跡Ｃ５１、Ｃ５２に沿って複数回照射する際に各アンプ４ａ、４ｂから送信される蒸気発光を含む短波長成分Ｌ２ａの信号強度と熱放射光を含む長波長成分Ｌ２ｂの信号強度の比率を算出し、その比率に基づいてワークＷ１、Ｗ２に形成される溶接部の溶接状態を検査する。また、検査部６は、各アンプ４ａ、４ｂから送信された電気信号の信号処理結果および当該検査部６で得られた演算結果をＣＲＴ７へ送信し、ＣＲＴ７は検査部６から送信された信号処理結果および演算結果を表示する。
【００３４】
［溶接部の検査方法の実施の形態１］
次に、図４〜図７を参照して、図１で示す溶接部の検査装置１００を用いた本発明の溶接部の検査方法の実施の形態１を説明する。
【００３５】
図４は、溶接部の溶接状態が正常である場合の、図１で示す検査装置１００の検査部６へ送信される、蒸気発光を含む短波長成分の強度、熱放射光を含む長波長成分の強度、検査部６で算出される短波長成分の強度に対する長波長成分の強度の比率の一例を時系列で示した図である。また、図５Ａは、溶接部の溶接状態が正常である場合の溶融池と検査用レーザ光の走査軌跡の関係を説明した上面図であり、図５Ｂは、図５ＡのＡ５−Ａ５矢視図である。また、図６は、溶接部の溶接状態が不良である場合の、図１で示す検査装置１００の検査部６へ送信される、蒸気発光を含む短波長成分の強度、熱放射光を含む長波長成分の強度、検査部６で算出される短波長成分の強度に対する長波長成分の強度の比率の一例を時系列で示した図である。また、図７Ａは、溶接部の溶接状態が不良である場合の溶融池と検査用レーザ光の走査軌跡の関係を説明した上面図であり、図７Ｂは、図７ＡのＡ７−Ａ７矢視図である。
【００３６】
図５Ａおよび図５Ｂで示すように、溶接部の溶接状態が正常である場合（ワークＷ１、Ｗ２同士が正常に溶接される場合）には、たとえば溶融池Ｙ１に設定された略円形状の走査軌跡Ｃ５１に沿って検査用レーザ光Ｌ５の焦点Ｆ５を複数回回転させ、その走査軌跡Ｃ５１上で検査用レーザ光Ｌ５を複数回照射した際、検査用レーザ光Ｌ５によるワークＷ１、Ｗ２からの反射光や蒸気発光、熱放射光などの強度変化は相対的に小さいと考えられる。
【００３７】
そのため、図４で示すように、検査部６へ送信される短波長成分Ｌ２ａの強度変化や長波長成分Ｌ２ｂの強度変化、検査部６で得られる短波長成分Ｌ２ａの強度に対する長波長成分Ｌ２ｂの強度の比率の変化は相対的に小さい。
【００３８】
一方で、図７Ａおよび図７Ｂで示すように、溶接部の溶接状態が不良である場合（たとえば一方のワークの溶接ビードが陥没する片落ち溶接の場合）には、たとえば溶融池Ｙ１に設定された略円形状の走査軌跡Ｃ５１に沿って検査用レーザ光Ｌ５の焦点Ｆ５を複数回回転させ、その走査軌跡Ｃ５１上で検査用レーザ光Ｌ５を複数回照射した際、かつ検査用レーザ光Ｌ５の走査軌跡Ｃ５１上に溶接欠陥（溶融金属が欠落した部分）Ｘ１が存在する際には、検査用レーザ光Ｌ５が走査軌跡Ｃ５１の溶接欠陥Ｘ１を走査することによって検査用レーザ光Ｌ５によるワークＷ１、Ｗ２からの反射光や蒸気発光、熱放射光などの強度が減少し、ワークＷ１、Ｗ２からの反射光や蒸気発光、熱放射光などの強度が周期的に変化すると考えられる。
【００３９】
そのため、図６で示すように、検査部６へ送信される短波長成分Ｌ２ａの強度や長波長成分Ｌ２ｂの強度は、検査用レーザ光Ｌ５の一走査周期Ｔ（たとえば検査用レーザ光Ｌ５が走査周期Ｃ５１を一周回する周期）毎に周期的に変化する。ここで、検査部６へ送信される短波長成分Ｌ２ａの強度や長波長成分Ｌ２ｂの強度は略同一の周期Ｔで周期的に変化するものの、その強度波形は相違している。よって、検査部６で得られる短波長成分Ｌ２ａの強度に対する長波長成分Ｌ２ｂの強度の比率には、周期Ｔで変化し且つ位相のずれた複数（たとえば二つ）の波形が混在することとなり、ワークＷ１、Ｗ２に形成される溶接部の溶接欠陥Ｘ１に起因する周期Ｔの周期的な変化が増幅される。
【００４０】
よって、実施の形態１の検査方法によれば、このような短波長成分Ｌ２ａの強度に対する長波長成分Ｌ２ｂの強度の比率の変化の周期性を検査部６で解析する、具体的には、検査用レーザ光Ｌ５を各走査軌跡Ｃ５１、Ｃ５２に沿って複数回照射する際にアンプ４ａから送信される蒸気発光を含む短波長成分Ｌ２ａの信号強度に対するアンプ４ｂから送信される熱放射光を含む長波長成分Ｌ２ｂの信号強度の比率を算出することによって、たとえば戻り光Ｌ２から得られる電気信号が微弱となる場合や戻り光Ｌ２の強度がワーク温度の変化に応じて変化する場合であっても、ワークＷ１、Ｗ２に形成される溶接部の溶接状態を精緻に検査することができるとともに、たとえば検査部６へ送信される短波長成分Ｌ２ａの強度や長波長成分Ｌ２ｂの強度あるいは受光部２で受光される戻り光Ｌ２の強度の周期性を直接検出するよりも、より精緻にワークＷ１、Ｗ２に形成される溶接部の溶接状態を検査することができ、溶融池Ｙ１の外縁の内側に存在し得る溶接欠陥Ｘ１をより確実に検出することができる。その際、短波長成分Ｌ２ａの信号強度に対する長波長成分Ｌ２ｂの信号強度の比率にフーリエ変換を施すことによって、その比率の変化の周期性をより確実に検出できるため、ワークＷ１、Ｗ２に形成される溶接部の溶接状態をより一層精緻に検査することができる。
【００４１】
特に、本実施の形態１では、溶融池Ｙ１に対して略円形状の走査軌跡に沿って検査用レーザ光Ｌ５が照射されるため、溶融池Ｙ１の外縁の内側に溶接中心Ｃ０から偏在して存在し得る溶接欠陥Ｘ１、あるいは、たとえば楕円形状や略多角形状などの非円形状の溶接欠陥Ｘ１を検出することができる。
【００４２】
また、本実施の形態１によれば、溶接用レーザ光Ｌ１の照射によって形成される溶融池Ｙ１に設定された走査軌跡Ｃ５１、Ｃ５２に沿って検査用レーザ光Ｌ５を照射し、検査用レーザ光Ｌ５を走査軌跡Ｃ５１、Ｃ５２に沿って照射した際に各アンプ４ａ、４ｂから送信される短波長成分Ｌ２ａの信号強度に対する長波長成分Ｌ２ｂの信号強度の比率の変化の周期性に基づいて溶接部の溶接状態を検査することにより、たとえば溶接用レーザ光Ｌ１の照射条件が変化した場合や溶接用レーザ光の焦点位置と溶接欠陥Ｘ１の発生位置が離間する場合であっても、検査用レーザ光Ｌ５の走査条件（走査軌跡や走査速度など）を適宜調整することができるため、ワークに形成される溶接部の溶接状態を精緻に検査することができる。
【００４３】
［溶接部の検査装置の実施の形態２］
次に、図８を参照して、本発明の溶接部の検査装置の実施の形態２を説明する。
【００４４】
図８は、本発明の溶接部の検査装置の実施の形態２の全体構成を模式的に示した全体構成図である。図８で示す実施の形態２の検査装置１００Ａは、図１で示す実施の形態１の検査装置１００に対して、溶接用照射部から照射される溶接用レーザ光による戻り光を用いて溶接部の溶接状態を検査する点が相違しており、その他の構成は実施の形態１の検査装置１００とほぼ同様である。したがって、実施の形態１と同様の構成については、同様の符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００４５】
図示する検査装置１００Ａは、主に、溶接用照射部１Ａ、受光部２Ａ、光学系フィルタ８Ａ、１０Ａ、変換部３ａＡ、３ｂＡ、アンプ４ａＡ、４ｂＡ、検査部６Ａ、およびＣＲＴ７Ａから構成されている。
【００４６】
溶接用照射部１Ａは、重ね合わされた若しくは僅かに離間して配置された二枚のワークＷ１、Ｗ２同士を溶接するために、光学系フィルタ８Ａと受光部２Ａを介して二枚のワークＷ１、Ｗ２に対して溶接用レーザ光Ｌ１Ａを照射する。溶接用照射部１Ａによる溶接用レーザ光Ｌ１Ａの照射によって、溶接用レーザ光Ｌ１Ａの進行方向に対して当該溶接用レーザ光Ｌ１Ａの左右や後方には、ワークＷ１、Ｗ２が溶融された溶融池Ｙ１が形成される。
【００４７】
受光部２Ａは、溶接用照射部１Ａから照射される溶接用レーザ光Ｌ１ＡによるワークＷ１、Ｗ２の溶融池Ｙ１からの反射光やワークＷ１、Ｗ２の溶融蒸発によって生じる蒸気発光（プラズマ光）、ワークＷ１、Ｗ２の溶融池Ｙ１から放射される熱放射光（赤外光）などを含む戻り光Ｌ２Ａを受光する。
【００４８】
受光部２Ａで受光された戻り光Ｌ２Ａは、光学系フィルタ８Ａと光学系フィルタ（抽出部）１０Ａを介して、蒸気発光（プラズマ光）を含む短波長成分Ｌ２ａＡと熱放射光（赤外光）を含む長波長成分Ｌ２ｂＡに分光され、戻り光Ｌ２Ａから短波長成分Ｌ２ａＡと長波長成分Ｌ２ｂＡが抽出される。
【００４９】
変換部３ａＡは、光学系フィルタ１０Ａで分光され、集光レンズ９ａＡを介して集光された短波長成分Ｌ２ａＡを電気信号へ変換し、その電気信号をアンプ４ａＡへ出力する。アンプ４ａＡは、変換部３ａＡから出力された電気信号の信号強度を増幅して検査部６Ａへ送信する。
【００５０】
また、変換部３ｂＡは、光学系フィルタ１０Ａで分光され、集光レンズ９ｂＡを介して集光された長波長成分Ｌ２ｂＡを電気信号へ変換し、その電気信号をアンプ４ｂＡへ出力する。アンプ４ｂＡは、変換部３ｂＡから出力された電気信号の信号強度を増幅して検査部６Ａへ送信する。
【００５１】
検査部６Ａは、各アンプ４ａＡ、４ｂＡから送信された電気信号を信号処理してワークＷ１、Ｗ２に形成される溶接部の溶接状態を検査する。具体的には、検査部６Ａは、溶接用照射部１Ａから溶接用レーザ光Ｌ１Ａを溶接軌跡に沿って複数回照射する際に各アンプ４ａＡ、４ｂＡから送信される短波長成分Ｌ２ａＡの信号強度と長波長成分Ｌ２ｂＡの信号強度の比率を算出し、その比率に基づいてワークＷ１、Ｗ２に形成される溶接部の溶接状態を検査する。また、検査部６Ａは、各アンプ４ａＡ、４ｂＡから送信された電気信号の信号処理結果および当該検査部６Ａで得られた演算結果をＣＲＴ７Ａへ送信し、ＣＲＴ７Ａは検査部６Ａから送信された信号処理結果および演算結果を表示する。
【００５２】
溶接用レーザ光Ｌ１Ａを溶接軌跡に沿って照射する際に検査部６Ａに送信される短波長成分Ｌ２ａＡの強度変化や長波長成分Ｌ２ｂＡの強度変化、検査部６Ａで得られる短波長成分Ｌ２ａＡの強度に対する長波長成分Ｌ２ｂＡの強度の比率の変化は、上記する実施の形態１と同様、溶接部の溶接状態が正常である場合には相対的に小さい。
【００５３】
一方で、溶接部の溶接状態が不良である場合、且つ溶接用レーザ光Ｌ１Ａの溶接軌跡上に溶接欠陥（溶融金属が欠落した部分）が形成される場合には、溶接用レーザ光Ｌ１Ａを溶接軌跡に沿って複数回照射する際に検査部６Ａに送信される短波長成分Ｌ２ａＡの強度や長波長成分Ｌ２ｂＡの強度は周期的に変化する。また、検査部６Ａで得られる短波長成分Ｌ２ａＡの強度に対する長波長成分Ｌ２ｂＡの強度の比率には、略同一の周期で変化し且つ位相のずれた複数（たとえば二つ）の波形が混在することとなり、ワークＷ１、Ｗ２に形成される溶接部の溶接欠陥に起因する周期的な変化が増幅される。
【００５４】
本実施の形態２によれば、このような短波長成分Ｌ２ａＡの強度に対する長波長成分Ｌ２ｂＡの強度の比率の変化の周期性を検査部６Ａで解析する、具体的には、溶接用レーザ光Ｌ１Ａを溶接軌跡に沿って複数回照射する際にアンプ４ａＡから送信される蒸気発光を含む短波長成分Ｌ２ａＡの信号強度に対するアンプ４ｂＡから送信される熱放射光を含む長波長成分Ｌ２ｂＡの信号強度の比率を算出することによって、たとえば戻り光Ｌ２Ａから得られる電気信号が微弱となる場合や戻り光Ｌ２Ａの強度がワーク温度の変化に応じて変化する場合であっても、ワークＷ１、Ｗ２に形成される溶接部の溶接状態を精緻に検査することができるとともに、たとえば検査部６Ａへ送信される短波長成分Ｌ２ａＡの強度や長波長成分Ｌ２ｂＡの強度あるいは受光部２Ａで受光される戻り光Ｌ２Ａの強度の周期性を直接検出するよりも、より精緻にワークＷ１、Ｗ２に形成される溶接部の溶接状態を検査することができ、溶融池Ｙ１の外縁の内側に存在し得る溶接欠陥をより確実に検出することができる。
【００５５】
なお、上記する実施の形態１では、検査用レーザ光の走査軌跡の中心が溶接用レーザ光の溶接軌跡の中心に設定される形態について説明したが、検査用レーザ光の走査軌跡の中心は溶接用レーザ光の照射によって形成される溶融池内の適宜の位置に設定することができる。
【００５６】
また、上記する実施の形態では、溶接用レーザ光の溶接軌跡や検査用レーザ光の走査軌跡が略円形状である形態について説明したが、溶接用レーザ光の溶接軌跡や検査用レーザ光の走査軌跡は、たとえば楕円形状や多角形状の閉ループ形状、所定の長さの曲線状や直線状などであってもよい。また、溶接部の溶接欠陥が発生し易い箇所を予測し得る場合には、溶接用レーザ光の溶接軌跡や検査用レーザ光の走査軌跡は、その箇所を通過するように設定することが好ましい。
【００５７】
また、上記する実施の形態では、所定位置に固定したワークに溶接用レーザ光や検査用レーザ光を照射する形態について説明したが、たとえば溶接用レーザ光や検査用レーザ光の焦点位置を固定してワークを適宜移動させながらワーク同士をレーザ溶接してもよいし、ワークと溶接用レーザ光や検査用レーザ光の焦点位置との双方を相対的に移動させながらワーク同士をレーザ溶接してもよい。
【００５８】
また、上記する実施の形態では、受光部で受光された戻り光を光学系フィルタを介して蒸気発光を含む短波長成分と熱放射光を含む長波長成分に分光して、戻り光から短波長成分と長波長成分を抽出する形態について説明したが、たとえば所定範囲の波長成分を有する光を透過する光学系フィルタを介して、受光部で受光された戻り光から蒸気発光を含む所定範囲の波長成分を有する短波長成分と熱放射光を含む所定範囲の波長成分を有する長波長成分を抽出してもよい。
【００５９】
さらに、上記する実施の形態では、一般に熱放射光を含む長波長成分の強度が蒸気発光を含む短波長成分の強度よりも大きいことから、蒸気発光を含む短波長成分の強度に対する熱放射光を含む長波長成分の強度の比率に基づいて溶接部の溶接状態を検査する形態について説明したが、たとえば熱放射光を含む長波長成分の強度に対する蒸気発光を含む短波長成分の強度に基づいて溶接部の溶接状態を検査してもよい。また、蒸気発光を含む短波長成分の強度と熱放射光を含む長波長成分の強度の比率の周期的な変化を検出し易くするために、蒸気発光を含む短波長成分の強度と熱放射光を含む長波長成分の強度の比率の累乗を算出し、その比率の累乗に基づいて溶接部の溶接状態を検査してもよい。
【００６０】
［検査用試料による蒸気発光の強度に対する熱放射光の強度の比率と溶接部の溶接状態の関係を評価した実験とその結果］
本発明者等は、溶接状態が異なる２種類の検査用試料（実施例１、２）を作製し、それぞれの検査用試料からの蒸気発光（プラズマ光）と熱放射光（赤外光）の強度測定を実施し、蒸気発光の強度に対する熱放射光の強度の比率と溶接部の溶接状態の関係を評価した。
【００６１】
＜検査用試料の作製方法と検査用試料による蒸気発光と熱放射光の強度の測定方法＞
まず、検査用試料の作製方法と検査用試料による蒸気発光と熱放射光の強度の測定方法を概説すると、厚さが0.7mmのSCGA270D-45D、厚さが1.2mmのSCGA980DU-45、厚さが1.2mmのSCGA590DU-45からなる三枚のワークを溶接用レーザ光の照射側からその順で重ね合わせ、直径が約4.5mmの略円形状の溶接部が形成されるように、ワークに対して溶接用レーザ光を略円形状の溶接軌跡に沿って照射した。次いで、ワークに形成された溶融池を通過するように、検査用レーザ光（出力が2000Wで走査速度が83.93m/min）を半径が約1.9mmの略円形状（溶接中心を中心とする）の走査軌跡に沿って3.5周回照射した。すなわち、検査用レーザ光の走査周期は約8.53msであり、その走査周波数は約117Hzであった。そして、検査用レーザ光によるワークの溶融池からの反射光やワークの溶融蒸発によって生じる蒸気発光、ワークの溶融池から放射される熱放射光などを含む戻り光を受光し、受光された戻り光から蒸気発光（波長が約550nm）と熱放射光（波長が約800nm）を抽出し、抽出された蒸気発光と熱放射光を電気信号へ変換してその信号強度を測定した。
【００６２】
なお、ワークに形成された溶融池に対して検査用レーザ光を照射するに当たり、生産ライン等における検査用レーザ光の角度ばらつきを考慮し、検査用レーザ光の光軸をワーク表面の垂線から10度だけ傾け、検査用レーザ光の焦点がワーク表面から約±1mmだけずれるようにして検査用レーザ光を照射した。
【００６３】
＜検査用試料による蒸気発光の強度に対する熱放射光の強度の比率と溶接部の溶接状態の関係を評価した結果＞
図９および図１０はそれぞれ、検査用試料による実施例１、２の蒸気発光と熱放射光の強度の測定結果、および蒸気発光の強度に対する熱放射光の強度の比率の演算結果を時系列で示した図である。なお、実施例１の検査用試料は、溶接部の溶接状態が正常である検査用試料（図５Ａおよび図５Ｂ参照）であり、実施例２の検査用試料は、溶接部の溶接状態が不良である検査用試料（たとえば溶接用レーザ光の照射側のワークの溶接ビードが陥没する片落ち溶接、図７Ａおよび図７Ｂ参照）である。
【００６４】
図９で示すように、実施例１（溶接状態が正常）の検査用試料では、蒸気発光の強度や熱放射光の強度が略一定であり、それらに周期的な変動は確認されなかった。また、蒸気発光の強度に対する熱放射光の強度の比率は僅かに変動するものの、周期的な変動は確認されなかった。
【００６５】
一方、図１０で示すように、実施例２（三枚のワークのうち溶接用レーザ光の照射側のワークが溶け落ちた穴あき溶接）の検査用試料では、蒸気発光の強度や熱放射光の強度に、検査用レーザ光の走査周期と同等の約8.53ms毎（周波数は約117Hz）の周期的な変動が確認された。また、蒸気発光の強度に対する熱放射光の強度の比率には、約8.53ms毎（周波数は約117Hz）の周期的な変動を含む二つの波形が位相がずれた状態で重畳していることが確認された。
【００６６】
図１１および図１２はそれぞれ、検査用試料による実施例１、２の蒸気発光の強度、熱放射光の強度、蒸気発光の強度に対する熱放射光の強度の比率のそれぞれに対して高速フーリエ変換を施した際の周波数と振幅の関係を示した図である。なお、図１１および図１２における振幅はそれぞれ、周波数が0Hzの場合の振幅を１として無次元化（規格化ともいう）している。
【００６７】
図１１で示すように、実施例１の検査用試料（溶接状態が正常）では、蒸気発光の強度、熱放射光の強度、蒸気発光の強度に対する熱放射光の強度の比率のいずれに高速フーリエ変換を施した場合であっても、特定の周波数で明確な振幅ピークは確認されなかった。
【００６８】
一方、図１２で示すように、実施例２の検査用試料（穴あき溶接）では、蒸気発光の強度、熱放射光の強度、蒸気発光の強度に対する熱放射光の強度の比率のいずれに高速フーリエ変換を施した場合であっても、検査用レーザ光の走査周波数と同等の約117Hzの周波数（以下「基本周波数」という）で明確な振幅ピークが確認された。しかし、蒸気発光の強度および熱放射光の強度に対して高速フーリエ変換を施した場合、特に熱放射光の強度に対して高速フーリエ変換を施した場合には、基本周波数の複数倍の周波数において振幅ピークが不明確となった。それに対し、蒸気発光の強度に対する熱放射光の強度の比率に対して高速フーリエ変換を施した場合には、図１０に基づき説明したように、蒸気発光の強度に対する熱放射光の強度の比率に周期的な変動が増幅されているため、基本周波数の複数倍（たとえば２倍、３倍）の周波数においても振幅ピークが明確に確認された。なお、蒸気発光の強度と熱放射光の強度に対して高速フーリエ変換を施した際に、基本周波数の複数倍の周波数において振幅ピークが不明確となった理由としては、検査用レーザ光がワーク表面に対して傾斜して照射され、検査用レーザ光の焦点がワーク表面からずれたことが考えられる。
【００６９】
図１３Ａは、検査用試料による蒸気発光の強度の基本周波数における振幅を示した図であり、図１３Ｂは、その基本周波数の２倍の周波数における振幅を示した図である。また、図１４Ａは、検査用試料による熱放射光の強度の基本周波数における振幅を示した図であり、図１４Ｂは、その基本周波数の２倍の周波数における振幅を示した図である。また、図１５Ａは、検査用試料による蒸気発光の強度に対する熱放射光の強度の比率の基本周波数における振幅を示した図であり、図１５Ｂは、その基本周波数の２倍の周波数における振幅を示した図である。
【００７０】
なお、図１３Ａ〜図１５Ｂでは、実施例１、２のそれぞれに対して15個の検査用試料を作製し、それぞれの検査用試料からの蒸気発光の強度と熱放射光の強度および蒸気発光の強度に対する熱放射光の強度の比率に対して高速フーリエ変換を施した際の、基本周波数もしくは基本周波数の２倍の周波数における振幅を示している。また、図１３Ａ〜図１５Ｂにおける振幅はそれぞれ、周波数が0Hzの場合の振幅を１として無次元化している。
【００７１】
図１３Ａおよび図１３Ｂで示すように、蒸気発光の強度に対して高速フーリエ変換を施した場合、実施例２の検査用試料（穴あき溶接）での基本周波数もしくは基本周波数の２倍の周波数における振幅は、実施例１の検査用試料（溶接状態が正常）での基本周波数もしくは基本周波数の２倍の周波数における振幅よりも平均的に大きくなるものの、実施例１の検査用試料（溶接状態が正常）の一部と実施例２の検査用試料（穴あき溶接）の一部が同等の振幅を有している。そのため、実施例１の検査用試料（溶接状態が正常）と実施例２の検査用試料（穴あき溶接）を判別するための閾値を設定することができず、たとえば生産ライン等においてワークに形成される溶接部の溶接状態を正確に判別することができない。
【００７２】
また、図１４Ａおよび図１４Ｂで示すように、熱放射光の強度に対して高速フーリエ変換を施した場合、実施例２の検査用試料（穴あき溶接）での基本周波数もしくは基本周波数の２倍の周波数における振幅は、実施例１の検査用試料（溶接状態が正常）での基本周波数もしくは基本周波数の２倍の周波数における振幅よりも平均的に大きくなるものの、たとえば蒸気発光の強度に対して高速フーリエ変換を施した場合と同様に、実施例１の検査用試料（溶接状態が正常）と実施例２の検査用試料（穴あき溶接）を判別するための閾値を設定することができず、たとえば生産ライン等においてワークに形成される溶接部の溶接状態を正確に判別することができない。
【００７３】
一方、図１５Ａおよび図１５Ｂで示すように、蒸気発光の強度に対する熱放射光の強度の比率に対して高速フーリエ変換を施した場合には、実施例２の検査用試料（穴あき溶接）での基本周波数もしくは基本周波数の２倍の周波数における振幅が、実施例２の検査用試料の大部分で、実施例１の検査用試料（溶接状態が正常）での基本周波数もしくは基本周波数の２倍の周波数における振幅よりも相対的に大きくなることが確認された。特に、図１５Ｂで示すように、実施例２の検査用試料での基本周波数の２倍の周波数における振幅は、実施例１の検査用試料での基本周波数の２倍の周波数における振幅よりも相対的に大きくなるため、振幅に対する所定の閾値（たとえば0.03）を設定することによって、実施例１の検査用試料（溶接状態が正常）と実施例２の検査用試料（穴あき溶接）を精緻に判別でき、たとえば生産ライン等においてワークに形成される溶接部の溶接状態を容易に且つ正確に判別できることが確認された。
【００７４】
なお、図１２で示す周波数と振幅の関係から、実施例２の検査用試料（穴あき溶接）での基本周波数の複数倍の周波数における振幅は、実施例１の検査用試料（溶接状態が正常）での基本周波数の複数倍の周波数における振幅よりも相対的に大きくなると考えられるため、基本周波数の複数倍の周波数における振幅に基づいて、実施例１の検査用試料（溶接状態が正常）と実施例２の検査用試料（穴あき溶接）を精緻に判別できると考えられた。
【００７５】
この実験結果より、蒸気発光の強度に対する熱放射光の強度の比率を算出し、その比率に対して高速フーリエ変換を施すという簡便な方法によって、たとえば生産ライン等においてワーク表面とレーザ光の光軸の角度がずれたり、ワークに対してレーザ光を傾斜して照射して戻り光から得られる電気信号が微弱となる場合や、戻り光の強度がワーク温度の変化（たとえば溶接時のワーク温度の上昇や外気温の変化によるワーク温度の変化）に応じて変化する場合であっても、穴あき溶接や片落ち溶接などの溶接不良を含む溶接部の溶接状態を精緻に検査できることが実証された。
【００７６】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００７７】
１…溶接用照射部、２…受光部、３ａ、３ｂ…変換部、４ａ、４ｂ…アンプ、５…検査用照射部、６…検査部、７…ＣＲＴ、８…光学系フィルタ、９ａ、９ｂ…集光レンズ、１０…光学系フィルタ（抽出部）、１００…溶接部の検査装置、Ｃ０…溶接中心、Ｃ１１、Ｃ１２…溶接軌跡、Ｃ５１、Ｃ５２…走査軌跡、Ｆ１…溶接用レーザ光の焦点、Ｆ５…検査用レーザ光の焦点、Ｌ１…溶接用レーザ光、Ｌ２…戻り光、Ｌ２ａ…短波長成分（蒸気発光を含む第１成分）、Ｌ２ｂ…長波長成分（熱放射光を含む第２成分）、Ｌ５…検査用レーザ光、Ｗ１、Ｗ２…ワーク、Ｙ１…溶融池
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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