(57)【要約】【課題】精度よく超音波探傷検査を行うことができる超音波探傷装置を提供する。【解決手段】超音波Ｕを照射する超音波接触子１２と、超音波接触子１２が照射した超音波ＵのエコーＮ・Ｓを検出する受信器１３と、を具備し、音響インピーダンスが異なる第一の部材Ｗ１と第二の部材Ｗ２とを接合してなる接合体Ｗに対して超音波探傷検査を行う超音波探傷装置１０であって、超音波接触子１２より接合体Ｗに超音波Ｕを入射するときに、第一の部材Ｗ１を加熱する加熱器１４を具備する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を照射する端子と、前記端子が照射した前記超音波のエコーを検出する検出部と、を具備し、音響インピーダンスが異なる複数のワークを接合してなる接合体に対して超音波探傷検査を行う超音波探傷装置であって、
前記端子より前記接合体に前記超音波を入射するときに、前記ワークを加熱する加熱器、
および、
前記端子より前記接合体に前記超音波を入射するときに、前記ワークを冷却する冷却器、
の少なくともいずれか一方を具備する、
超音波探傷装置。
【請求項２】
前記各ワークの音響インピーダンスの大きさを取得して、前記各ワークの音響インピーダンスの差が小さくなるように、前記加熱器による前記ワークの加熱、および前記冷却器による前記ワークの冷却、の少なくともいずれか一方を行う、
請求項１に記載の超音波探傷装置。
【請求項３】
音響インピーダンスが異なる複数のワークを接合してなる接合体に対して超音波を入射して、前記超音波のエコー強度に基づいて前記接合体の内部を検査する超音波探傷方法であって、
前記各ワークの中で、音響インピーダンスが大きい前記ワークの加熱、および、前記音響インピーダンスが小さい前記ワークの冷却の、少なくともいずれか一方を行う温度調節工程と、
前記ワークの加熱および冷却の少なくともいずれか一方を行いながら、前記接合体に対して前記超音波を入射する超音波入射工程と、
前記ワークの加熱および冷却の少なくともいずれか一方を行いながら入射した前記超音波のエコー強度に基づいて、前記接合体の内部を検査する検査工程と、
を備える、
超音波探傷方法。
【請求項４】
前記各ワークの前記音響インピーダンスの大きさを算出する算出工程、
をさらに備え、
前記温度調節工程では、
前記各ワークの前記音響インピーダンスの算出結果に基づいて、前記各ワークのうち音響インピーダンスが大きい前記ワークの加熱、および前記各ワークのうち音響インピーダンスが小さい前記ワークの冷却、の少なくともいずれか一方を行う、
請求項３に記載の超音波探傷方法。
【請求項５】
音響インピーダンスが異なる複数のワークを溶接した接合体の溶接部に対して、請求項１または請求項２に記載の超音波探傷装置を用いて超音波探傷検査を行う、
欠陥検査装置。
【請求項６】
音響インピーダンスが異なる複数のワークを溶接した接合体の溶接部に対して、請求項３または請求項４に記載の超音波探傷方法を用いて超音波探傷検査を行う、
欠陥検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波のエコー強度に基づいて被検査対象物の内部を検査する超音波探傷検査の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ワークの内部の欠陥を検出するための手段としては、超音波探傷検査が用いられている。超音波探傷検査は、ワークに対して超音波を入射して、超音波のエコー強度に基づいてワークの欠陥を検出するものである。
【０００３】
特許文献１には、一対の母材（ワーク）のロウ付け中に超音波探傷検査を行う技術が開示されている。
これにより、特許文献１に開示される技術では、リアルタイムにロウ付け不良を検出し、条件を変更してロウ付けを継続して行うことで、不良品の発生頻度を低減させている。
【０００４】
図１１に示すように、異なる材料を素材として製造され、音響インピーダンスが異なる二つの材料１と材料２（例えば、一対の母材とロウ材）の境界面で、超音波の一部は反射する（図１１に示すエコーおよび透過超音波参照）。
このような超音波の反射率は、材料１と材料２との音響インピーダンスの差が大きくなるほど大きくなる。
【０００５】
特許文献１に開示される技術では、ロウ付け中に超音波探傷検査を行うため、一対の母材およびロウ材がともに加熱された状態となっている。
この場合には、図１２（ａ）に示すように、一対の母材とロウ材との音響インピーダンスの差を小さくすることができず、その結果、一対の母材とロウ材との境界面でのエコーＮ０、すなわち、ノイズ強度が増大してしまう（図１２（ａ）に示すエコー強度Ｖｎ０参照）。
従って、この場合には、透過超音波のエネルギー量が少なくなってしまう。つまり、この場合には、図１２（ｂ）に示すように、欠陥で反射するエコーＳ０、すなわち、シグナル強度が低下してしまう（図１２（ｂ）に示すエコー強度Ｖｓ０参照）。
【０００６】
以上のように、特許文献１に開示される技術では、超音波探傷検査のＳＮ比が悪化してしまい、精度よく超音波探傷検査を行うことができない可能性があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−００１４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、精度よく超音波探傷検査を行うことができる超音波探傷装置および超音波探傷方法を提供するものである。また、本発明は、精度よく溶接部の欠陥を検出できる欠陥検査装置および欠陥検査方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る超音波探傷装置は、超音波を照射する端子と、前記端子が照射した前記超音波のエコーを検出する検出部と、を具備し、音響インピーダンスが異なる複数のワークを接合してなる接合体に対して超音波探傷検査を行う超音波探傷装置であって、前記端子より前記接合体に前記超音波を入射するときに、前記ワークを加熱する加熱器、および、前記端子より前記接合体に前記超音波を入射するときに、前記ワークを冷却する冷却器、の少なくともいずれか一方を具備する、ものである。
【００１０】
本発明に係る超音波探傷装置は、前記各ワークの音響インピーダンスの大きさを取得して、前記各ワークの音響インピーダンスの差が小さくなるように、前記加熱器による前記ワークの加熱、および前記冷却器による前記ワークの冷却、の少なくともいずれか一方を行う、ものである。
【００１１】
本発明に係る超音波探傷方法は、音響インピーダンスが異なる複数のワークを接合してなる接合体に対して超音波を入射して、前記超音波のエコー強度に基づいて前記接合体の内部を検査する超音波探傷方法であって、前記各ワークの中で、音響インピーダンスが大きい前記ワークの加熱、および、前記音響インピーダンスが小さい前記ワークの冷却の、少なくともいずれか一方を行う温度調節工程と、前記ワークの加熱および冷却の少なくともいずれか一方を行いながら、前記接合体に対して前記超音波を入射する超音波入射工程と、前記ワークの加熱および冷却の少なくともいずれか一方を行いながら入射した前記超音波のエコー強度に基づいて、前記接合体の内部を検査する検査工程と、を備える、ものである。
【００１２】
本発明に係る超音波探傷方法は、前記各ワークの前記音響インピーダンスの大きさを算出する算出工程、をさらに備え、前記温度調節工程では、前記各ワークの前記音響インピーダンスの算出結果に基づいて、前記各ワークのうち音響インピーダンスが大きい前記ワークの加熱、および前記各ワークのうち音響インピーダンスが小さい前記ワークの冷却、の少なくともいずれか一方を行う、ものである。
【００１３】
本発明に係る欠陥検査装置は、音響インピーダンスが異なる複数のワークを溶接した接合体の溶接部に対して、請求項１または請求項２に記載の超音波探傷装置を用いて超音波探傷検査を行う、ものである。
【００１４】
本発明に係る欠陥検査方法は、音響インピーダンスが異なる複数のワークを溶接した接合体の溶接部に対して、請求項３または請求項４に記載の超音波探傷方法を用いて超音波探傷検査を行う、ものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る超音波探傷装置および超音波探傷方法によれば、精度よく超音波探傷検査を行うことができる、という効果を奏する。また、本発明に係る欠陥検査装置および欠陥検査方法によれば、精度よく溶接部の欠陥を検出できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第一実施形態の超音波探傷装置の装置構成を示す説明図。
【図２】第一実施形態の超音波探傷方法の手順を示す図。
【図３】超音波探傷検査を行っている状態を示す説明図。
【図４】欠陥の拡大図。
【図５】温度と音速との関係を示す図。
【図６】第一実施形態の超音波探傷検査時のエコーを示す図。（ａ）第一の部材と溶接部との境界面からのエコーを示す図。（ｂ）欠陥からのエコーを示す図。
【図７】第二実施形態の超音波探傷装置を示す説明図。
【図８】第二実施形態の超音波探傷方法の手順を示す図。
【図９】第三実施形態の超音波探傷装置を示す説明図。
【図１０】第三実施形態の超音波探傷方法の手順を示す図。
【図１１】材料１と材料２との境界面で反射する超音波を示す図。
【図１２】従来技術における超音波探傷検査時のエコーを示す図。（ａ）ノイズ強度を示す図。（ｂ）シグナル強度を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下では、第一実施形態の超音波探傷装置１０および超音波探傷方法について説明する。
【００１８】
超音波探傷装置１０および超音波探傷方法は、接合体Ｗに対して超音波探傷検査を行って、接合体Ｗの欠陥Ｗ１０を検出するものである（図３参照）。
【００１９】
図１に示すように、接合体Ｗは、略板状に構成される第一の部材Ｗ１と第二の部材Ｗ２とを溶接することによって構成される。
第一の部材Ｗ１と第二の部材Ｗ２とは、互いに異なる材料を素材として製造されている。接合体Ｗは、第一の部材Ｗ１の下面と第二の部材Ｗ２の上面とを接触させた状態で、当該接触面に対して外側からレーザを照射する等して製造される。
【００２０】
第一実施形態の超音波探傷装置１０および超音波探傷方法は、このような接合体Ｗの溶接部Ｗ３に欠陥Ｗ１０があるかどうかを検査するものである。つまり、超音波探傷装置１０および超音波探傷方法の検査対象は、接合体Ｗの溶接部Ｗ３である。
超音波探傷装置１０は、発信器１１、超音波接触子１２、受信器１３、および加熱器１４等を具備する。
【００２１】
発信器１１は、超音波接触子１２に接続され、超音波接触子１２に電気信号を入力する。
【００２２】
超音波接触子１２は、発信器１１からの電気信号に基づいて振動する圧電素子等を備え、前記圧電素子の振動によって超音波Ｕ（図３参照）を照射する。
超音波接触子１２は、第一の部材Ｗ１の上面に載置され、第一の部材Ｗ１の上面から溶接部Ｗ３に伝搬するように超音波Ｕを入射する。
【００２３】
このように、第一実施形態の超音波接触子１２は、本発明に係る超音波を照射する端子の実施の一形態である。
【００２４】
受信器１３は、超音波接触子１２に接続される。受信器１３は、超音波接触子１２に伝搬した超音波、すなわち、超音波接触子１２が照射した超音波Ｕのエコーを電気信号に変換して、エコーを検出するものである。
【００２５】
つまり、第一実施形態の受信器１３は、本発明に係るエコーを検出する検出部の実施の一形態である。
【００２６】
加熱器１４は、溶接部Ｗ３だけを加熱するためのものであり、例えば、溶接部Ｗ３に向けて熱風を噴射するヒーター等によって構成される。加熱器１４は、溶接部Ｗ３の左方に配置される。
【００２７】
超音波探傷方法は、このような超音波探傷装置１０を用いて超音波探傷検査を行う。
【００２８】
次に、超音波探傷方法の手順を説明する。
【００２９】
なお、以下では、説明の便宜上、溶接部Ｗ３に欠陥Ｗ１０（例えば、ピンホール等）が発生しているものとする。
【００３０】
図２および図３に示すように、超音波探傷方法では、超音波探傷装置１０の加熱器１４によって溶接部Ｗ３を局所的に加熱する（ステップＳ１０）。
つまり、超音波探傷方法では、加熱器１４より溶接部Ｗ３に向けて熱風を噴射して、溶接部Ｗ３の温度を第一の部材Ｗ１および第二の部材Ｗ２の温度よりも相対的に高くする。
【００３１】
仮に、第一の部材Ｗ１と第二の部材Ｗ２とを全周溶接して溶接部Ｗ３が広い範囲に形成されている場合、超音波探傷方法は、必ずしも溶接部Ｗ３の全体を加熱する必要はない。
この場合、超音波探傷方法は、超音波接触子１２から照射される超音波Ｕで検査する範囲（例えば、平面視において超音波接触子１２と重なる部分等）だけを、部分的に加熱しても構わない。
【００３２】
超音波探傷方法では、このような溶接部Ｗ３の加熱と同時に超音波Ｕを照射する（ステップＳ２０）。
つまり、超音波探傷方法では、超音波探傷装置１０の発信器１１より超音波接触子１２に電気信号を入力し、超音波接触子１２より第一の部材Ｗ１に超音波Ｕを入射する。
【００３３】
図４に示すように、ステップＳ２０で入射される超音波Ｕは、第一の部材Ｗ１の内部を下方向に向かって伝搬し、第一の部材Ｗ１と溶接部Ｗ３との境界面Ｗ４まで伝搬する。
【００３４】
第一実施形態の接合体Ｗは、互いに異なる材料を素材として製造される第一の部材Ｗ１と第二の部材Ｗ２とを溶接している。
つまり、第一実施形態の接合体Ｗは、音響インピーダンスが異なる複数のワークを接合してなるものである。
【００３５】
このため、第一の部材Ｗ１と溶接部Ｗ３との音響インピーダンスは、互いに異なるものとなる。
つまり、第一実施形態のように、音響インピーダンスが異なる第一の部材Ｗ１と第二の部材Ｗ２とを溶接（複数のワークを溶接）した場合には、第一の部材Ｗ１、第二の部材Ｗ２、および溶接部Ｗ３が、音響インピーダンスが異なるワークとなる。
【００３６】
なお、第一実施形態において、第一の部材Ｗ１の音響インピーダンスは、溶接部Ｗ３の音響インピーダンスよりも小さいものとする。
【００３７】
超音波Ｕの一部は、このような音響インピーダンスが異なる第一の部材Ｗ１と溶接部Ｗ３（つまり、二つの材料）の境界面Ｗ４で反射する（図４に点線で示す矢印Ｎ参照）。
一方、超音波Ｕの他部は、境界面Ｗ４を透過して溶接部Ｗ３の内部を伝搬する。
【００３８】
溶接部Ｗ３に欠陥Ｗ１０がある場合、溶接部Ｗ３の内部を伝搬する超音波Ｕは、欠陥Ｗ１０で反射する（図４に示す矢印Ｓ参照）。このときの超音波Ｕの反射量は、欠陥Ｗ１０の大きさ等によって変動する。
【００３９】
以下では、第一の部材Ｗ１と溶接部Ｗ３との境界面Ｗ４で反射した超音波Ｕを「境界面Ｗ４からのエコーＮ」と表記する。また、欠陥Ｗ１０で反射した超音波Ｕを「欠陥Ｗ１０からのエコーＳ」と表記する。
【００４０】
溶接部Ｗ３に欠陥Ｗ１０がない場合、溶接部Ｗ３の内部を伝搬する超音波Ｕは、溶接部Ｗ３と第二の部材Ｗ２との境界面Ｗ５まで伝搬し、一部が境界面Ｗ５で反射するとともに、他部が境界面Ｗ５を透過する。
そして、境界面Ｗ５を透過した超音波Ｕは、そのほとんどが第二の部材Ｗ２の表面（下面）で反射する。
【００４１】
このように、超音波探傷方法は、溶接部Ｗ３（ワーク）の加熱を行いながら、接合体Ｗに対して超音波Ｕを入射する超音波入射工程を備える。
【００４２】
図２から図４に示すように、超音波探傷方法では、超音波探傷装置１０の受信器１３で境界面Ｗ４からのエコーＮおよび欠陥Ｗ１０からのエコーＳ等を受信することで、各エコーＮ・Ｓを取得する（ステップＳ３０）。
【００４３】
ここで、音響インピーダンスが異なる二つの材料の境界面（例えば、第一の部材Ｗ１と溶接部Ｗ３との境界面Ｗ４）における超音波Ｕの反射率Ｒは、以下の式１によって算出される。
Ｒ＝｜（Ｚ１−Ｚ２）／（Ｚ１＋Ｚ２）｜・・・式１
前記式１において、Ｚ１・Ｚ２は各材料の音響インピーダンスの大きさである。
【００４４】
前記式１からも明らかなように、第一の部材Ｗ１と溶接部Ｗ３との境界面Ｗ４における超音波Ｕの反射率は、第一の部材Ｗ１と溶接部Ｗ３との音響インピーダンスの差が小さくなるにつれて小さくなる。
つまり、境界面Ｗ４からのエコーＮは、第一の部材Ｗ１と溶接部Ｗ３との音響インピーダンスの差が小さくなるにつれて小さくなる。
【００４５】
材料の音響インピーダンスの大きさＺは、以下の式２によって算出される。
Ｚ＝ｄ＊ｖ・・・式２
前記式２において、ｄは材料の密度（ｇ／ｃｍ3）、ｖは音速（ｍ／ｓ）、すなわち、材料の内部を伝搬するときの超音波Ｕの速度である。
【００４６】
前記式２における音速ｖは、以下の式３によって算出される。
ｖ＝ａｔ＋ｖ１・・・式３
前記式３において、ａは０よりも小さい定数、ｔは材料の温度（℃）、ｖ１は初速（ｍ／ｓ）である。
【００４７】
つまり、図５に示すように、前記式２における音速ｖは、材料の温度ｔが高くなるにつれて線形的に遅くなる。
【００４８】
前記式２および前記式３からも明らかなように、第一の部材Ｗ１と溶接部Ｗ３とは、温度が高くなるにつれて音速が遅くなり、これに伴って音響インピーダンスが小さくなる。
【００４９】
そこで、第一実施形態の超音波探傷方法では、各エコーＮ・Ｓを取得する前に、音響インピーダンスが第一の部材Ｗ１よりも大きい溶接部Ｗ３を局所的に加熱する。
【００５０】
これによれば、超音波探傷方法は、溶接部Ｗ３の音響インピーダンスを第一の部材Ｗ１の音響インピーダンスに対して相対的に小さくすることができる。
従って、超音波探傷方法は、溶接部Ｗ３の音響インピーダンスを第一の部材Ｗ１の音響インピーダンスに近付けることができるため、第一の部材Ｗ１と溶接部Ｗ３との音響インピーダンスの差（すなわち、前記式１における分子の値）を小さくできる。
【００５１】
これにより、図４および図６（ａ）に示すように、超音波探傷方法は、第一の部材Ｗ１と溶接部Ｗ３との境界面Ｗ４における超音波Ｕの反射率を下げることができるため、境界面Ｗ４からのエコーＮ、すなわち、超音波探傷検査におけるノイズを低減できる（図６（ａ）に示すエコー強度Ｖｎ１および溶接部Ｗ３の温度変化がない場合のエコーＮ０参照）。
【００５２】
なお、図６に示す左側のエコーは、第一の部材Ｗ１の表面（上面）からのエコーである。
【００５３】
超音波探傷方法は、第一の部材Ｗ１と溶接部Ｗ３との境界面Ｗ４における超音波Ｕの反射率を下げることにより、超音波Ｕの境界面Ｗ４でのエネルギー損失を低減できる。
従って、超音波探傷方法は、溶接部Ｗ３の内部に伝搬する超音波Ｕのエネルギー量、すなわち、欠陥Ｗ１０で反射する超音波（欠陥Ｗ１０からのエコーＳ）のエネルギー量を増大できる。
【００５４】
欠陥Ｗ１０からのエコーＳは、一部が第一の部材Ｗ１と溶接部Ｗ３との境界面Ｗ４で反射し、他部が第一の部材Ｗ１と溶接部Ｗ３との境界面Ｗ４を透過して超音波接触子１２に伝播する。
超音波探傷方法は、第一の部材Ｗ１と溶接部Ｗ３との境界面Ｗ４における超音波Ｕの反射率を低減できるため、欠陥Ｗ１０からのエコーＳの境界面Ｗ４でのエネルギー損失も低減できる。
【００５５】
つまり、図６（ｂ）に示すように、超音波探傷方法は、受信器１３で受信する欠陥Ｗ１０からのエコーＳのエネルギー量を増大できる。
このため、超音波探傷方法は、欠陥Ｗ１０からのエコーＳ、すなわち、超音波探傷検査におけるシグナルを増大できる（図６（ｂ）に示すエコー強度Ｖｓ１および溶接部Ｗ３の温度変化がない場合のエコーＳ０参照）。
【００５６】
図２および図６に示すように、各エコーＮ・Ｓを取得した後で、超音波探傷方法では、ＳＮ比を計算する（ステップＳ４０）。
つまり、超音波探傷方法では、欠陥Ｗ１０からのエコーＳを境界面Ｗ４からのエコーＮで除算した結果を計算する。そして、超音波探傷方法では、予め実験を行うこと等によって設定される閾値とＳＮ比の計算結果とを比較して、溶接部Ｗ３に欠陥Ｗ１０があるかを判定する。
【００５７】
超音波探傷方法では、超音波探傷装置１０と接合体Ｗとを相対的に移動させ、溶接部Ｗ３の全体に複数回超音波Ｕを照射して、超音波Ｕのエコー強度（各エコーＮ・Ｓの強度）に基づいて溶接部Ｗ３の欠陥Ｗ１０を検査する。
【００５８】
このように、超音波探傷方法は、溶接部Ｗ３（ワーク）の加熱を行いながら入射した超音波Ｕのエコー強度に基づいて、接合体Ｗの内部を検査する検査工程を備える。
【００５９】
第一実施形態の超音波探傷方法および超音波探傷装置１０は、溶接部Ｗ３を加熱しながら超音波Ｕを入射することで、境界面Ｗ４からのエコーＮ、すなわち、ノイズ強度を低減できるとともに、欠陥Ｗ１０からのエコーＳ、すなわち、シグナル強度を増大できる。
従って、超音波探傷方法および超音波探傷装置１０は、ＳＮ比を大きく改善できるため、欠陥の検出率を向上できる。
【００６０】
つまり、超音波探傷方法および超音波探傷装置１０は、精度よく超音波探傷検査を行うことができ、精度よく溶接部Ｗ３の欠陥Ｗ１０を検出できる。
【００６１】
このように、超音波探傷装置１０は、超音波接触子１２より接合体Ｗに超音波Ｕを入射するときに、溶接部Ｗ３（ワーク）を加熱する加熱器１４を備える。
また、超音波探傷方法は、第一の部材Ｗ１および溶接部Ｗ３（各ワーク）の中で、音響インピーダンスが大きい溶接部Ｗ３（ワーク）の加熱を行う温度調節工程を備える。
【００６２】
なお、超音波探傷装置および超音波探傷方法による欠陥の検査対象は、必ずしも溶接部である必要はなく、例えば、異なる部材を接合してなる接合体の、一つの前記部材の内部等であっても構わない。
【００６３】
第一実施形態の超音波探傷方法では、実際に溶接部Ｗ３の欠陥Ｗ１０を検査する前に、前記式２等を用いて第一の部材Ｗ１および溶接部Ｗ３の音響インピーダンスの大きさを取得している。
【００６４】
これによれば、第一実施形態の超音波探傷方法では、実際に溶接部Ｗ３の欠陥Ｗ１０を検査する前に、予め取得した第一の部材Ｗ１および溶接部Ｗ３の音響インピーダンスの大きさおよび前記式１〜式３等を用いて、溶接部Ｗ３の加熱度合いを最適化できる。
【００６５】
これにより、超音波探傷方法では、第一の部材Ｗ１と溶接部Ｗ３との境界面Ｗ４における超音波Ｕの反射率を効果的に小さくできる（反射率を０に近付けることができる）ため、より精度よく超音波探傷検査を行うことができる。
【００６６】
このように、超音波探傷装置１０は、第一の部材Ｗ１および溶接部Ｗ３（各ワーク）の音響インピーダンスの大きさを取得して、第一の部材Ｗ１および溶接部Ｗ３の音響インピーダンスの差が小さくなるように、加熱器１４による溶接部Ｗ３（ワーク）の加熱を行う。
また、超音波探傷方法は、第一の部材Ｗ１および溶接部Ｗ３（各ワーク）の音響インピーダンスの大きさを算出する算出工程を備える。
そして、超音波探傷方法において、温度調節工程では、第一の部材Ｗ１および溶接部Ｗ３の音響インピーダンスの算出結果に基づいて、第一の部材Ｗ１および溶接部Ｗ３（各ワーク）のうち音響インピーダンスが大きい溶接部Ｗ３（ワーク）の加熱を行う。
【００６７】
次に、第二実施形態の超音波探傷装置２０および超音波探傷方法について説明する。
【００６８】
なお、以下において、第一実施形態の超音波探傷装置１０と同様に構成される部材については第一実施形態の部材と同様の符号を付し、その説明を省略する。
【００６９】
図７に示すように、第二実施形態の超音波探傷装置２０は、加熱器１４に代えて冷却器２４を具備する点が、第一実施形態の超音波探傷装置１０と大きく異なる点である。
【００７０】
冷却器２４は、第一の部材Ｗ１だけを冷却するためのものであり、例えば、第一の部材Ｗ１に向けて冷風を噴射する。冷却器２４は、第一の部材Ｗ１の左方に配置される。
【００７１】
図７および図８に示すように、第二実施形態の超音波探傷方法では、超音波探傷装置２０の冷却器２４によって第一の部材Ｗ１を局所的に冷却する（ステップＳ１１０）。
つまり、超音波探傷方法では、冷却器２４より第一の部材Ｗ１に向けて冷風を噴射して、第一の部材Ｗ１の温度を溶接部Ｗ３および第二の部材Ｗ２の温度よりも相対的に低くする。
【００７２】
このとき、超音波探傷方法では、必ずしも第一の部材Ｗ１の全体を冷却する必要はなく、超音波接触子１２と溶接部Ｗ３との間の部分、すなわち、第一の部材Ｗ１の左側だけを部分的に冷却しても構わない。
【００７３】
超音波探傷方法では、このような第一の部材Ｗ１の冷却と同時に超音波Ｕを照射して、第一実施形態の超音波探傷方法と同じ要領で各エコーＮ・Ｓを取得してＳＮ比を計算する（ステップＳ２０〜Ｓ４０）。
【００７４】
このように、第二実施形態の超音波探傷方法では、音響インピーダンスが溶接部Ｗ３よりも小さい第一の部材Ｗ１を冷却する。
これにより、超音波探傷方法では、第一の部材Ｗ１の音速を溶接部Ｗ３の音速に対して相対的に速くして、第一の部材Ｗ１の音響インピーダンスを溶接部Ｗ３の音響インピーダンスに対して相対的に大きくしているのである。
【００７５】
これによれば、第二実施形態の超音波探傷方法は、第一の部材Ｗ１の音響インピーダンスを溶接部Ｗ３の音響インピーダンスに近付けることができるため、第一の部材Ｗ１と溶接部Ｗ３との境界面Ｗ４における超音波Ｕの反射率を下げることができる。
【００７６】
従って、第二実施形態の超音波探傷方法および超音波探傷装置２０は、境界面Ｗ４からのエコー強度を低減できるとともに欠陥Ｗ１０からのエコー強度を増大できるため、ＳＮ比を大きく改善できる。
つまり、超音波探傷方法および超音波探傷装置２０は、精度よく超音波探傷検査を行うことができる。
【００７７】
このように、超音波探傷装置２０は、超音波接触子１２より接合体Ｗに超音波Ｕを入射するときに、第一の部材Ｗ１（ワーク）を冷却する冷却器２４を具備する。
また、超音波探傷方法は、音響インピーダンスが小さい第一の部材Ｗ１の冷却を行う温度調節工程を備える。
【００７８】
次に、第三実施形態の超音波探傷装置３０および超音波探傷方法について説明する。
【００７９】
図９に示すように、第三実施形態の超音波探傷装置３０は、第一実施形態の加熱器１４および第二実施形態の冷却器２４を両方とも備える点が、第一実施形態および第二実施形態の超音波探傷装置１０・２０と大きく異なる点である。
【００８０】
図９および図１０に示すように、第三実施形態の超音波探傷方法では、超音波探傷装置３０の加熱器１４によって溶接部Ｗ３を局所的に加熱するとともに、冷却器２４によって第一の部材Ｗ１を局所的に冷却する（ステップＳ２１０）。
つまり、超音波探傷方法では、溶接部Ｗ３の温度を第一の部材Ｗ１および第二の部材Ｗ２よりも相対的に高くするとともに、第一の部材Ｗ１の温度を溶接部Ｗ３および第二の部材Ｗ２よりも相対的に低くする。
【００８１】
超音波探傷方法では、このような溶接部Ｗ３の加熱および第一の部材Ｗ１の冷却と同時に超音波Ｕを照射して、第一実施形態の超音波探傷方法と同じ要領で各エコーＮ・Ｓを取得してＳＮ比を計算する（ステップＳ２０〜Ｓ４０）。
【００８２】
このように、第三実施形態の超音波探傷方法では、音響インピーダンスが第一の部材Ｗ１よりも大きい溶接部Ｗ３を加熱するとともに、音響インピーダンスが溶接部Ｗ３よりも小さい第一の部材Ｗ１を冷却する。
これにより、超音波探傷方法では、溶接部Ｗ３の音速を遅くして溶接部Ｗ３の音響インピーダンスを小さくするとともに、第一の部材Ｗ１の音速を速くして第一の部材Ｗ１の音響インピーダンスを大きくしているのである。
【００８３】
これによれば、第三実施形態の超音波探傷方法は、第一の部材Ｗ１の音響インピーダンスと溶接部Ｗ３の音響インピーダンスとを互いに近付けることができるため、第一の部材Ｗ１と溶接部Ｗ３との境界面Ｗ４における超音波Ｕの反射率を下げることができる。
特に、第三実施形態の超音波探傷方法は、第一の部材Ｗ１と溶接部Ｗ３との音響インピーダンスの差が大きい場合等に、より効果的に境界面Ｗ４における超音波Ｕの反射率を下げることができる。
【００８４】
従って、第三実施形態の超音波探傷方法および超音波探傷装置３０は、境界面Ｗ４でのエコー強度を低減できるとともに欠陥Ｗ１０でのエコー強度を増大できるため、ＳＮ比を大きく改善できる。
つまり、超音波探傷方法および超音波探傷装置３０は、精度よく超音波探傷検査を行うことができる。
【００８５】
以上のように、超音波探傷装置は、溶接部Ｗ３（ワーク）を加熱する加熱器１４、および第一の部材Ｗ１（ワーク）を冷却する冷却器２４の少なくともいずれか一方を具備する。
また、超音波探傷方法は、温度調節工程において、音響インピーダンスが大きい溶接部Ｗ３（ワーク）の加熱、および音響インピーダンスが小さい第一の部材Ｗ１（ワーク）の冷却の、少なくともいずれか一方を行う。
そして、超音波探傷方法は、溶接部Ｗ３（ワーク）の加熱および第一の部材Ｗ１（ワーク）の冷却の少なくともいずれか一方を行いながら、接合体Ｗに対して超音波Ｕを入射して、当該入射した超音波Ｕのエコー強度に基づいて、接合体Ｗの内部を検査する。
【００８６】
第二実施形態および第三実施形態の超音波探傷方法でも、実際に溶接部Ｗ３の欠陥Ｗ１０を検査する前に、前記式２等を用いて第一の部材Ｗ１および溶接部Ｗ３の音響インピーダンスの大きさを取得している。
【００８７】
これにより、第二実施形態および第三実施形態の超音波探傷方法および超音波探傷装置２０・３０は、第一の部材Ｗ１と溶接部Ｗ３との境界面Ｗ４における超音波Ｕの反射率を効果的に小さくできるため、より精度よく超音波探傷検査を行うことができる。
【００８８】
このように、超音波探傷装置は、第一の部材Ｗ１および溶接部Ｗ３（各ワーク）の音響インピーダンスの差が小さくなるように、溶接部Ｗ３（ワーク）の加熱および第一の部材Ｗ１（ワーク）の冷却の少なくともいずれか一方を行う。
また、超音波探傷方法は、第一の部材Ｗ１および溶接部Ｗ３（各ワーク）の音響インピーダンスの算出結果に基づいて、第一の部材Ｗ１および溶接部Ｗ３（各ワーク）のうち音響インピーダンスが大きい溶接部Ｗ３（ワーク）の加熱、および第一の部材Ｗ１および溶接部Ｗ３（各ワーク）のうち音響インピーダンスが小さい第一の部材Ｗ１（ワーク）の冷却の少なくともいずれか一方を行う。
【００８９】
第一実施形態から第三実施形態までの超音波探傷装置１０〜３０は、接合体Ｗの溶接部Ｗ３を検査対象としている。つまり、第一実施形態から第三実施形態までの超音波探傷装置１０〜３０は、溶接部Ｗ３に対して超音波探傷検査を行う欠陥検査装置の実施の一形態である。
また、第一実施形態から第三実施形態までの超音波探傷方法は、溶接部Ｗ３に対して超音波探傷検査を行う欠陥検査方法の実施の一形態である。
【００９０】
なお、超音波探傷装置、超音波探傷方法、欠陥検査装置、および欠陥検査方法は、異なる材料からなる三つ以上の部材を積層して溶接した複数の溶接部の欠陥を検査しても構わない。
【符号の説明】
【００９１】
１０  超音波探傷装置
１２  超音波接触子（端子）
１３  受信器（検出部）
１４  加熱器
２４  冷却器
Ｎ    エコー
Ｓ    エコー
Ｕ    超音波
Ｗ    接合体
Ｗ１  第一の部材（ワーク）
Ｗ２  第二の部材（ワーク）
Ｗ３  溶接部（ワーク）
【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５】
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【図６】
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【図７】
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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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