(57)【要約】      （修正有）【課題】材料に割れが発生した際のひずみ量及び温度分布を高精度に測定する高温割れ評価装置を提供する。【解決手段】試験片１３に曲げ力を与え、曲げ部分で溶接を実行するバレストレイン試験装置２と、前記試験片に形成された変位検出パターンを含む溶接部のフレーム画像を連続して取得する高速度カメラ２６と、前記バレストレイン試験装置と前記高速度カメラとを制御する制御装置４とを具備し、該制御装置は前記高速度カメラにより各フレーム毎に前記変位検出パターンの形状を取得し、前記フレーム画像間の前記変位検出パターンの形状の変化から前記溶接部のひずみ量を測定する。【選択図】図１
2015025786.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験片に曲げ力を与え、曲げ部分で溶接を実行するバレストレイン試験装置と、前記試験片に形成された変位検出パターンを含む溶接部のフレーム画像を連続して取得する高速度カメラと、前記バレストレイン試験装置と前記高速度カメラとを制御する制御装置とを具備し、該制御装置は前記高速度カメラにより各フレーム毎に前記変位検出パターンの形状を取得し、前記フレーム画像間の前記変位検出パターンの形状の変化から前記溶接部のひずみ量を測定することを特徴とする高温割れ評価装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記フレーム画像を基に前記溶接部内の割れの発生位置を特定し、該割れの発生位置のひずみ量を測定する請求項１の高温割れ評価装置。
【請求項３】
前記高速度カメラにより２波長の画像が取得可能となっており、前記制御装置は前記２波長の画像に基づき各フレーム画像毎の温度分布を求めると共に２波長の内、少なくとも１つの波長に基づき各フレーム画像毎の観察画像を検出し、各フレーム画像毎に温度分布と、観察画像と、ひずみ量とを対応付ける請求項１又は請求項２の高温割れ評価装置。
【請求項４】
前記割れの発生を検出する割れ検出手段を更に具備し、前記制御装置は、前記割れ検出手段が割れを検出した瞬間に対応するフレーム画像を特定し、該フレーム画像に対応する温度分布と、観察画像と、ひずみ量とを特定する請求項２又は請求項３の高温割れ評価装置。
【請求項５】
前記変位検出パターンと前記試験片の表面とで熱放射率が異なる請求項１〜請求項４のうちいずれか１項に記載の高温割れ評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接時の高温割れ発生時のひずみ量と温度分布を測定する高温割れ評価装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｎｉ基超合金やオーステナイト系ステンレス鋼では、溶接時の高温割れが問題となることが多い。
【０００３】
高温割れ感受性を評価する１つの指標として高温時の延性があり、従来より用いられている高温時の延性と溶接金属に発生するひずみの関係を、図８に模式的に示している。
【０００４】
図８中、横軸は温度、縦軸はひずみ、延性を示し、又横軸と縦軸との交点は金属の融点を示している。更に、図８中、曲線Ａは金属の延性、曲線Ｂは溶融金属が凝固し、温度が低下する過程で発生するひずみを示している。
【０００５】
曲線Ａに示される様に、材料によっては、液相線温度と固相線温度の間で延性が低下する温度領域（ＢＴＲ：Ｂｒｉｔｔｌｅｎｅｓｓ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｒａｎｇｅ）や、それよりもやや低温で再び延性が低下する温度領域（ＤＴＲ：Ｄｕｃｔｉｌｉｔｙ−ｄｉｐ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｒａｎｇｅ）が存在する。溶接時の凝固収縮の過程で生じるひずみがＢＴＲ、ＤＴＲでの延性の下限線Ａ′を越えると、材料がひずみに耐えられず割れが生じるとされている。
【０００６】
材料のＢＴＲ、ＤＴＲでの下限線Ａ′を評価する方法の１つとしてバレストレイン試験がある。バレストレイン試験では、評価材に対してＴＩＧアークにより温度分布を与えた状態で、強制的に曲げてひずみを与えることで高温割れを再現し、発生した割れの位置と長さから下限線Ａ′を評価するものである。
【０００７】
ひずみ量を測定する場合、試験中に於いては材料を圧下するヨークの変位から測定され、最終的なひずみ量は曲げブロックの形状から測定する。然し乍ら、ヨークの変位から測定したひずみ量は平均を見るものであるので、評価対象としている溶接部付近のひずみとは誤差がある可能性があり、正確な測定ができない。又、割れ発生時のひずみ量を測定する場合、計測器のタイムラグが発生する可能性があった。
【０００８】
従って、バレストレイン試験を用いた従来の高温割れ感受性評価では、低付加ひずみの試験が困難であり、又試験板の温度分布を正確に測定できない。上記曲線Ａ、曲線Ｂは、実験結果より推定されたものであり、精度の高いものとは言えない為、割れ発生閾値なるべき下限線Ａ′の下限値（図８中Ｓ点）に於けるひずみ量、温度を精度よく知ることが困難であった。
【０００９】
尚、特許文献１には、試験片に加える負荷荷重等の変形特性値の時系列変化と、測定対象面の温度の時系列変化とを同期させて計測及び記憶し、亀裂発生後に二次元温度計の撮像画像の温度パターンから亀裂発生箇所を特定し、特定された亀裂発生箇所の温度の時系列変化における特異点を検出することで、亀裂の入った瞬間を的確に把握できる金属材料の試験方法及び装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−１２３０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は斯かる実情に鑑み、材料に割れが発生した際のひずみ量及び温度分布を高精度に測定する高温割れ評価装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、試験片に曲げ力を与え、曲げ部分で溶接を実行するバレストレイン試験装置と、前記試験片に形成された変位検出パターンを含む溶接部のフレーム画像を連続して取得する高速度カメラと、前記バレストレイン試験装置と前記高速度カメラとを制御する制御装置とを具備し、該制御装置は前記高速度カメラにより各フレーム毎に前記変位検出パターンの形状を取得し、前記フレーム画像間の前記変位検出パターンの形状の変化から前記溶接部のひずみ量を測定する高温割れ評価装置に係るものである。
【００１３】
又本発明は、前記制御装置は、前記フレーム画像を基に前記溶接部内の割れの発生位置を特定し、該割れの発生位置のひずみ量を測定する高温割れ評価装置に係るものである。
【００１４】
又本発明は、前記高速度カメラにより２波長の画像が取得可能となっており、前記制御装置は前記２波長の画像に基づき各フレーム画像毎の温度分布を求めると共に２波長の内、少なくとも１つの波長に基づき各フレーム画像毎の観察画像を検出し、各フレーム画像毎に温度分布と、観察画像と、ひずみ量とを対応付ける高温割れ評価装置に係るものである。
【００１５】
又本発明は、前記割れの発生を検出する割れ検出手段を更に具備し、前記制御装置は、前記割れ検出手段が割れを検出した瞬間に対応するフレーム画像を特定し、該フレーム画像に対応する温度分布と、観察画像と、ひずみ量とを特定する高温割れ評価装置に係るものである。
【００１６】
更に又本発明は、前記変位検出パターンと前記試験片の表面とで熱放射率が異なる高温割れ評価装置に係るものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、試験片に曲げ力を与え、曲げ部分で溶接を実行するバレストレイン試験装置と、前記試験片に形成された変位検出パターンを含む溶接部のフレーム画像を連続して取得する高速度カメラと、前記バレストレイン試験装置と前記高速度カメラとを制御する制御装置とを具備し、該制御装置は前記高速度カメラにより各フレーム毎に前記変位検出パターンの形状を取得し、前記フレーム画像間の前記変位検出パターンの形状の変化から前記溶接部のひずみ量を測定するので、低付加ひずみで割れが発生する材料の、割れが発生した時点のひずみ量を実測値にて測定することができ、正確な高温割れ評価を行うことができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例に係る高温割れ評価装置の正面図である。
【図２】該高温割れ評価装置の側面図である。
【図３】該高温割れ評価装置に用いられるバレストレイン試験装置の正面図である。
【図４】該バレストレイン試験装置で試験片に曲げ変形を与えた状態の説明図である。
【図５】試験片の溶接部を説明する説明図であり、（Ａ）は試験片に曲げ変形を与える前の溶接部を示し、（Ｂ）は試験片に曲げ変形を与えた後の溶接部を示している。
【図６】前記高温割れ評価装置に用いられる撮像装置の光学系の概略構成図である。
【図７】溶接部を示す画像であり、（Ａ）は試験片に曲げ変形を与える前の状態を示し、（Ｂ）は延性低下割れが発生する直前の状態を示し、（Ｃ）は延性低下割れが発生した状態を示し、（Ｄ）は試験が終了した後の状態を示している。
【図８】従来の手法で求めた高温割れ特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
【００２０】
図１〜図３に於いて、本発明の実施例に係る高温割れ評価装置について説明する。
【００２１】
高温割れ評価装置１は、主にバレストレイン試験装置２、撮像装置３、制御装置４を有する。
【００２２】
ベース１１の上面に、曲げブロック１２が設置される。該曲げブロック１２は、図３の紙面に対して垂直な方向に延在し、上面は円筒曲面となっている。又、前記曲げブロック１２は着脱可能であり、円筒曲面の曲率が異なる複数の曲げブロック１２が準備されている。該曲げブロック１２の上には試験片１３が載置される様になっている。
【００２３】
前記曲げブロック１２を挾み、該曲げブロック１２に関して対称な位置に、ヨーク１４，１４が設けられている。該ヨーク１４は油圧シリンダ等のアクチュエータ１５により下方に移動可能となっており、前記試験片１３の両端を圧下し、該試験片１３に曲げ力を付与可能となっている。
【００２４】
前記ヨーク１４，１４の外側に、支柱部材１６，１６が設けられ、該支柱部材１６，１６に掛渡り、ビーム１７が設けられ、該ビーム１７にトーチホルダ１８を介してＴＩＧトーチ１９が支持されている。
【００２５】
前記制御装置４は、前記ＴＩＧトーチ１９のアーク発生状態、前記アクチュエータ１５を所要のタイミングで、所要の状態に同期制御する。
【００２６】
図４は、前記ヨーク１４，１４によって、前記試験片１３に圧下力を与え、曲げた状態を示しており、該試験片１３が前記曲げブロック１２の上面に沿って曲げられることで、該曲げブロック１２の曲率に応じた曲げひずみが与えられる。ここで、該曲げブロック１２の径が４０Ｒ、前記試験片１３の板厚が１０ｍｍ、付加ひずみ量としては、１１．１％が例示される。
【００２７】
前記試験片１３には、図５（Ａ）に示される様に、溶融池２０に隣接して所定の間隔で、例えば１ｍｍ間隔で塗料等が塗布されている。尚、塗料としては、前記試験片１３と熱放射率の異なるもの、例えば耐熱性を有する酸化鉄を主成分とした黒体塗料等が用いられる。該黒体塗料により変位検出パターンである計測縞２１が形成される。該計測縞２１は、例えばマスキング処理し、前記黒体塗料を塗布すること等により形成される。尚、前記溶融池２０及び前記計測縞２１を含む前記溶融池２０の周辺部が溶接部２８となっている。
【００２８】
前記計測縞２１と前記試験片１３の表面とでは熱放射率が異なっており、高温で写真撮影すると、熱放射率の相違により前記計測縞２１の画像が得られる。前記試験片１３に曲げひずみが与えられた際には、図５（Ｂ）に示される様に、該試験片１３の表面に割れ２２（延性低下割れ）が生じると共に、前記計測縞２１の形状が変化し、該計測縞２１間の間隔が変位する様になっている。
【００２９】
次に、前記撮像装置３について説明する。
【００３０】
前記バレストレイン試験装置２の外側に外枠２３，２３が設けられ、該外枠２３，２３に掛渡ってカメラ支持フレーム２４が設けられ、該カメラ支持フレーム２４にカメラホルダ２５が取付けられている。該カメラホルダ２５に高速度カメラ２６が支持される。
【００３１】
前記カメラホルダ２５は、前記高速度カメラ２６を該高速度カメラ２６の光軸が鉛直線に対して１５°〜２５°の範囲で傾斜させて支持可能となっており、該高速度カメラ２６の光軸が傾斜されることで、前記ＴＩＧトーチ１９或は前記トーチホルダ１８が干渉することなく、溶接中の前記溶接部２８を撮影可能となっている。
【００３２】
前記高速度カメラ２６の撮影条件を例示すると、フレームレート２０００ｆｐｓ、シャッタ速度１／２０００である。
【００３３】
更に、本実施例に係る前記高速度カメラ２６では、２色測温法が可能な構成を具備している。２色測温法は、波長の異なる２つの光を用いて同一点の画像を取得し、光強度と測定対象物の熱放射率から温度を測定する。
【００３４】
図６は、２色測温法を可能とした、前記高速度カメラ２６の光学系の概略構成を示している。該高速度カメラ２６では、入射する光束を２つに分割し、分割したそれぞれの光束に選択波長が異なる光学フィルタを設け、波長の異なる２つの画像を取得できる構成としている。
【００３５】
図６中、３１は熱放射している測定対象物であり、本実施例では前記溶融池２０及び前記計測縞２１を含む周辺部である前記溶接部２８となっている。３２は熱画像観察装置の光学系、４は前記制御装置を示している。
【００３６】
前記光学系３２は、前記測定対象物３１に対向するレンズユニット３４（尚、図示では簡略化して示している）を有し、該レンズユニット３４の光軸３５上に光束分割手段としてハーフミラー３６が設けられ、又前記光軸３５上には第１波長フィルタ３７、受光素子３８が設けられている。
【００３７】
前記レンズユニット３４は、前記測定対象物３１からの光を平行光束として前記ハーフミラー３６に導くものである。該ハーフミラー３６は入射した光束を分割し、一部を透過、残部を反射するものであり、透過する光量と反射する光量は等しくなっている。
【００３８】
前記受光素子３８には、例えばＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサ等が用いられ、前記第１波長フィルタ３７は、λ１の波長を選択して透過する光学特性を有している。
【００３９】
又、前記ハーフミラー３６で前記光軸３５が分岐され、分岐された光軸３９上にはミラー４１が設けられ、該ミラー４１は前記光軸３９を前記光軸３５と平行に偏向し、偏向された前記光軸３９上に第２波長フィルタ４２、光路長調整光学部材４３、前記受光素子３８が配設される。前記第２波長フィルタ４２は、λ２の波長を選択して透過する光学特性を有している。前記受光素子３８は、前記光軸３５を経て入射するλ１の画像と、前記光軸３９を経て入射するλ２の画像とを異なった部位で同時に受光する。
【００４０】
前記光軸３９は２つの前記ミラー３６，４１で偏向され、偏向された後は前記光軸３５と平行となり、該光軸３５と前記光軸３９とは距離ａ離れている。この距離ａは、前記ハーフミラー３６で分割された光束により得られる画像と、前記ハーフミラー３６を透過した光束で得られる画像とが重ならない値とされる。
【００４１】
この為、前記測定対象物３１から前記受光素子３８に至る光路長は、前記光軸３５と前記光軸３９とでは距離ａ分だけ該光軸３９の光路長が長くなっている。前記光路長調整光学部材４３は、前記光軸３９の光学長を短くし、前記光軸３５と前記光軸３９の光学長を等価にする。
【００４２】
ここで、前記光路長調整光学部材４３の屈折率をｎ、光軸に沿った長さをｘとすると、光学長はｎｘとなる。
【００４３】
一方、焦点距離がｆであるレンズが存在し、平行光がこのレンズを透過して集光される場合、この光が空気中のみを透過する場合はレンズからｆの位置で集光されるが、光路内に光学長ｎｘの透過性物質が存在する場合は、集光される距離はｆ＋（ｎｘ−ｘ）／ｎとなり、距離が伸びる。この性質を利用すると、焦点距離ｆのレンズに対して、距離がｆ＋ａである位置に集光したい場合、ｆ＋ａの側にａ＝（ｎ−１）ｘ／ｎである様な長さと屈折率を持つ透過性物質を挿入することにより、ｆ＋ａの位置に集光させることが可能となる。
【００４４】
従って、上記した様に、前記光路長調整光学部材４３を分岐によって長くなってしまった側の前記光軸３９中に挿入し、屈折率ｎ、長さｘを適宜選択することで、同一の画像検出素子（前記受光素子３８）上に両方の前記光軸３５，３９を経た光束を集光させることが可能となる。
【００４５】
前記測定対象物３１からの光線（熱放射線）は、前記レンズユニット３４により平行光束とされ、該平行光束は前記ハーフミラー３６により２分割され、更に、分割された光束は前記ミラー４１により、前記ハーフミラー３６を透過する光束と平行に偏向される。
【００４６】
前記ハーフミラー３６を透過した光束は、前記第１波長フィルタ３７を透過することによりλ１の波長に限定されて前記受光素子３８に投影され、該受光素子３８上にλ１の波長による測定対象物像が形成される。
【００４７】
又、前記ハーフミラー３６で分割（反射）され、前記ミラー４１で偏向された光束は、前記第２波長フィルタ４２を透過し、λ２の波長に限定されて前記受光素子３８に投影され、該受光素子３８上にλ２の波長による測定対象物像が形成される。上記した様に、距離ａは、λ１の波長による測定対象物像とλ２の波長による測定対象物像とが重ならない様に設定される。尚、本実施例では、λ１を８５０ｎｍ、λ２を９５０ｎｍとして実施した。
【００４８】
前記制御装置４は、前記高速度カメラ２６の撮影を制御し、前記ＴＩＧトーチ１９のアークの発生状態、前記アクチュエータ１５を同期制御する。
【００４９】
前記高速度カメラ２６の前記受光素子３８で得られた受光信号は、前記制御装置４に送出され、該制御装置４では、各フレーム画像毎にλ１の波長による測定対象物像の画像とλ２の波長による測定対象物像の画像とを分離して取得し、２色測温法により前記測定対象物３１の温度、温度分布等の温度状態を演算する。温度状態は、該測定対象物３１上の測定点と対応させ数値で表示され、或はグラフ化され、或は温度の高低に対応させた色分け画像として表示される。従って、変化する温度変化（温度分布変化）が高速で取得できる。
【００５０】
又、前記測定対象物３１と前記計測縞２１とは熱放射率が異なっているので、上記した２つの画像の内の一方、或は両方を合成した画像から、前記計測縞２１を検出することができ、該計測縞２１間の間隔を実測することで、前記測定対象物３１のひずみ量を測定することができる。
【００５１】
更に、前記高速度カメラ２６による画像も取得できることから、前記割れ２２の発生状態も観測でき、該割れ２２発生時の温度分布、ひずみ量を同時に測定することができる。
【００５２】
次に、前記高温割れ評価装置１を用いた高温割れ試験、高温割れ評価について説明する。
【００５３】
所定の曲率を有する前記曲げブロック１２を前記ベース１１に設置する。前記試験片１３を前記曲げブロック１２上に載置し、前記ヨーク１４，１４により前記試験片１３を保持した状態とする。尚、前記ＴＩＧトーチ１９による溶接位置が、前記高速度カメラ２６の視野の中心となる様に、該高速度カメラ２６の位置が設定される。
【００５４】
前記制御装置４は、前記ＴＩＧトーチ１９により溶接を開始する。該ＴＩＧトーチ１９により、所定時間、例えば２０秒間アークを保持してスポット溶接を行った後、前記制御装置４が前記ＴＩＧトーチ１９のアークを消弧し、溶接を終了する。
【００５５】
前記制御装置４は、前記ＴＩＧトーチ１９のアーク消弧指令をトリガとして、前記アクチュエータ１５に曲げ開始の信号を発して、前記ヨーク１４，１４の圧下を開始する（図７（Ａ）参照）。該ヨーク１４，１４により、アークを消弧した直後の前記試験片１３に曲げ力を付与する。
【００５６】
又、前記制御装置４は、発せられる曲げ開始の指令をトリガとして前記高速度カメラ２６による録画を開始する。上記した様に、該高速度カメラ２６により、１秒間に２０００枚のフレーム画像が取得され、更に各フレーム画像毎にλ１、λ２の２波長の画像が取得される。
【００５７】
前記制御装置４は、各フレーム画像毎に取得された２波長のフレーム画像に基づき、１フレーム画像毎に、２色測温法により前記溶接部２８の温度、温度分布等の温度状態を演算する。従って、１／２０００秒毎の温度分布の変化が得られる。
【００５８】
温度状態は、数値で表示され、或はグラフ化され、或は温度の高低に対応させて色分けした画像として表示部（図示せず）に表示される。
【００５９】
又、同時に２０００ｆｐｓで、前記溶接部２８の観察用の画像（観察画像）が取得される。観察画像は、λ１、λ２の２波長の画像の内一方を観察画像とするか、或はλ１、λ２の２波長の画像を合成したものでもよい。
【００６０】
２色測温法で得た色分け画像と、観察画像とは、同一光軸、同一時刻に取得したものであるので、キャリブレーションをすることなく、１対１に対応する。
【００６１】
前記試験片１３に付与される曲げ力は０の状態から徐々に増大され、前記試験片１３に付与されるひずみ量も、曲げ力の増加に対応して０の状態から連続的に増加する。曲げ力を増加させていくと、先ず前記溶融池２０の周囲のスラグに液化割れ（凝固割れ）が生じる。又、曲げ力を更に増加させることで、前記溶融池２０から離れた部分に延性低下割れ（前記割れ２２）を生じる様になっており（図７（Ｃ）参照）、前記制御装置４は前記観察画像を基に前記割れ２２を検出する。
【００６２】
前記制御装置４は、前記観察画像から検出した前記割れ２２の発生位置に於いて、前記試験片１３に曲げ力を付与する前の前記計測縞２１に対する、フレーム画像毎の前記計測縞２１の形状の変化、即ち該計測縞２１の間隔の変位量からひずみ量を演算し、各フレーム画像に対応させてひずみ量を保存する。
【００６３】
尚、取得した色分け画像、観察画像をリアルタイムで前記表示部に表示し、前記割れ２２の発生状態を観察してもよく、或は色分け画像、観察画像を保存し、データを全て取得した後で、各フレーム画像毎にひずみ量等を測定してもよい。
【００６４】
図７（Ａ）〜図７（Ｄ）は、本実施例の前記高温割れ評価装置１を用いた高温割れ試験に於いて、前記試験片１３に対する曲げ力の付与開始時から、割れが発生し、高温割れ試験が終了する迄の前記溶接部２８の画像を時系列毎に並べたものである。尚、図７（Ａ）は前記試験片１３に曲げ力を付与する直前の前記溶接部２８の画像を示し、図７（Ｂ）は該試験片１３に前記割れ２２が発生する直前の前記溶接部２８の画像を示し、図７（Ｃ）は前記試験片１３に割れ２２が発生した前記溶接部２８の画像を示し、図７（Ｄ）は高温割れ試験後の前記溶接部２８を示す画像となっている。
【００６５】
図７（Ａ）〜図７（Ｄ）に示される様に、前記試験片１３に曲げ力を付与することで、前記計測縞２１の形状及び該計測縞２１間の間隔が変位している。本実施例に於いては、画像分析の結果、図７（Ｃ）に示される前記割れ２２発生時のひずみ量は約１５％であり、これは前記試験片１３の板厚と前記曲げブロック１２の径から計算されるひずみ量より大きい値で発生していることが明らかとなった。又、図７（Ｄ）に示される様に、溶融境界では４０％以上ものひずみ量が与えられており、前記溶融池２０からの距離によって与えられているひずみ量が異なっていることが確認された。更に、この時の該溶融池２０近傍に於ける温度分布が得られた。
【００６６】
これらの結果から、従来手法で求められた図８の下限線Ａ′に比べ、下限線が高ひずみ側へとシフトすることが分った。
【００６７】
上述の様に、前記観察画像により前記割れ２２の発生を確認し、更に該割れ２２の発生を確認した時点の該割れ２２発生位置のひずみ量を、前記計測縞２１の間隔の変位量の実測値に基づき演算することができ、又前記割れ２２発生の位置を色分け画像に特定することで、色分け表示画面より前記割れ２２発生位置の温度が測定できる。
【００６８】
従って、該割れ２２発生時に於いて、該割れ２２発生位置に付与されたひずみ量、該割れ２２発生位置の温度が同時且つ高精度に測定でき、実際の温度、ひずみ量に対応した高温割れ評価が行え、割れ発生限界ひずみ量とその時の温度分布を求めることができる。
【００６９】
尚、１フレーム画像毎の観察画像の観察による前記割れ２２の検出とは別に、該割れ２２の発生を検出する割れ検出手段を設けてもよい。例えば、前記割れ２２の発生時に電気抵抗が変化することを利用し、割れ検出手段として電気抵抗を検出する手段を設け、電気抵抗に変化があった場合に信号を発生する様にし、発生された信号に基づき前記割れ２２の発生の瞬間を検出してもよい。或は、他の割れ検出手段としてレーザセンサを用いてもよい。いずれの場合も、前記割れ２２発生の瞬間を検出した場合、検出した時に対応する観察画像、色分け画像、ひずみ量及び前記割れ２２の位置を特定し、割れ発生時のひずみ量とその時の温度分布を求めることができる。
【００７０】
又、本実施例では、前記試験片１３に該試験片１３と熱放射率の異なる黒体塗料を塗布して前記計測縞２１を形成しているが、曲げ力付与前と曲げ力付与後とで前記試験片１３の変位を検出できればよいので、前記計測縞２１の代りに、黒体塗料を前記試験片１３に網目状に塗布する、或は多数の点状に塗布し、網目或は点の変位量を基にひずみ量を測定してもよい。
【００７１】
又、本実施例では、耐熱性を有し、熱放射率の異なる黒体塗料を塗布することで、前記試験片１３の表面に前記計測縞２１を形成したが、前記溶接部２８からの熱により焼損しない耐熱性を有し、且つ熱放射率の異なる材質のもの、例えばセラミック粉を含む白色塗料等他の色の塗料により前記計測縞２１を形成してもよい。
【００７２】
又、温度分布の測定方法としては、２色測温法の他に単色測温法が用いられてもよいのは言う迄もない。
【符号の説明】
【００７３】
１    高温割れ評価装置      ２    バレストレイン試験装置
３    撮像装置              ４    制御装置
１３  試験片                １９  ＴＩＧトーチ
２０  溶融池                ２１  計測縞
２２  割れ                  ２６  高速度カメラ
２８  溶接部                ３１  測定対象物
３２  光学系
【図１】
2015025786.tif 000003
【図２】
2015025786.tif 000004
【図３】
2015025786.tif 000005
【図４】
2015025786.tif 000006
【図５】
2015025786.tif 000007
【図６】
2015025786.tif 000008
【図８】
2015025786.tif 000009
【図７】
2015025786.tif 000010