4. 機器の設置
可視化用レーザ照明やバンドパスフィルタなどを用いて、効果的な撮影環境を構築できたとしても、アーク光は強烈でありその影響を最小限に留めるためには、機器の設置位置も工夫しなくてはならない。最も効果的な設置は、図9に示すような照明とカメラ斜め上方から溶接場を挟み込むような位置に設置する方法である。照明からの光が効率的にカメラに入射するので、相対的にアーク光を減衰することができる。アーク溶接の可視化では良く用いられる方法である。
図9 アーク溶接での可視化機器設置例
また、レーザ溶接では上記の様な設置方法の他に、図10に示すレーザ溶接機の直上にカメラとレーザ照明を設置する方法も良く用いられる。レーザ溶接はアーク溶接に比べ溶接機周りにスペースがある場合が多いので、このような設置が可能になる。
図10 レーザ溶接での可視化機器設置例
ただし、すべての溶接可視化現場で上記の様な設置ができるとは限らない。その場合はカメラとレーザ照明を同じ方向に設置することになるが、照明の強度を上げるために、図11に示すようにできるだけレーザ照明を被写体に近づける必要がある。特にアーク光が強い場合には溶融池のより近傍に設置する。
図11 集光レンズ（レーザ照明）の設置例
レーザ照明は固定も簡単に行えるように、レーザ発振器からファイバ等で容易に接続でき、ファイバ先端の小型集光レンズから照射できることが求められる。カメラに関しても同様に、小型で設置が簡便なものが望ましい。またスパッタ等の飛散物がレーザ照明に付着する恐れがある為、集光レンズ、カメラレンズの先端には取り外し可能なガラス板を装着する。スパッタ等が付着しガラス板が汚れた場合は取り替えて使用することができるようにするためである。
一般的な可視化用レーザ照明の主な構成品は、レーザ発振器、タイミングコントローラ、集光レンズ、ファイバケーブルとなる。図12に一例を示す。前述したように集光レンズは小型のものが望ましいが、ファイバケーブルも適切な長さがあり、フレキシブルに曲げることができるものの方が、設置・運用が容易になる。
図12 可視化用レーザ照明構成例
