X線溶接は、高出力のX線源を使用して材料を溶接するために必要な熱エネルギーを供給する実験的な溶接プロセスです。[ 1 ]
「X線溶接」という語句には、品質管理において、これとは無関係の古い用法もあります。この文脈では、X線溶接工とは、溶接プールに欠陥をほとんど発生させず、溶接工程中にプール内の欠陥を認識して修正できるほど高い熟練度で溶接を行う職人を指します。製造工場や加工工場の品質管理部門は、X線溶接工が行った溶接作業はX線検査に合格すると想定(または信頼)しています。例えば、気孔、凹み、亀裂、コールドラップ、スラグやタングステン介在物、溶融不足や溶け込み不足などの欠陥は、X線溶接工が行った溶接部の放射線X線検査ではほとんど見られません。[ 2 ]
溶接工程におけるシンクロトロン放射光の利用が拡大するにつれ、「X線溶接」という従来の用語が混乱を招く可能性がある。しかし、シンクロトロン放射光(X線)溶接は遠隔操作による自動化・機械化プロセスであるため、この2つの用語が同じ作業環境で使用されることはまずないだろう。
溶接技術の多くの進歩は、局所的な溶融に必要な熱エネルギーの新たな供給源の導入によってもたらされました。これらの進歩には、ガスタングステンアーク溶接、ガスメタルアーク溶接、サブマージアーク溶接、電子ビーム溶接、レーザービーム溶接などの最新技術の導入が含まれます。しかし、これらのプロセスは溶接の安定性、再現性、精度を向上させることができましたが、共通の限界があります。それは、エネルギーが溶接対象材料に完全に浸透せず、材料表面に溶融池が形成されることです。
材料の深さまで溶接部が貫通するようにするには、接合部の形状を特別に設計・準備するか、材料を蒸発させて「キーホール」と呼ばれる隙間を作り、熱が接合部に浸透するようにする必要があります。多くの材料では、良好な接合強度が得られるため、これは大きな欠点にはなりませんが、セラミックや金属セラミック複合材などの特定の材料では、このような処理によって接合強度が著しく低下する可能性があります。材料の強度を維持できる接合方法が見つかれば、航空宇宙産業での利用に大きな可能性を秘めています。
つい最近まで、溶接に必要な体積加熱を引き起こすのに十分な強度を持つX線源は存在しなかった。しかし、第三世代シンクロトロン放射光源の登場により、多くの材料において局所的な溶融、さらには蒸発に必要な出力を得ることが可能になった。
X線ビームは、従来の方法では溶接できない種類の材料の溶接源として有望であることが示されている。