アーク溶接では放射光X線を利用して、Fe系、Al系合金を対象に結晶粒子スケールで結晶の成長・競合、相変態、凝固割れなどの溶接凝固現象のその場観察技術を確立した。溶接中のX線透過像、X線回折像、温度分布をすべて連成して取得することが可能である。この技術により、結晶成長や凝固割れの形成機構の解明、割れ発生が起こる限界ひずみの取得、凝固割れに影響を及ぼす凝固モードの解明を行うことができた。凝固モードの特定や割れ発生条件の取得により、割れが起こらない材料設計や溶接技術の開発を行い、難溶接材料を中心に構造体化に取り組んでいる。
固相状態で接合を行う摩擦攪拌接合では、積層欠陥エネルギーが異なるFe、Al、Cu系合金などを対象に急速凍結法により、塑性変形や結晶粒の微細化に繋がる再結晶や双晶形成の発生挙動、発生位置、発生頻度を時間発展で明らかにすることができた。この知見を基にミクロ組織制御手法の提案や実用化に向けて、従来Fe系合金では困難であった厚鋼板への摩擦攪拌接合の適用を試みている。