基于多模式全聚焦方法不同声束路径下的异型构件焊缝缺陷成像研究

毛月娟，李俊函，苗逢春，陈沅沅

（1.内蒙古北方重工业集团有限公司，内蒙古包头 014033；2.内蒙古科技大学，内蒙古包头 014017）

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焊接结构在机械制造、医疗、航空航天、核能及制造船舶等领域都有着非常广泛的应用，在工业生产中，每年生产的焊接结构约占钢产量的40%。异型构件两块金属板的节点处连接方式的优劣对该构件整体性能的影响非常大，该结构破坏最薄弱的环节一般都是在节点连接处，所以对于焊缝焊接质量的要求就显得尤为重要。焊缝在焊接过程中受焊接结构的约束力、刚性和焊接过程产生应力的影响，将出现裂纹、裂缝、气孔、夹渣、未焊透、咬边等缺陷，这些缺陷都会影响到焊接质量。所以在实际生产过程中，我们需要去检测是否存在这些缺陷，来评判焊接质量。

超声检测具有穿透力强、灵敏度高、定量精度高等优点，被广泛应用于裂纹检测[2-3]。实际检测过程中，探头接收到的缺陷信号除了来自声束与缺陷的直接作用外，还包含经试块底部反射至缺陷再返回探头的信号，以及经试块底部反射至缺陷再沿原路径返回的信号，上述声束传播路径分别被称为直接模式（Direct mode）、半跨模式（Half-skip mode）和全跨模式（Full-skip mode）[4-5]。对于特定取向的裂纹，使用不同的模式波进行全聚焦方法（Total focusing method, TFM）成像，成像质量会有明显区别。

本文同时考虑直接、半跨和全跨模式，通过CIVA仿真，选取不同的发射声束，使得发射声束分别打到横通孔缺陷的左上圆弧与左下圆弧时，进行不同模式不同波型组合的全聚焦成像，然后比较其成像质量。……