國內鋁合金焊縫PAUT技術應用現狀

陸雷俊, 吉莉紅, 閔少松, 滑 林

(1.上海船舶工藝研究所，上海 200032；2.海軍工程大學 艦船與海洋學院，湖北 武漢 430033)

0 引 言

超聲波檢測(Ultrasonic Testing，UT)技術作為四大常規無損檢測技術之一，在工業和國防等質量監控領域發揮著重要作用。近年來，隨著相控陣超聲波和時差衍射法超聲波等超聲波新技術的發展，傳統的超聲波方法開始向可視化、可記錄、數字化和智能化逐步發展，結合計算機技術和人工智能等技術的智能UT技術預計將會到來。傳統的UT廣泛用于碳鋼和低合金鋼等聲速均勻的材料及其焊縫檢測，鋁合金與常規鋼材的聲學特性存在差異，其焊縫的缺陷特征與常規鋼材焊縫的缺陷特征存在不同。開展鋁合金焊縫相控陣超聲波檢測(Phased Array Ultrasonic Testing，PAUT)技術應用討論，有利于提高PAUT技術檢測鋁合金焊縫的質量可靠性，推動相關標準體系建立，并結合超聲波新技術發展，促進PAUT技術在更多的工業領域開展應用。

1 PAUT工作原理

UT主要采用頻率高于20 kHz的機械波在介質中傳播，利用其發射、衍射和透射等聲學特征，檢測介質中的缺陷存在情況。PAUT技術在計算機技術和先進超聲波技術優勢結合下發展成熟，與傳統UT相比，PAUT在換能器和數字化圖形處理與顯示方面具有明顯的技術進步。

PAUT的換能器由若干獨立收發的晶片按一定順序排列組成，每個晶片稱為陣元，PAUT技術核心在于每個陣元的發射與接收相位調節。在相控陣陣元發射時，各陣元被同一頻率的脈沖信號激發，在電子系統控制下按一定的延時法則發射超聲波，不同陣元發射的超聲波具有不同的相位，在介質空間中疊加和干涉，形成不同的波陣面(合成聲束)，實現聲束偏轉和聚焦；……