[发明专利]一种对接焊缝的焊缝特征导波检测方法

权利要求书

1.一种对接焊缝的焊缝特征导波检测方法，该方法利用焊缝的材料和形状属性，在焊缝及其周围的热影响区形成能量集中于焊缝的焊缝特征导波；焊缝特征导波可以使用低频剪切波探头激励焊缝及其周边波速较低的切向模态焊缝特征导波，也可以使用纵波直探头或斜探头激励焊缝及其周边波速较高的纵向焊缝特征导波；选择特定的激励频率可以使焊缝中的焊缝特征导波能量集中在被检测的焊缝区域，减少能量耗散，从而使焊缝中的焊缝特征导波能实现远距离传播；其特征在于，该方法是按以下步骤进行检测的：

步骤一：确定检测的波形模态，根据母材和焊缝的几何尺寸和材料属性计算并绘制焊缝特征导波单一模态群速度-频率曲线图，选取50KHz～200KHz频率范围内的频率点f作为检测频率值；

步骤二：在焊缝一端安装焊缝特征导波激励接收传感器，将其垂直正对耦合于焊缝表面；

步骤三：采用汉宁窗或高斯窗调制的正弦波信号作为激励信号，正弦波信号的中心频率为f，由激励接收传感器正对焊缝发射激励信号，并且等待接收回波信号；

步骤四：对激励接收传感器接收到的回波信号进行预处理，滤除噪声干扰，获得与缺陷回波对应的有用信息；

步骤五：对预处理后的信号进行模态分解，提取缺陷回波信号，计算缺陷回波信号的到达时间、幅值、能量等特征参数值，进行焊缝缺陷的定位、定量检测及定性分析。

2.根据权利要求1所述的一种对接焊缝的焊缝特征导波检测方法，其特征在于：焊缝特征导波激励接收传感器激励切向模态焊缝特征导波时必须使传感器压紧在焊缝上，使传感器实现干耦合，也可以通过粘性耦合剂耦合；激励纵向模态焊缝特征导波时，可以采用耦合剂耦合或者干耦合于焊缝一端端面。

3.根据权利要求1所述的一种对接焊缝的焊缝特征导波检测方法，其特征在于：当被检测焊缝的长度远小于母材的横向两侧边界长度时，如果使用低频剪切波探头检测焊缝缺陷，由于边界回波接收到的时间迟于端面回波，根据第一次端面回波前接收到的波形来判断缺陷位置。

4.根据权利要求1所述的一种对接焊缝的焊缝特征导波检测方法，其特征在于：当被检测焊缝的长度大于母材的横向两侧边界长度时，可以使用接收方向指向性较好的斜探头实现焊缝特征导波的激励和接收，以减小母材横向边界回波的影响。

5.根据权利要求1所述的一种对接焊缝的焊缝特征导波检测方法，其特征在于：为增加激励信号能量，可以同时激励沿焊缝排布的多个传感器，此时传感器之间的距离须远小于该激励频率下的焊缝特征导波的波长。