Page 105 - 《应用声学》2021年第1期

第 40 卷 第 1 期 张鑫等： 奥氏体不锈钢窄间隙焊缝侧壁未熔合相控阵超声检测 101

结果分别为 2.8 mm 和 26.2 mm，测量误差分别为 影响，检测信噪比较低，成像质量有待提高。TFM
6.7% 和 1.1%。PCI 处理后成像结果见图 4(c)，可以 能够对缺陷信号幅值进行叠加，实现检测区域内逐
看出结构噪声得到抑制，统计侧壁未熔合上下端点 点聚焦，使得侧壁未熔合散射信号能量增强，检测信
检测信噪比分别为 4.4 dB 和 3.3 dB，高度和中心深 噪比最大提升 2.3 dB。PCI能够提取信号相位信息
度定量结果分别为2.8 mm和26.3 mm，测量误差分 并进行加权处理，缺陷处权重因子较大，噪声处权重
别为6.7%和0.8%。 因子较小，达到抑制结构噪声的目的，与扇扫描结
仿真和实验结果表明，利用相控阵超声检测技 果相比检测信噪比提升4.7 dB。因此，经过 TFM和
术能够有效检出厚壁奥氏体不锈钢窄间隙焊缝中 PCI 处理后的图像中侧壁未熔合信号能量增强，结
的侧壁未熔合，并实现定量表征。然而，受粗晶结构 构噪声得到抑制，提高了图像质量及检测信噪比。

-15 0 -15 0

ʽቫ -20 ʽቫ -2 -20 ʽቫ -2
Y/mm -25 -4 ࣨϙ/dB Y/mm -25 -4 ࣨϙ/dB

-30 -6 -30 -6
ʾቫ ʾቫ ʾቫ
-35 -8 -35 -8
35 40 45 50 55 35 40 45 50 55
X/mm X/mm
(a) ੡ੳଡੇϸ (b) TFMੇϸ (c) PCIੇϸ

图 4 侧壁未熔合相控阵扇扫描及信号后处理实验成像结果
Fig. 4 Images of lack of sidewall fusion with phased array and signal post-processing by experiments

4 结论 lection of shielded gas narrow gap TIG all-position weld-
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