CN112763574B - 一种用于铝合金薄板对焊接缝的相控阵超声检测方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于铝合金薄板的焊缝相控阵超声检测方法，包括如下步骤：a、对检测表面进行预处理；b、针对铝合金薄板焊缝检测要求，设计瓦状的聚焦探头，使相控阵超声检测中的电子产生聚焦效果；c、准备相控阵超声检测用便携式设备、检测楔块和校准试块；d、校准检测楔块精准度、校准声速和灵敏度，并对编码器进行校准；e、现场进行检测，然后根据相控阵检测数据和图像进行分析判断，完成检测。使用时，能使相控阵超声波束在横向进行物理聚焦，且能使声束在焊缝内部更好的聚焦，提高聚焦区域的声能，能减小声能衰减和声散射等因素对信噪比的影响，提高铝合金薄板焊缝内气孔的检出效果，使焊缝检测的盲区减少，一次波覆盖面积增大，提高检测可信度。

Description

一种用于铝合金薄板对焊接缝的相控阵超声检测方法
技术领域
本发明涉及材料检测的技术领域，具体地说是一种用于铝合金薄板对焊缝的相控阵超声检测方法。
背景技术
铝合金材料被广泛应用于船舶的上层建筑和部分船体，其厚度比较薄，一般小于10mm。焊接作为主要的连接工艺被广泛应用于铝合金的对接和角接工艺，在船舶建造过程中，会形成了大量的焊缝。
在航空行业目前比较常用的一种超声检测方法是充水相控阵超声检测，该方法将焊缝余高磨平，与母材齐平，减少探头前沿的影响，有报道称应用于搅拌摩擦焊焊缝的检测。充水相控阵超声检测在车间等区域能够实现，在船体的现场检测中实现难度较大，首先是水源地供应及压力的稳定性，其次焊缝磨平对于船舶建造期间是不能实现的，再者由于铝合金硬度角度，大面积打磨会导致结构强度降低，影响使用。所以在船舶行业的相控阵超声检测一般不使用充水相控阵超声检测。
目前，铝合金材料外板的大量使用，降低了舰艇的整体重量，能使其快速在战斗中形成良好的作战能力。铝合金相对于常规铝合金材料具有强度高、耐腐蚀性好等优势，是舰艇轻质材料使用的最为广泛的材料，被大量应用于舰艇的上层建筑和船体。
一般来说，一般采用射线检测、渗透检测技术进行质量检测，但射线检测技术无法有效检测出面积型缺陷，射线检测产生的电离辐射对人体和环境有害，且检测工作受时间和空间的影响，检测效率较低；相控阵超声检测技术具有常规超声不能比拟的多视角显示的优势，且数据文件可以长期保存。因此在船用铝合金薄板平对接焊缝需寻求一种有效的检测方法，以解决射线检测的检测难点。
超声波检测技术作为环境影响小的焊缝内部质量检测技术能克服射线检测在现场检测中的问题，但常规超声检测铝合金薄板焊缝时，由于近场长度及散射的影响，容易造成漏检，且常规超声检测单一角度对于铝合金焊缝中存在的面积性缺陷检出效果受角度影响容易漏检，且近场内的声压反射幅值的不确定及薄板结构会造成常规超声反射信号杂波较多，产生误判的可能性大为增加。
目前国内外没有公开报道和完善解决的方法，能够完全解决用于薄板铝合金焊缝超声检测的技术难点，形成可靠的检测方法，因此急需要一种可行的铝合金薄板对焊缝的相控阵超声检测方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改进的用于铝合金薄板对焊缝的相控阵超声检测方法，它可以提高检测精度，提升检测的可靠性。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种用于铝合金薄板的焊缝相控阵超声检测方法，其特征在于：所述检测方法包括如下步骤：a、对检测表面进行预处理；b、针对铝合金薄板焊缝检测要求，设计瓦状的聚焦探头，使相控阵超声检测中的电子产生聚焦效果；c、准备相控阵超声检测用便携式设备、检测楔块和校准试块；d、校准楔块精准度、校准声速和灵敏度，并对编码器进行校准；e、现场进行检测，然后根据相控阵检测数据和图像进行分析判断。
a步骤中，打磨扫查表面，除去有妨碍探头移动的异物，保障探头移动区域的表面粗糙度Ra≤12.5μm；打磨范围从焊缝侧边边缘向焊缝两侧延伸6倍以上的板厚再外加上50mm；确定焊缝检测范围，并绘制检测标记和参考线。
b步骤中，聚焦探头由多个压电晶片排列而成，每个压电晶片呈圆弧状，多个压电晶片排列形成瓦状结构，聚焦焦点设计为在相控阵探头电子聚焦中心角位置的深度N，N设置为1.5~ 2倍的铝合金薄板厚度，聚焦焦点与探头中心线位置偏差小于等于2°。
c步骤中，首先，准备相控阵超声检测楔块,检测楔块由有机玻璃或聚苯乙烯制成，探头的超声声波的折射角在铝合金材料中范围为45°～75°,探头的折射中心角范围为55~60°；为了确保检测面平直，如检测面略有弯曲，需进行适当的修磨，使楔块与检测面接触部位任意一点的间隙小于等于0.5mm；其次，设计校准试块，校准试块一端为平头，一端为圆弧头，采用直径１mm的横通孔，设有第一、第二两个圆弧面，第一、第二圆弧面的直径之比1:2。
d步骤中，包括如下步骤：D1、楔块延迟将探头放置在试块平面位置，点按楔块校准；D2、声速校准采用第一、第二圆弧面反射进行声速校准；D3、将聚焦深度设定为1.5~2.0倍铝合金薄板厚度,移动探头扫查直径１mm的横通孔，添加距离波幅曲线, 完成灵敏度校准；D4、将相控阵探头放置在主声束的焦点位置附近，前后移动探头，将不同角度的增益调节至70-85%水平，完成ACG校准；D5、将编码器连接便携式相控阵设备后，移动实际长度大于等于1000mm，校准标定长度，校准误差小于等于1%，完成编码器距离校准。
相对于现有技术，本发明的技术方案除了整体技术方案的改进，还包括很多细节方面的改进，具体而言，具有以下有益效果：
1、本发明提供的铝合金薄板对接焊缝的相控阵超声检测方法，采用瓦型横波相控阵探头，横向瓦型聚焦晶片设计模式，能使相控阵超声波束在横向进行物理聚焦，且能使声束在焊缝内部更好的聚焦，提高聚焦区域的声能，能有效减小声能衰减和声散射等因素对信噪比的影响，提高铝合金薄板焊缝内气孔的检出效果，使得焊缝检测的盲区大为减少，一次波覆盖的面积增大，提高了检测可信度；
2、通过相控阵超声扇形扫描的方式（S扫描），能使超声声束以设置好的角度范围扫描整个焊缝区域及热影响区，实现对不同取向的缺陷的有效检出，调节折射角度，从而实现多角度的超声波检测，对于不同方向的缺陷检出效果佳，提高了铝合金薄板对接焊缝中面积性缺陷的检出能力。
3、采用全覆盖仿真软件仿真模拟，对被检的铝合金薄板对接焊缝进行模型构建，模拟超声波在焊缝内部的声束路径，确保焊缝及热影响区域的超声波声束覆盖，并制定扫查计划，包括步进偏移量、声束角度范围等，避免漏检。
4、设计采用校准试块对检测系统进行校准，可使得检测灵敏度、定位精度等更为准确，通过分析软件所得出缺陷的定位和定量信息更为精准。
5、 采用一次波、二次波翻转显示的相控阵超声分析软件，直观地反映铝合金薄板对接焊缝缺陷情况，相比传统相控阵单一S扫显示，可以有效判断结构情况，避免虚假信号、结构信号带来的误检和漏检。
附图说明
图1为本发明的检测流程示意图。
图2为本发明的检测位置示意图。
图3-图4为本发明聚焦探头和检测楔块的工作状态示意图。
图5为本发明校准试块的结构示意图。
图6-7为本发明包含气孔的检测图像分析。
图8-9为本发明包含未熔合的检测图像分析。
图10为本发明包含密集气孔的检测图像分析。
图11为本发明检测中采用第一次横波在铝合金薄板中的反射波示意图。
图12为本发明检测中采用第二次横波叠加斜入射波在铝合金薄板中的反射波示意图。
附图标记：
1压电晶片、2检测楔块、3校准试块、4聚焦焦点、5铝合金薄板、6探头、7焊缝、8缺陷、9声束；
31平头、32圆弧面、33横通孔。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种用于铝合金薄板的焊缝相控阵超声检测方法，其与现有技术的区别在于：所述检测方法包括如下步骤：a、对检测表面进行预处理；b、针对铝合金薄板焊缝检测要求，设计瓦状的聚焦探头，使相控阵超声检测中的电子产生聚焦效果；c、准备相控阵超声检测用便携式设备、检测楔块和校准试块；d、校准检测楔块精准度、校准声速和灵敏度，并对编码器进行校准；e、现场进行检测，然后根据相控阵检测数据和图像进行分析判断。
a步骤中，打磨扫查表面，除去有妨碍探头移动的异物，保障探头移动区域的表面粗糙度Ra≤12.5μm；打磨范围从焊缝侧边边缘向焊缝两侧延伸6倍以上的板厚再外加上50mm；确定焊缝检测范围，并绘制检测标记和参考线。
b步骤中，聚焦探头由多个压电晶片排列而成，每个压电晶片呈圆弧状，多个压电晶片排列形成瓦状结构，聚焦焦点设计在相控阵探头电子中心角聚焦位置N，这里的聚焦焦点是指探头横向聚焦深度，N设置为1.5~ 2倍的铝合金薄板厚度，聚焦焦点与探头中心线位置偏差小于等于2°。
c步骤中，首先，准备相控阵超声检测楔块,检测楔块由机玻璃或聚苯乙烯制成，探头的超声声波的折射角在铝合金材料中范围为45°～75°，探头的折射中心角为55~60°；为了确保检测面平直，如检测面略有弯曲，需进行适当的修磨，使楔块与检测面接触部位任意一点的间隙小于等于0.5mm；其次，设计校准试块，校准试块一端为平头，一端为圆弧头，采用直径１mm的横通孔，设有第一、第二两个圆弧面，第一、第二圆弧面的直径之比1:2。具体来说，探头的超声声波折射角控制在45~75°的原因是技术上理解为在此角度范围内为横波检测，此时在铝合金薄板中全部为横波，无纵波。铝合金薄板中的缺陷需要相控阵超声检测时采用斜入射，小于45度时，对面机型缺陷反应不灵敏，大于75度时，产生纵波分量影响检测效果；其次，探头的折射中心角55~60°（中心角是指探头纵向折射角的度数，是探头的物理折射角度，有了这个物理折射角度才能采用电子偏转方式实现45°～75°的折射角效果）的原因是在相控阵检测时，采用电子聚焦和电子角度扫查（采用时间激发控制声速偏转），一般在探头设计是采用中心角结合上下角度偏转的方式实现，超出45°～75°时，不仅能量损失严重，而且产生的副瓣对检测结果产生影响，导致误检的情况发生。
d步骤中，包括如下步骤：D1、楔块延迟将探头放置在试块平面位置，点按楔块校准；D2、声速校准采用第一、第二圆弧面反射进行声速校准；D3、将聚焦深度设定为1.5~2.0倍铝合金薄板厚度,移动探头扫查直径１mm的横通孔，添加距离波幅曲线, 完成灵敏度校准；D4、将相控阵探头放置在主声束的焦点位置附近，前后移动探头，将不同角度的增益调节至70-85%水平，完成ACG校准（角度波幅校准）；D5、将编码器连接便携式相控阵设备后，移动实际长度大于等于1000mm，校准标定长度，校准误差小于等于1%，完成编码器距离校准。
e步骤中，对铝合金薄板对接焊缝，采用第一次横波、第二次横波叠加斜入射波的检测方法，使相控阵超声波能在预设的条件下进行横向物理聚焦，检测焊缝内气孔等缺陷的检测，这里的第一次横波形成折射波，第二横波叠加斜入射波形成反射波，具体参见图9、图10；同时通过设置中心角为55~60°的电子偏转聚焦设计，能多角度的检测到不同角度的面积性缺陷，有效提高检测可靠性。
使用时，铝合金薄板对接焊缝的主要特点为焊缝区域无磁性、厚度较薄等，对于此此类对接焊缝，常用的相控阵超声检测技术，存在较大的表面检测盲区等问题。本发明针对5mm～15mm厚度铝合金薄板对接焊缝，采用横波一次、二次结合斜入射的检测方法，通过设计和定制瓦型晶片探头，使相控阵超声波能在预设的条件下进行横向物理聚焦，以利于检测焊缝内气孔等缺陷的检测；通过中心角为55~60°的电子偏转聚焦设计，能多角度的检测到不同角度的面积性缺陷，有效提高检测可靠性。
本发明的具体有点如下：
1、本申请中的创新点是结合薄板的具体厚度，设计横向聚焦的焦点深度，指探头的聚焦深度设计是结合薄板焊缝的特点进行的，这样的专门设计可以降低干扰波的影响，形成可检测的条件
2、试块设计采用半径10mm、20mm两个弧面进行校准，此种设计因为焦点聚焦声程集中在声程10~20之间，相对于标准试块50/100 的圆弧面，测量到的声速误差较小，且实用程度较高，检测可靠性强。
3、相控阵超声检测晶片采用圆弧设计，图4所示，可以降低声束横向扩散，圆弧弧度按照钢中聚焦深度进行匹配，可进最大程度改善缺陷检测能力。此项定向设计的思路符合定制化的要求。能解决常规超声检测中声束扩散问题。此外，控阵超声检测圆弧晶片结合圆弧的楔块（有机玻璃等材料制成），可以进一步产生聚焦，形成良好的检测效果。
4、1.0mm的横通孔设计，考虑到铝合金薄板的壁厚比较小（4～15mm）,过大孔径横通孔会对相控阵超声检测定位、定量和灵敏度曲线制作产生不利理想；过小孔径（小于1mm），使得孔径远小于横波波长的一半，导致漏检，设定的灵敏度不合理。
实施例1
一种铝合金薄板对接焊缝的相控阵超声检测方法，相控阵超声仪、瓦型聚焦横波相控阵探头、相控阵超声楔块、相控阵超声扫查装置和校准试块构成检测7mm厚铝合金薄板对接焊缝的相控阵超声检测系统，其主要的步骤如下：
S1表面预处理：
打磨扫查表面，除去有妨碍探头移动的异物（如焊接飞溅、沟槽等），保障探头移动区域的表面粗糙度Ra≤12.5μm。打磨范围为从焊缝侧边边缘向外两侧不少于120mm。确定焊缝检测范围，并绘制检测标记和参考线，如图2所示。
参考线用于指引相控阵探头按规定方向行走。在被检工件表面平行于焊缝方向画参考线，参考线在检测区一侧距焊缝边缘的距离（步进偏移）根据具体检测工艺设计情况而定。
S2瓦型探头设计和定制：
采用瓦型晶片设计的相控阵探头（具体见图3所示），聚焦焦点设计为在相控阵探头电子聚焦中心角位置的深度2倍的板厚（深度）、聚焦焦点位探头中心线位置偏差不大于2°、频率范围7.5MHz、楔块类型为横波楔块材料为聚苯乙烯，探头的超声声波的折射角在铝合金材料中范围为55°～70°(中心角55~60°)。
S3 相控阵超声检测系统准备：
相控阵超声检测系统准备包括设备、楔块、扫查装置、系统集成、工艺参数设计、校准试块设计制造。
进一步S3包括以下6个步骤：
S3a: 相控阵超声检测仪器准备采用便携式设备（32/32）,型号：ISONIC2010，设备软件带有平对接焊缝模块、不等厚焊缝检测模块，软件具有一次波显示、二次波图像随结构翻转功能。
S3b:相控阵超声检测楔块准备,确保检测面平直，如检测面略有弯曲，需进行适当的修磨，使楔块与检测面接触部位任意一点的间隙不大于0.5mm。
S3c:扫查装置准备采用手工相控阵超声检测扫查方式，将编码器以拉线方式放置于相控阵探头适当部位。
S3d:系统集成：根据铝合金薄板对接焊缝的特点，将选择的相控阵超声仪、瓦型横波相控阵探头、相控阵超声楔块、相控阵超声扫查装置通过线缆连接。
S3e:工艺参数设计：使用ISONIC相控阵超声设备自带软件，建立试件焊缝型式和相控阵超声声束覆盖模型，确定试件检测区域超声声束全覆盖，设置适用的S扫描声束角度范围、聚焦法则、起始晶片、晶片数量、扫查偏移等参数。如图4所示：
S3f: 设计校准试块，设计采用直径１mm的横通孔，设计有R10、R20两个圆弧面，试块设计长度满足扫查需求。具体如图5所示；
S4设计制造校准试块、声速、楔块延迟、灵敏度、ACG、编码器校准：
进一步S4包括以下5个步骤：
S4a:楔块延迟将探头放置在试块平面位置，点按楔块校准，校准由设备自动完成，这部分校准工作为ISONIC设备特有的相关功能，为现有技术，就不再赘述其具体的工作步骤和工作原理了；
S4b: 声速声速校准采用R10、R20,两个圆弧反射面进行声速校准，R10=10mm,R20=20mm；
S4c: 将聚焦深度设定为2.0倍板厚,移动探头扫查直径1.0mm的横通孔，添加距离波幅曲线（DAC）, 完成灵敏度校准。
S4d: 将相控阵探头放置在主声束（中心角）在焦点位置附近，前后移动探头，将不同角度的增益调节至80%，完成ACG校准。
S4e: 将编码器连接便携式相控阵设备后，移动实际长度300mm，校准标定长度，校准误差不大于1%。完成编码器距离校准。
S5现场检测：对铝合金薄板对接焊缝的检测截面应包括焊缝加上焊缝两侧至少2mm 的母材区域，采用相控阵扇形扫查斜入射的方法，在焊缝的单面双侧实施检测，存储采集的检测数据文件。
S6 相控阵检测技术据记录和图像分析判断：按照标准通用要求对相控阵检测数据文件进行有效性检查，合格后，采用相控阵超声分析软件进行分析判读，确定缺陷的定位定量。
检测结果如图6、7所示（检测图像分析气孔、检测图像分析未熔合），气孔类缺陷相控阵超声检测通过实物解剖确定检测效果，1mm气孔能顺利发现。未熔合缺陷经实物解剖确定，图像显示能采用1次波和2次波发现该缺陷，其中1次波由于角度问题，反射当量不足，2次波由于角度适合，经过底面反射，反射当量能有效检出。
实施例2
一种铝合金薄板对接焊缝的相控阵超声检测方法，由相控阵超声仪、瓦型横波横波相控阵探头、相控阵超声楔块、相控阵超声扫查装置和校准试块构成检测8mm～10mm厚(不对称)铝合金薄板对接焊缝的相控阵超声检测系统，其主要的步骤如下：
S1表面预处理：
打磨扫查表面，除去有妨碍探头移动的异物（如焊接飞溅、沟槽等），保障探头移动区域的表面粗糙度Ra≤12.5μm。打磨范围从焊缝侧边边缘向焊缝两侧延伸6倍以上的板厚再外加上50mm。确定焊缝检测范围，并绘制检测标记和参考线，如图2所示。
参考线用于指引相控阵探头按规定方向行走。在被检工件表面平行于焊缝方向画参考线，参考线在检测区一侧距焊缝边缘的距离（步进偏移）根据具体检测工艺设计情况而定。
S2瓦型探头设计和定制：
采用瓦型晶片设计的相控阵探头（具体见图3所示），聚焦焦点设计为在相控阵探头电子聚焦中心角位置的深度N，N可设置为1.5~ 2倍的板厚（深度），聚焦焦点位探头中心线位置偏差不大于2°。频率范围5 MHz～10MHz，楔块类型为横波楔块材料为有机玻璃或聚苯乙烯，探头的超声声波主要折射角在铝合金材料中范围为45°～75°(中心角 55~60°)左右。
S3 相控阵超声检测系统准备：
相控阵超声检测系统准备包括设备、楔块、扫查装置、系统集成、工艺参数设计、校准试块设计制造。
进一步S3包括以下6个步骤：
S3a: 相控阵超声检测仪器准备采用便携式设备，设备软件采用具有一次波显示、二次波图像随结构翻转功能的设备软件
S3b:相控阵超声检测楔块准备,确保检测面平直，如检测面略有弯曲，需进行适当的修磨，使楔块与检测面接触部位任意一点的间隙不大于0.5mm。
S3c:扫查装置准备采用半自动或手工相控阵超声检测扫查方式，半自动方式下，将探头固定于扫查架上，连接编码器；手工方式下，将编码器以一定方式（拉线、直接固定）放置于相控阵探头适当部位。
S3d:系统集成：根据船舶用铝合金薄板对接焊缝的特点，将选择的相控阵超声仪、瓦型横波相控阵探头、相控阵超声楔块、相控阵超声扫查装置通过线缆连接。
S3e:工艺参数设计：使用相控阵超声声场模拟软件，建立试件焊缝型式和相控阵超声声束覆盖模型，确定试件检测区域超声声束全覆盖，设置适用的S扫描声束角度范围、聚焦法则、起始晶片、晶片数量、扫查偏移等参数。
S3f: 设计校准试块，考虑薄板铝合金焊缝及相控阵超声检测特点，采用直径１mm的横通孔，设计有R10、R20两个圆弧面，试块设计长度满足扫查需求。具体如图４所示；
S4设计制造校准试块、声速、楔块延迟、灵敏度、ACG、编码器校准：
进一步S4包括以下5个步骤：
S4a:楔块延迟将探头放置在试块平面位置，点按楔块校准，校准由设备自动完成；
S4b: 声速声速校准采用R10、R20,两个圆弧反射面进行声速校准；
S4c: 将聚焦深度设定为1.5~2.0倍板厚,移动探头扫查直径１mm的横通孔，添加距离波幅曲线（DAC）, 完成灵敏度校准。
S4d: 将相控阵探头放置在主声束（中心角）在焦点位置附近，前后移动探头，将不同角度的增益调节至一定水平（如80%），完成ACG校准。
S4e: 将编码器连接便携式相控阵设备后，移动实际长度不小于1000mm，校准标定长度，校准误差不大于1%。完成编码器距离校准。
S5现场检测：对船舶用铝合金薄板对接焊缝的检测截面应包括焊缝加上焊缝两侧至少2mm 的母材区域，采用相控阵扇形扫查斜入射的方法，在焊缝的单面双侧实施检测，存储采集的检测数据文件。
S6 相控阵检测技术据记录和图像分析判断：采用相控阵超声分析软件进行分析判读，确定缺陷的定位、定量。
检测结果如图8所示（检测图像分析密集气孔）
检测结果发现，对于焊缝上表面容易产生的密集气孔类缺陷，能通过１次反射（２次波）顺利发现和识别，在现场检测数据分析时，能通过Ｓ扫界面进行识别，效果良好。采用的软件可以自动翻转2次波，和焊缝结构干扰波区分性能良好，检测可靠性高。
综上所述，本发明的探头采用瓦型设计定制相控阵探头，能减小超声波检测薄板对接焊缝的表面盲区，瓦型物理聚焦能提高检测目标区域横向检测灵敏度，对于小气孔等铝合金焊缝常见缺陷检出效果有很大提升。
探头采用瓦型设计定制相控阵探头，能减小超声波检测薄板对接焊缝的表面盲区，瓦型物理聚焦能提高检测目标区域横向检测灵敏度，对于小气孔等铝合金焊缝常见缺陷检出效果有很大提升。
设计了专用的铝合金薄板对接焊缝校准试块及灵敏度标准反射体，用于对相控阵超声检测系统进行校准，确保检出率、良好的信噪比和检测精度。
采用了带有一次波和二次波翻转功能的软件，结合焊缝结构的仿真，使得在铝合金薄板焊缝相控阵检测中，缺陷显示直观，漏检、误检小。采用所列的设备系统校准流程，确保相控阵超声检测在铝合金薄板焊缝检测中的定量、定型更加可靠和准确。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施只局限于上述这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1. 一种用于铝合金薄板的焊缝相控阵超声检测方法，其特征在于：所述检测方法针对5mm～15mm 厚度铝合金薄板对接焊缝进行，包括如下步骤：a、对检测表面进行预处理，打磨扫查表面，除去有妨碍探头移动的异物，保障探头移动区域的表面粗糙度Ra≤12.5μm；打磨范围从焊缝侧边边缘向焊缝两侧延伸6 倍以上的板厚再外加上50mm；b、针对铝合金薄板焊缝检测要求，设计瓦状的聚焦探头，使相控阵超声检测中的电子产生聚焦效果；c、准备相控阵超声检测用便携式设备、检测楔块和校准试块；d、校准检测楔块精准度、校准声速和灵敏度，并对编码器进行校准；e、现场进行检测，然后根据相控阵检测数据和图像进行分析判断，完成检测；b 步骤中，聚焦探头由多个压电晶片排列而成，每个压电晶片呈圆弧状，多个压电
晶片排列形成瓦状结构，聚焦焦点设计为深度N，N 取值范围为1.5~ 2 倍的铝合金薄板厚度，聚焦焦点与探头中心线位置偏差小于等于2°；c 步骤中，首先，准备相控阵超声检测楔块,检测楔块由有机玻璃或聚苯乙烯制成，探头的超声声波的折射角在铝合金材料中范围为45°～75°，探头的折射中心角为55~60°；为了确保检测面平直，如检测面略有弯曲，需进行修磨，使楔块与检测面接触部位任意一点的间隙小于等于0.5mm；其次，设计校准试块，校准试块一端为平头，一端为圆弧头，采用直径1mm 的横通孔，圆弧头设有第一、第二两个圆弧面，采用半径10mm、20mm 的第一、第二圆弧面，直径之比1:2，使得焦点聚焦声程集中在声程10~20 之间；d 步骤中，包括如下步骤：D1、楔块延迟将探头放置在试块平面位置，点按楔块校准；D2、声速校准采用第一、第二圆弧面反射进行声速校准；D3、将聚焦深度设定为1.5~2.0 倍铝合金薄板厚度,移动探头扫查直径1.0mm 的横通孔，添加距离波幅曲线,完成灵敏度校准；D4、将相控阵探头放置在主声束的焦点位置附近，前后移动探头，将不同角度的增益调节至70-85%水平，完成ACG 校准；D5、将编码器连接便携式相控阵设备后，移动实际长度大于等于1000mm，校准标定长度，校准误差小于等于1%，完成编码器距离校准；e 步骤中，对铝合金薄板对接焊缝，采用一次横波、二次横波叠加斜入射波的检测方法，使相控阵超声波能在预设的条件下进行横向物理聚焦，检测焊缝缺陷。
2. 根据权利要求1 所述的一种用于铝合金薄板的焊缝相控阵超声检测方法，其特征在于：a步骤中，打磨扫查表面，除去有妨碍探头移动的异物，保障探头移动区域的表面粗糙度Ra≤12.5μm；打磨范围从焊缝侧边边缘向焊缝两侧延伸6 倍以上的板厚再外加上50mm；确定焊缝检测范围，并绘制检测标记和参考线。
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