焊接过程中由于参数偏差或机器疲劳等因素的影响,如工件表面状况、焊接速度、离焦量以及氩气流量等,导致焊缝出现凹陷、裂纹、未焊透、焊偏、气孔等缺陷。在焊接产品使用过程中,由于磨损、受热、腐蚀和应力不均会出现裂纹、凹坑等缺陷。这些缺陷会危害到产品的使用性能,甚至危害人生安全和财产安全。故为了保证焊件质量,需要在不影响焊件结构的基础上对焊件的焊缝质量进行无损检测。这可以在不破坏零件或材料,不拆卸零件前提下,现场进行检测,而且效率高。常规的无损检测方法有:目视检测(Visual Testing缩写VT)、渗透检验(Penetrant Testing缩写PT)、结构光视觉检测、超声检测(Ultrasonic Testing缩写UT)、磁粉检测(Magnetic particle Testing缩写MT)、涡流检测(Eddy current Testing缩写ET)、红外检测;漏磁检测(Magnetic flux leakage testing缩写MFL)、射线检测(Radiographic Testing缩写RT)等。论文研究一种新型的无损检测方法——磁光成像无损检测,该方法通过恒定磁场和交变磁场励磁下获得焊缝的磁光图像,综合运用法拉第磁致旋光效应、磁滞回线及磁滞损耗特性来研究焊接缺陷的磁化规律,从而优化交变励磁场下磁光成像无损检测。首先通过研究交变电磁铁的制作来学习铁磁质材料在交变电磁场中的励磁规律。结合法拉第磁光效应、磁滞回线、磁滞损耗以及磁化历史对铁磁质材料磁化过程的影响,来分析焊缝缺陷磁光图像的特点。随后介绍基于有限元的COMSOL建模仿真,验证自制电磁铁的可靠性。同时建立铁磁性焊件在交变磁场励磁下未熔合模型、表面裂纹模型、亚表面裂纹模型及无缺陷模型,研究缺陷上方漏磁场的分布情况。论文通过试验和仿真对比恒定磁场和交变磁场下不同缺陷和相同缺陷之间漏磁场差异,分析磁光成像检测获得的磁光图像的差异,验证交变磁场励磁的优点,证明交变励磁下的磁光成像检测更易实现自动化在线检测。分析交变磁场励磁下不同尺寸的同种缺陷的磁光成像,及获得的磁光图像的差异,证明不同缺陷的连续三帧磁光图像不会因为采样起始点的不同而出现较大的明暗差异。通过交变励磁下获得焊缝缺陷(如不同尺寸的未熔合、表面裂纹和亚表面裂纹)的原磁光图像与融合后磁光图像的特点,证明磁光图像的融合更有利于获得焊缝缺陷信息。