随着焊接技术的突飞猛进,焊接结构在许多关键领域得到了广泛应用。焊接结构的失效可能造成巨大损失,因而需要采用各种检测手段对焊接结构件进行检测和监测。近年来一些学者发现在焊缝中存在一种特殊的导波——焊缝特征导波,其声束能量主要集中在焊缝中,这类导波对于焊缝的检测具有很广阔的应用前景。但是,绝大对数关于焊缝特征导波的研究都是基于线性超声,还没有关于非线性焊缝特征导波的相关研究。考虑到非线性超声对材料微观结构变化较为敏感,可以检测材料的早期损伤,本文将特征导波和非线性超声相结合,充分结合特征导波能量集中、检测效率高的优势以及非线性超声高灵敏度的优点,探究焊缝中非线性特征导波的产生和传播规律,验证利用非线性特征导波评估和定位焊缝中局部损伤的可行性,为焊缝特征导波检测技术的研发提供参考。本文的主要内容包括:（1）推导了二次谐波理论,得到了二次谐波的幅值表达式,讨论了产生具有累积效应的二次谐波的两个条件。通过频散曲线选出了三个模态组合,讨论了每一个模态组合的特性,并理论计算出了二次谐波的相对幅值。建立了三维时域有限元仿真模型对三个模态组合进行仿真研究,将仿真结果与理论计算的结果作对比,讨论和总结了二次谐波生成和传播规律。（2）推导了焊缝特征导波的混叠效应理论以及静态分量理论,推导分析了同向共线混叠和对向共线混叠的混叠区间的计算公式。分别研究了纵向导波和水平剪切导波的静态分量生成规律,两束水平剪切导波同向和对向共线混叠产生混频谐波的规律,以及一束纵向导波和一束水平剪切导波同向和对向共线混叠产生混频谐波的规律。（3）研究了焊缝中闭合裂纹与焊缝特征导波的相互作用,包括单束水平剪切导波、两束水平剪切导波同向共线混叠和两束水平剪切导波对向共线混叠与闭合裂纹相互作用产生高阶谐波的响应规律,分析了接触非线性与经典非线性的区别。