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本文针对8mm厚2A14铝合金搅拌摩擦焊焊缝的不同形态未焊透和隧道孔缺陷进行了研究。在确定超声相控阵检测工艺的基础上,以弯曲未焊透界面为例进行了对比试验,对X射线、超声C扫检测能力进行了分析。本文重点研究了缺陷界面形态对检测的影响,结合扇形扫查模式的检测图像、信号以及检测图像的纹理分析对不同界面形态缺陷进行了辨别。研究结果表明:超声相控阵检测时,探头频率选择5MHz,从后退侧使用扇形扫查模式检测效果最佳;X射线和超声C扫对取向复杂的未焊透界面检测能力很低,对于同类缺陷的不同形态也无法进行判定。对于长度大于超声检测灵敏度(λ/2)的垂直未焊透,信号幅值与缺陷长度成正比;平直未焊透界面检测受界面取向及入射角的共同影响,信号强度与声束和界面夹角偏离垂直的程度呈反比;弯曲未焊透界面检测受界面曲率影响,信号强度与曲率成反比;隧道孔界面形态分为取向杂乱和平稳两种,前者A扫波形为一主峰和多个次峰,与未焊透的单束波峰状区别明显,后者通过S扫图像色带特征和位置可与未焊透进行区分。综合多角度检测信号可以判断未焊透界面是否弯曲,弯曲界面检测信号的探测角度-幅值曲线表现为降低-平台-降低,平直界面检测信号的探测角度-幅值曲线表现为长程缓慢上升-峰值-短程缓慢降低-急剧降低。对每种类型缺陷的不同形态分别进行灰度共生矩阵参数分析发现,角二阶矩与未焊透长度成正相关,熵值对较长未焊透反馈明显,对比度和相关性对较短未焊透有明显反馈,综合分析可以对未焊透的长度及差异程度进行表征;弯曲程度较大时角二阶矩和相关性较大,熵值和对比度较小,可与弯曲程度小的未焊透界面进行区分;以角二阶矩和对比度为主,熵值和相关性作为补充,可以对两种隧道孔界面形态进行区分。对所有界面形态进行灰度共生矩阵参数综合分析时,发现3方向隧道孔界面可以在角二阶矩和对比度上得到区分;弯曲程度较大的曲界面在所有参数上与其他形态缺陷界面均有明显的差异;垂直未焊透界面在尺寸较小时,通过角二阶矩、对比度和相关性数值能够与其他缺陷界面进行区分。