基于激光超声的搅拌摩擦焊接头缺陷表征及机理研究

以宇航焊接结构（件）FSW焊接头缺陷检测及评价为背景，本项目尝试发展一种基于激光超声的FSW典型焊缝缺陷（根部未焊合、S线和孔洞）表征及质量评价的理论和方法。主要研究内容包括：设计FSW焊缝缺陷激光超声检测系统，提出采用激光定相位阵列激发超声波的新方法；建立典型FSW焊缝缺陷（根部未焊合、S线和孔洞）试样的纵波、导波和界面波评价体系；探究从反射纵波/直达纵波幅度比值、频散曲线以及界面波衰减等角度提取缺陷信息的方法；发展支持向量机知识提取与建模方法探究FSW焊缝缺陷的定量识别与分类策略。试图为解决FSW接头焊接缺陷定量描述和识别分类的难题提供有价值的科学方法和技术途径，并形成一定的理论方法及其技术应用的创新性结果。

以航天2219铝合金搅拌摩擦焊接头缺陷检测及评价为背景，研究搅拌摩擦焊焊缝典型缺陷（隧道孔、根部未焊合及S线）的缺陷表征及评价方法。建立典型缺陷的表面掠射纵波、界面波和反射纵波的瞬态声场模型，形成搅拌摩擦焊焊缝弱连接缺陷、根部未焊合和隧道孔缺陷的激光超声检测信号反射纵波/掠射纵波幅度比值、界面波衰减及频域特征的评价方法。结合绕射偏移成像算法，反演隧道孔缺陷轮廓的高分辨率图像，基于检测的缺陷信号时多频段特征信号、声场模式，给出基于结构风险最小化原则的支持向量回归建模方法，获取典型缺陷分类、识别知识模型。实现激光超声在搅拌摩擦焊缺陷检测、评价方法的应用创新。