超声波检测技术是而今世界上应用最普遍,利用最频繁,成长最迅速的无损检测方式之一。主要是基于超声波的声学特性,其在物体内部传播过程中遇到结构异常部位会反射返回到接收端,根据回波信号的幅值高低判断缺陷的存在和性质。焊缝超声检测系统主要通过控制超声探头中各晶片单元组发射和接受的延时相位,得到不同深度的聚焦以及不同角度的声束,得到完整的缺陷检测图像。目前有关于焊缝的超声波检测成像技术已经成为一个热点,并且开始从实验室走向工业应用领域。本文基于焊缝超声波检测与成像原理,从提高检测分辨力和改良成像质量方面进行展开研究。首先论述了焊缝超声波检测的相关理论知识,包括超声波的基础知识,焊缝超声检测的基本原理,以及超声波的声场特性。通过分析超声波的声场的声源尺寸,声波波长以及信号频率与声场之间的关系,为后面的超声波成像提供理论基础。最后分析了超声波成像的特性,成像出现偏差的原因以及成像质量的评价因素,为后面图像评价提供依据以及参考标准。其次讨论研究了合成孔径聚焦技术的相关基础理论知识。介绍了用于不同发射接收方式的合成孔径方法,同时也分析合成孔径成像算法和时侯延时聚焦聚焦过程。最后分析讨论了集中控制声束的手段:利用变迹函数控制幅度的幅度变迹,以及控制聚焦深度的动态孔径手段,同时为波束仿真提高基础知识铺垫。最后根据合成孔径所具有的优势,将合成孔径聚焦与焊缝的超声波检测相结合,来改良聚焦的结果。首先,使用波束仿真来比较以往的超声波声束的指向性和合成聚焦处理检测数据之后检测声束的指向性。仿真结果表明,合成孔径技术处理后的声束指向性图旁瓣更低,聚焦效果更佳,相比较未处理前能得到更好的成像质量。同时通过焊缝缺陷实验进一步论证了利用合成孔径聚焦算法来改善焊缝超声成像,达到检测缺陷的目的,这个方法是可行的。