奥氏体不锈钢在工业领域内应用十分广泛,但其在焊接过程中时常会产生各种类型的缺陷,这些缺陷很容易导致生产事故的发生。超声检测可以有效地检测出焊缝中隐藏的缺陷,但由于奥氏体的晶粒尺寸粗大,由此产生的噪声会影响超声检测的效果。针对此问题,本文研究了奥氏体材料的特性及其对超声波的影响作用,并基于此提出了一种改进的降噪方法,提高了奥氏体焊缝超声检测结果的可信度。本文主要的研究内容如下:1、为了研究奥氏体焊缝的声学性能,首先分析了奥氏体晶粒的形成过程以及晶粒在多层焊道之间的生长情况,并基于此将焊缝接头划分成三个区域。然后制作了与这三个区域相对应的晶粒度试块,通过实际测试得到了试块的声学性能数据。这些数据反映了材料特性对超声波的影响作用,为课题的进一步研究奠定了基础。2、元高斯声束模型,通过仿真得到了超声波声压在焊缝中的分布结果。将焊缝中的奥氏体晶粒简化为微小反射体,根据以上超声波的声压分布和声学性能数据,推导出超声波的回波模型。在回波模型的基础上,研究了奥氏体晶粒的散射波特性,并以此改进了结构噪声的数学模型。3、噪声会严重影响超声检测的准确性,而传统降噪方法无法有效处理这种噪声。为了解决这个问题,本文提出了一种改进的信号处理方法:使用CEEMDAN方法分解奥氏体焊缝的超声信号,并从中提取出结构噪声IMF分量;然后从图像处理领域引入局部熵参数,提出了适用于结构噪声IMF分量的局部熵阈值降噪算法。最后通过对比试验,证明了本文方法相比于传统方法更有优势。4、超声波无法穿透大厚度奥氏体焊缝的难题,本课题根据超声探头的设计准则,定制了一组双晶纵波聚焦探头。通过测试,表明了这组探头在焊缝试块上具有良好的检测效果。综上所述,本文在研究了奥氏体材料特性和超声波特性的基础上,提出了局部熵阈值降噪算法,并实际应用于超声信号上,获得了比现有方法更高的信噪比。之后本文又研究了大厚度的奥氏体不锈钢焊缝对比试块,设计和定制一组专用探头,并在对比试块上取得了良好的检测效果。