随着社会生产和发展的需要，各种高强度、高硬度、耐高温合金、轻质合金等金属材料以及复合材料开始被广泛应用于航空、航天、微电子及国防工业领域。铝及其合金以其良好的导热性、高强度和耐蚀性、导电性、低比重被广泛应用。但是对于厚径比大于0.3的铝合金厚壁工件，由于机械加工的局限性和使用环境的恶劣性，铝合金厚壁工件在加工及使用过程中易产生裂纹、夹层、气泡、夹杂等缺陷，这些缺陷对产品质量构成严重威胁，容易造成安全隐患。　　本文对厚壁工件采用水浸法进行超声检测，设计了铝合金厚壁工件水浸超声检测系统，主要包括机械系统和控制系统设计。机械部分主要对水箱和探头架进行结构设计，实现对厚径比大于或等于0.3的铝合金厚壁工件的全覆盖，无盲区的浸入式超声探伤。控制部分主要是机械扫描装置，CTS-04PC多通道超声探伤卡、工控机、数据采集卡等部分组成，实现对缺陷信号的识别和处理。本系统采用工件旋转，探头直线运动的螺旋扫描方式，对铝合金厚壁工件进行缺陷检测，其中机械自动扫描装置和研华PCI-1220U运动控制卡是扫描系统的主要部分，整个检测过程在水箱内进行，工件在水箱内匀速转动，探头架带动探头沿X，Y，Z轴做匀速直线运动来实现全方位的螺旋扫描，实现工件的全面检测。　　目前在超声探伤领域，关于铝合金缺陷的分类的研究人员较少。因此，本文制备了三种含有人工缺陷的试样模拟自然缺陷工件，对铝合金缺陷进行分类研究，分析实验检测结果。分别模拟气孔、夹杂和裂纹缺陷制备试样，利用频谱分析技术分析和处理实验数据，提取缺陷特征值，分析不同缺陷的特点，实现了对铝合金厚壁工件的缺陷分类。