焊接是工业生产和建造中的关键连接技术，焊接结构的安全性直接影响着工业生产的效率和安全。传统的焊缝无损检测方法都是对被测焊缝逐点检测，相对于长距离焊缝检测效率较低，不适用于大规模焊接结构的检测。　　超声导波检测技术的主要原理是利用声传播介质的边界特性形成波导，使声波沿着边界传播而不发生扩散和泄漏，因而其具有传播距离远、检测效率高等优点。有学者发现，利用焊接结构的几何特性，某些导波模态能够沿着焊缝无泄漏的传播，这将为焊缝快速无损检测提供革命性的新方法。对此，通过理解焊缝中每种模态的位移场和频散特性，找到焊缝中泄漏少、频散小、最适宜焊缝传播的导波模态是至关重要的。本文围绕焊缝特征导波的理论基础、数值模拟、实验系统及激励接收方式设计等展开了研究，主要研究内容如下:　　1)在现有导波模态及其传播特性理论研究的基础上，从理论上分析了焊缝特征导波的形成机理;结合焊缝结构和焊缝特征导波的复杂性，建立基于“半解析有限元法”的对接焊缝有限元模型，引入周期性边界条件，兼顾计算精度和效率的同时，获得了每种导波模态的精确位移场。通过对低频焊缝特征导波的位移分析，探讨了焊缝结构对导波模态位移的影响，找出焊缝中存在的四种基态导波，分别命名为SHw0、Sw0、Aw0、Tw0导波，并分析了这四种导波的位移和频散，探讨了这几种模态波的应用价值。　　2)分析了100KHz-400KHz频率下的焊缝特征导波模态，比较SHw0模态和SHw1模态的波结构，提出利用SHw1模态导波的少泄漏、低频散的特性，将其运用于焊缝缺陷检测;重点研究SHw1模态导波的频散曲线，发现相同频率下，相同材料的对接焊缝结构中，SHw1模态的相速度及群速度与焊缝厚度密切相关，这大大简化了SHw1模态导波在实际检测中的应用。　　3)建立焊缝特征导波激励接收试验系统，设计了SHw1模态焊缝特征导波的激励接收单元，通过试验验证了SHw1模态导波在17.6mm厚钢材料对接焊缝中的传播、分布、衰减，并探讨这种模态导波的优化激励方法，所用压电品片阵列大大减小了边界干扰模态的影响，所激励的SHw1模态焊缝特征导波能准确定位距离导波激励端62.5cm外直径3mm的孔洞缺陷。　　本文的创新点在于:　　1)本文研究了焊缝中的特征导波模态且将研究对象扩展到高阶导波，试验中频率远远高于国内外学者现有研究结果，这更利于检测焊缝中的微小缺陷。　　2)确定了SHw1模态导波，该模态导波的位移场更集中，限波效应更明显。　　3)研究并搭建了基于压电陶瓷的焊缝特征导波激励、接收装置，相对于实验室常用的光学检测法，这套装置更利于导波检测的工程应用。