搅拌摩擦焊是一种新型焊接技术,因节能环保而广泛应用于工业实际中,其焊缝缺陷具有细小、不易定位、紧贴等特征。本文针对铝合金搅拌摩擦焊焊缝缺陷的特征,结合现有的文献资料,分析了常见的无损检测方法如X射线和超声相控阵检测,并通过试验研究得到X射线以及传统相控阵检测对于铝合金搅拌摩擦焊焊缝缺陷的检测存在一定的局限性,对于复杂取向的未焊透等缺陷无法准确还原缺陷原貌。基于全聚焦法的实时超声相控阵检测技术对于检测铝合金搅拌摩擦焊焊缝中复杂类缺陷以及还原缺陷的真实走向有着积极的指导意义。其次,为了研究不同因素对超声相控阵检测的影响,本文对铝合金搅拌摩擦焊焊缝内不同形态未焊透和隧道孔缺陷进行检测比对。研究结果表明:1)探头频率选择5MHz,从后退侧使用扇形扫查模式检测效果优于前进侧;2)对于尺寸大于检测灵敏度的垂直未焊透缺陷,缺陷长度与检测回波信号的幅值呈正相关;3)隧道孔界面主要分为平滑型和杂乱纷杂型两种,前者点扫描呈现多峰状,但只有一个主峰,而未焊透缺陷衍射性强于隧道孔,扇形扫查成像主要表现为在同一水平线上存在三个色带,通过判定图像特征和色带大小可以区分这两种缺陷;4)平直未焊透界面回波信号强度与声束和界面之间的夹角大小呈反比,未焊透界面受到界面的曲率影响,其关系呈现反比关系,相控阵检测的多角度扫查特性根据未焊透界面可以判定是否存在弯曲,其检测信号角度-幅值曲线表现为下降—平缓—下降,平直界面检测信号的角度-幅值曲线表现为缓慢增加—波峰—缓慢减小—急剧减小。在相控阵检测中,传统相控阵扇形扫查成像对于复杂的多个未焊透缺陷检测存在局限性。针对传统相控阵检测存在的问题,本文采用基于全聚焦法的实时超声相控阵检测技术,使用相应的一维线阵探头和二维面阵探头分别对孔和槽等模拟缺陷进行扫查,获得缺陷的二维和三维图像,并得到以下结论:1)三维全聚焦法对于各类缺陷测量数据精度在每一个维度上相对其他两种方法更高:对于孔类缺陷,测量误差在6.5%以内;对于槽类缺陷,测量误差在8%以内。二维全聚焦法的测量精度比传统PA更高:对于孔类缺陷,测量误差在30%以内;对于槽类缺陷,测量误差在2.07%以内。2)三维全聚焦法检测能获取三个维度的数据,对于孔类缺陷能够较好显示面阵探头下方样板的多个缺陷立体成像,还原度较高,可以掌握缺陷的三维形态走向;对于槽类缺陷,基于全聚焦法的超声相控阵检测对于缺陷的还原度高于扇形扫查。3)基于全聚焦法的超声相控阵检测相对于传统相控阵检测方法,能检出更多缺陷,可减少漏检。这对于铝合金压力容器缺陷的检测与评估特重设备的安全生产具有重要意义。