随着工业的发展和工艺的优化,奥氏体不锈钢因其外观光泽度好,耐高温、耐腐蚀性能优良以及加工性能好等特点被广泛应用于各工业制造领域。不锈钢凸焊工艺作为一种比较特殊的电阻点焊工艺方法,具有焊接热量集中、工件变形小等优点,在管材、线材以及一些特殊结构的焊接上被应用。本文就医疗器械行业的一种较特殊的不锈钢凸焊结构焊接接头组织及其质量的无损检测方法进行研究,以解决相关焊接产品的质量控制问题。不锈钢凸焊接头的特殊结构导致凸焊接头质量的检测具有一定困难。目前,国内外工业生产中的不锈钢凸焊质量评价方法主要有两种,即焊接后的破坏性检测和焊接过程中的在线监测,但这两种方法均存在一定不足。超声波检测是一种灵敏度高、检测范围广、原理简单、操作方便、易实现现场检测的无损检测技术。因此,不锈钢凸焊的超声波检测研究对工业生产有重要的价值。本文对316L不锈钢封闭式中空隔条进行双面凸焊,一面直接焊接,另一面利用铜柱对电流与压力的传导作用进行焊接。通过对不锈钢电阻凸焊接头进行金相组织观察分析及力学性能检测,结合超声波扫描检测信号分析,研究不锈钢电阻凸焊接头连接特点及接头质量。不锈钢凸焊接头是一种塑性连接区域相对较大的特殊结构,其超声波检测分析主要有两个难点:一是通过超声波信号分析反映接头内部结构,尤其是塑性连接区域与熔核区域的区分;二是将超声波分析结果与实际微观组织及机械性能结合进行凸焊接头质量评估。本文从解决上述问题出发,对316L不锈钢凸焊接头进行金相观察、拉伸试验、显微硬度测试,并结合扫描电镜分析、能谱分析,研究凸焊接头结构连接状态及力学性能。研究发现,316L不锈钢凸焊接头金相组织中,熔核和母材分界清晰,有一定的热影响区,其热影响区存在晶粒长大现象,熔核区组织为不同状态的铁素体分布在奥氏体基体上,结晶方式为铁素体-奥氏体方式。拉伸试验与显微硬度测试表明两种316L不锈钢凸焊接头强度均超过母材强度。通过分析扫描电镜下断口形貌判断其断裂机制为微孔聚集型韧性断裂。通过能谱分析发现316L不锈钢凸焊接头具有良好的耐腐蚀性,其原因是Cr、Ni、Mn等合金元素的存在。对于未剥离的凸焊接头其断口显示无元素偏聚现象,也无有害相析出,结合力学性能测试,推断其仍满足凸焊工艺质量要求。本文以凸焊试样超声检测数据为基础,分析凸焊接头各个区域的A回波信号,研究超声A回波信号的时域特征及变化规律。时域分析结果能有效表达出凸焊各区域特征,但未能有效区分塑性连接区和熔核区。本文利用加窗滤波处理的FFT变换,研究发现经过变换的超声波回波幅值特征曲线能有效反映凸焊连接结构特点。试验结果与金相分析结果吻合良好,实现了不锈钢凸焊接头塑性连接区域与熔核的识别,满足不锈钢凸焊接头的检测需要。本文以金相组织分析、力学性能分析为基础,结合超声波C成像分析,通过连接状态阀值标定、等效能量计算,研究接头性能与超声波信号之间的联系,研究发现等效能量计算结果与实际力学性能呈负相关关系。同时本文比较了凸焊两面接头的质量差异,通过对比研究发现无铜柱凸焊接头质量要稍优于有铜柱凸焊接头的质量。