焊接结构在国防、航天、核工业、交通等重要领域有着广泛的应用,且对焊接质量有着很高的要求。本文围绕铝合金焊缝超声导波缺陷检测的相关问题展开研究,并着重研究了超声导波检测信号的相关处理方法,主要包括噪声信号抑制以及缺陷信号识别等。首先分析了超声导波信号成分,衰减和非平稳特性。对典型缺陷的回波信号分别进行了时域、频域和时频域分析,结果表明不同缺陷的超声导波信号特征存在明显的区别。接下来研究了相关的信号处理方法:最小二乘法、快速傅里叶变换、希尔伯特-黄变换、均值滤波、相关性。处理效果较好。对焊缝超声导波信号进行了噪声抑制研究,小波分解表明噪声成分主要存在于信号的高频部分。小波阈值去噪最优参数确定为:dbn小波基,消失矩阶数选6阶,分解层数3层。针对传统小波方法存在的噪声抑制及信号恢复的不足,本文在相关性分析的基础上,提出了基于信号相关的改进小波去噪法。结果表明,所提方法有效弥补了传统方法由于阈值收缩而导致信号失真的弊端。在此基础上,提出了基于信号相关的改进小波包去噪法。仿真实验的结果表明,相比于传统的小波、小波包去噪法,所提方法具有更好的噪声抑制及缺陷信号恢复效果。制作了铝合金焊缝人工缺陷试件,并对检测的原始超声信号进行了噪声抑制处理,实验的结果表明,基于信号相关的改进小波包噪声去噪法具有更好的噪声抑制效果。最后,本文研究了超声导波信号中的缺陷识别与定位方法。提出了一种将时、频域分析相结合的缺陷识别方法,该方法弥补了时、频方法的存在的不足,可更为有效的判定缺陷的存在。在此基础上,采用希尔伯特-黄变换(HHT)技术,分别提取超声导波信号中有、无缺陷时的特征信息,并通过进行分析对比研究来评估试件的损伤状况。提出了特征指数的概念,定义判断试件中是否存在缺陷的标准值。实验结果表明:缺陷尺寸随特征指数单调递增,即特征指数越大构件的缺陷损伤程度越严重。进一步提出了基于超声导波信号包络的缺陷定位方法。结果表明:所提方法虽然实验和计算过程相对复杂,但比直接测量的方式具有更好的精度。利用信号包络方法并结合相应的信号处理方法,可有效减小缺陷焊缝长度方向位置的测量误差,实现较为准确的缺陷定位。