激光焊接作为一种具有高能量密度、焊接熔深大、焊接变形小等优点的焊接方法,越来越多的应用在轨道客车制造等工业领域。新型不锈钢城铁客车侧墙的焊接结构,为保证侧墙外观平整及美观,主要采用半熔透的搭接激光焊方法,即受光作用下的工件钢板全熔透,其下层钢板为半熔透状态。薄板搭接激光焊接过程中,受到焊接参数波动、工件装卡精度不高等因素的影响,都可能在焊缝产生未焊透或气孔等缺陷,并将大大降低焊缝的强度和使用寿命,因此有效控制不锈钢薄板激光焊接质量对保证焊接结构的安全是十分必要的。焊接接头的质量检测分为破坏性检测和非破坏性检测两大类。在实际生产中经常采用的破坏性检测存在浪费材料、降低生产效率,并且检测误差较大的缺点,随着对焊接质量要求越来越高,对焊件进行大批量的无损检测愈显重要。超声波检测技术是目前工业无损检测技术中应用最广泛的技术之一,也是无损检测领域研究最为活跃的技术之一。但传统常规的超声波无损检测仪器存在操作复杂、不直观、无记录和人为因素影响大等缺点,无法满足现代工业对超声波无损检测可靠便携的要求。因此本文选用高效的相控阵超声检测技术研究针对不锈钢薄板搭接激光焊缝的定量化、图像化的超声检测技术。本文独立开发了以便携式工业计算机为核心,包括相控阵超声检测模块、运动控制模块及探头机械运动模块等组成的不锈钢薄板搭接激光焊缝熔宽自动及智能化超声检测系统。采用相控阵超声聚焦电子扫描与步进电机机械驱动相结合的方式,实现快速、高精度的激光焊缝超声C扫描检测。研究了独特的相控阵超声探头内水浸耦合方式,使超声波检测过程的声波信号稳定性大大提高。系统研究了不锈钢搭接激光焊缝超声检测A扫描信号与激光焊接头连接状态的特征关系,并以此基础建立了不锈钢搭接激光焊缝熔宽的超声检测计算模型,为搭接激光焊缝熔宽的定量化超声检测及超声C扫描成像奠定基础。利用搭接激光焊接头金相试样实际测量焊缝熔宽的方法,对比分析了搭接激光焊缝熔宽相控阵超声检测结果的准确性。试验分析表明,对于A扫描信号测量法,当门槛值为40%时,测量结果的相对误差很小,但方差相对于超声波FFT信号测量法偏高,说明A扫描信号测量法测量的稳定性还有待提高;超声波FFT信息测量法得到的测量值和实测值吻合很好,相对误差正态分布曲线的均值为0.02871,方差为0.07149,数值都很小,说明在本试验条件下超声波FFT信号测量法的精度和稳定性都较高。