金属增材组件中亚表面缺陷的激光超声合成孔径聚焦成像
摘要
针对亚表面缺陷无法采用传统的光学方法进行检测，以及传统超声在增材制造（AM）过程中检测的局限性等问题，提出使用激光超声的方法开展含亚表面缺陷的AM样品的检测研究。首先建立了全光学、完全非接触式的激光超声扫描系统，通过调整聚焦光斑的尺寸来调制激光超声表面波的波长；其次，利用有限元方法开展了激光超声表面波传播特性研究，分析了缺陷导致的超声模态转换特性，并基于超声表面波与亚表面缺陷的相互作用研究了合成孔径聚焦技术（SAFT）；最后，利用SAFT对AM样品中的两个亚表面矩形通孔缺陷（两缺陷设计的埋藏深度均为0.4 mm，尺寸分别为0.3 mm和0.5 mm）进行成像。结果表明，SAFT能够在一次线扫描的数据基础上实现亚表面缺陷的快速成像，所获取的缺陷尺寸与其标定尺寸基本相符，缺陷宽度误差为5%。证明了基于激光超声方法的SAFT在AM样品检测上的可行性，表明激光超声检测技术在AM在线质量分析中具有广阔的应用前景。
引用本文（GB/T 7714）
陈佳明 Chen Jiaming, 何坤 He Kun, 孙飞扬 Sun Feiyang, 等. 金属增材组件中亚表面缺陷的激光超声合成孔径聚焦成像[J]. Chinese Journal of Lasers, 2025.
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