小波理论在厚板奥氏体不锈钢焊缝超声波检测中的应用研究

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1、小波理论在厚板奥氏体不锈钢焊缝超声波检测中的应用研究论文作者：孙晓娜(材料加工工程)指导教师：雷毅(教授)摘要超声波技术在厚板奥氏体不锈钢焊缝结构的无损检测中占有重要地位，但在实际应用中存在信噪比低的现象，主要是焊缝组织产生的结构噪声引起的，因此需要应用数学方法对超声回波进行处理。制作60衄厚的单U形和双u形坡口的奥氏体不锈钢(SuS304)焊缝，通过在焊缝的不同区域加工m2姗横通孔制成超声波检测试样。分别采用不同尺寸晶片和K值的横波斜探头和纵波斜探头，对试块中的横通孔进行超声波检测。研究发现，使用窄脉冲纵波斜探头效果较好，检测时信噪比能达12dB以

2、上，但受横波存在的影响；使用窄脉冲横波斜探头检测时，信号信噪比低于8dB。对焊缝不同区域取样，结合不锈钢冶金原理对焊缝组织进行金相分析表明，厚板奥氏体不锈钢焊缝的组织为粗大平行柱状晶奥氏体+残余的J铁素体，呈现横向各向同性，具有5个相互独立的弹性系数。根据超声波在粗晶材料中散射场的特点和弹性波在线性弹性体中的传播特性，建立了散射背景下的点源综合模型。利用CTS．3000数字化超声波探伤仪和计算机，对焊缝中人工孔的超声回波信号进行采集，并采用小波理论信号进行处理。将采集到的超声波数字信号导入MATLAB软件，应用一维小波自动降噪方法进行去噪。改变去噪函

3、数的各种参数，对比不同参数下的去噪效果，与去噪前相比，使用不同类型探头时，回波信号的信噪比分别提高了4～6dB。关键词：厚板奥氏体不锈钢，焊缝，超声波检测，小波变换，信噪比UWaveletTheoryBasedStudyonUltrasonicTestingAnalysesinThick-plateAusteniticStainlessSteelWeldsSunxiao—ha(MaterialProcessingEngineering)DirectedbyProfessorLEIYiAbstractUltrasonictestingisveryimp

4、ortantinthenondestructiveexaminationofthid【一plateausteniticstainlesssteelwelds．Butinpractise．thesignal-to-noiseratio(SNR)islow,whichiscausedbythestructurenoiseofweldhistology,thereforemathematiealla'eatmentisneededtoincreasetheSNRoftheultrasonicbackwave．Inthisresearch,60mmthick

5、austenitie此ainlesssteel(SUS304)platesweremultilayerbutt—weldedwithsingleanddoubleU-groove,andthenhorizontalthroughholeswithdiameter2mmweremachinedalongthemiddlelinesandfusionlines．Thehorizontalthroughholesinweldjointsweredetectedbytheshearandlongitudinalwaveanglebeamprobeswithd

6、ifferentcrystalplatesizesandKvalues．TheresultsshowthatitgetsthebettereffectwhenthenfllTOWpulselongitudinalwaveanglebeamprobeswereusedandtheSNRreaches12dB，whileSNRislowerthan8dBwhenthenalToWpulseshearwaveanglebeamprobeswereusedTheweldsweresampledindifferentarea．Associatingthesta

7、inlesssteelmetallurgytheory,themetallographofweldssampleswereanalyzed．Itisfoundthethick=plateausteniticweldjointisnladeupofparalldcolumncrystalausteniteand8ferritedistributedalongthecolumncrystals，andischaracterizedbyU'ausverseisotropywith5independentelasticconstants．BasedOnthe

8、featureofultrasonicscatteredfieldincoarse-grainedmater