基于激光超声的金属增材制造在线检测技术研究

针对航空航天等高精尖领域亟待解决的金属增材制造过程冶金质量在线实时检测与评价问题，概述了金属增材制造超声在线检测技术的国内外研究现状及进展；重点介绍了自主研制激光超声多冶金特征同步在线检测系统的设计原理及组成；并采用该系统对激光增材制造工件组织晶粒度及表面缺陷特征进行检测试验研究。首先基于激光超声纵波回波信号中心频率偏移实现了激光熔融沉积TC4/B4C复合材料中具有择优晶体取向的粗大α相晶粒团簇尺寸的定量评价；随后对激光熔融沉积AlSi10Mg铝合金表面缺陷进行检测，对扫描检测幅面内各测量点进行多次激励求平均，并结合改进小波阈值和变分模态分解两步降噪处理提高在线实时检测信号信噪比，基于表面波信号能量变化实现了0.5 mm孔洞和0.5 mm宽水平裂纹的可视化成像。