基于激光辅助加热的激光超声投捕法识别微裂纹

工件几何形状不规则或材料性质非均匀时，易发生局部应力突变，导致工件产生裂纹。利用传统的超声检测技术（如超声投捕法）对这种早期裂纹进行检测时，由于裂纹尺寸很小以及工件表面其他的散射物（如表面突起、凹槽和腐蚀坑等）对声波的影响，从而难以有效分辨微裂纹。搭建了基于激光超声投捕法的表面缺陷光学检测系统，超声信号由激光线源激发，光偏转差分法探测。对比了传统投捕法、扫描激光源法与扫描加热源法对表面含有突起和微裂纹的样品进行扫描检测的结果。投捕法对信号信噪比要求较高、可靠性较差。扫描激光源法能检测两种缺陷但不能将微裂纹识别出来。扫描加热源法利用微裂纹受热膨胀易发生局部闭合的特性，可以将其与样品表面的突起加以区分。采用有限元方法，分析了裂纹尺寸变化对透射声表面波的影响。