獲獎(jiǎng)項(xiàng)目簡(jiǎn)介
2025年中國(guó)分析測(cè)試科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)：不銹鋼增材制造件缺陷激光超聲檢測(cè)技術(shù)研究與應(yīng)用
完成單位：廣東科技學(xué)院、廣州中檢科技有限公司
完成人：張南峰、姜炳春、董瑩、劉培華、阮潔珊、徐彬彬、陳龍鳳、張艷喜、金標(biāo)、朱文燕
成果簡(jiǎn)介：
本項(xiàng)目針對(duì)不銹鋼增材制造件中中微小缺陷、特別是次表面和內(nèi)部缺陷的非接觸、高精度、高效率檢測(cè)等難題，成功突破了傳統(tǒng)無(wú)損檢測(cè)方法受限于復(fù)雜幾何形狀、高表面粗糙度及接觸耦合失效的局限，創(chuàng)新性地構(gòu)建了集激光激發(fā)、非接觸超聲接收與智能信號(hào)處理于一體的激光超聲檢測(cè)技術(shù)體系。提出互補(bǔ)集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解結(jié)合小波半軟閾值的自適應(yīng)去噪方法，使信噪比提升；基于表面波與缺陷相互作用，利用反射與透射表面波到達(dá)時(shí)間差實(shí)現(xiàn)表面缺陷深度的定量檢測(cè)；創(chuàng)新地將雙向移動(dòng)掃描與透射橫波檢測(cè)結(jié)合，能識(shí)別內(nèi)部缺陷，定位誤差低；并研制光電鼠標(biāo)與慣性導(dǎo)航融合的定位系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)超聲探頭短時(shí)高精度定位。項(xiàng)目構(gòu)建了國(guó)產(chǎn)增材制造件質(zhì)量控制的關(guān)鍵技術(shù)壁壘，相關(guān)技術(shù)成果已在廣汽、深圳優(yōu)界等多家單位成功實(shí)施應(yīng)用，顯著提升了檢測(cè)效率，降低了人工成本。
創(chuàng)新點(diǎn)及科學(xué)價(jià)值：
本項(xiàng)目的主要?jiǎng)?chuàng)新包括：一是提出并驗(yàn)證了互補(bǔ)集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解結(jié)合小波半軟閾值的去噪流程，有效解決激光超聲信號(hào)的模態(tài)混疊與有用信息丟失問(wèn)題，提升檢測(cè)靈敏度與穩(wěn)定性；二是系統(tǒng)揭示了表面波與缺陷耦合機(jī)理，首次將兩類表面波到達(dá)時(shí)間差作為缺陷深度的定量表征手段；三是提出基于雙向同步移動(dòng)掃描的透射橫波檢測(cè)方法，突破了底面反射衰減與衍射回波弱的限制，實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)部微小孔洞的高精度識(shí)別；四是開發(fā)了輕便的光電鼠標(biāo)與慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)融合定位方案，為移動(dòng)掃查過(guò)程中的實(shí)時(shí)位置標(biāo)定提供可行路徑。上述貢獻(xiàn)在理論建模、信號(hào)處理和工程實(shí)施三方面形成相互支撐，具有重要的技術(shù)價(jià)值和推廣價(jià)值。
社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益：
技術(shù)經(jīng)企業(yè)驗(yàn)證并在多家單位推廣應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)三維復(fù)雜焊縫及增材制造零件的在線快速檢測(cè)與自動(dòng)評(píng)估，顯著提高檢測(cè)效率、降低人工強(qiáng)度與誤判率。工程化應(yīng)用已在生產(chǎn)線上用于焊縫質(zhì)量監(jiān)測(cè)和零部件缺陷篩查，提升產(chǎn)品一致性與可靠性，減少返工檢修與質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。按技術(shù)應(yīng)用后每件維修成本下降等保守估算，規(guī)模化推廣將產(chǎn)生明顯經(jīng)濟(jì)效益；同時(shí)，提升關(guān)鍵部件安全保障能力，對(duì)航空航天、汽車與大型裝備等領(lǐng)域的生產(chǎn)安全具有重要的社會(huì)效益。
應(yīng)用前景：
隨著增材制造在航空航天、汽車、軌道交通、能源與精密制造等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，對(duì)高可靠性無(wú)損檢測(cè)的需求持續(xù)增長(zhǎng)。本成果兼顧理論與工程實(shí)現(xiàn)，既適用于生產(chǎn)線在線檢測(cè)，也便于集成到移動(dòng)檢驗(yàn)工站與質(zhì)量控制流程，具備良好的產(chǎn)業(yè)化條件。未來(lái)可沿著提高檢測(cè)速度、擴(kuò)展材料與結(jié)構(gòu)適配性、與自動(dòng)化控制系統(tǒng)深度集成等方向優(yōu)化，推動(dòng)激光超聲檢測(cè)技術(shù)在高端制造質(zhì)量控制中的廣泛應(yīng)用。
