周永立，周 刚，胡宏伟，刘芝平

(长沙理工大学 汽车与机械工程学院，湖南 长沙 410114)

0 引言

激光熔覆是对零件进行表面改性、修复、增材制造等重要手段，在航空航天、海洋工程、汽车等重要工业中得到了广泛应用。然而熔覆过程中产生的应力及熔池流动性差，易导致裂纹、气孔和夹杂等缺陷[1]，严重降低了激光熔覆零件的使用性能，甚至会导致关键零件失效而引发重大事故，故对熔覆层进行检测极为重要。

超声无损检测具有检测速度快，灵敏度高及适应性强的优点，是常用的检测手段之一[2]，也是目前激光熔覆层检测的研究热点[3-4]。由于激光熔覆层厚度一般在3 mm以内，若采用超声纵波和横波对激光熔覆层表面缺陷进行检测，则难以避免出现熔覆层界面回波和缺陷回波重叠[5]，且纵波对表面缺陷的灵敏度较低。表面波可以有效避免上述问题，同时表面波能够探测到表面以下2个波长的深度，非常适用于厚度较薄的熔覆层的检测[6]。董世运等[7]建立了Fe314激光熔覆层中单探头表面波的声弹关系公式，且成功检测了激光熔覆层的应力。刘彬等[8]采用超声单探头表面波对激光熔覆层裂纹深度进行了评价，结果显示表层裂纹信号幅值随裂纹深度的增大而增大。受熔覆层各向异性组织及表面粗糙度等因素的影响，缺陷回波信号的信噪比低，使缺陷检测分辨率低[9]。与单探头超声表面波检测相比，超声相控阵表面波检测具有检测速度快，灵敏度高及能适应复杂对象的优势。……