作为聚变堆装置中的核心部件,真空室的焊缝坡口要求全焊透,对焊接质量有着严格要求。针对聚变堆真空室T型焊缝,使用相控阵超声检测的方式控制焊缝质量。然而焊缝粗晶的组织特征和真空室的复杂结构给相控阵超声检测带来了挑战。针对此问题,首先通过CIVA软件对探头焦点和焦柱尺寸进行仿真计算,并根据计算结果为检测方案设计提供参考,然后设计了使用双面阵探头在腹板侧面激发扇形扫查,结合线阵探头在翼板外侧面激发角度垂直于熔合线的线性扫查的检测方案,对预埋有典型焊接缺陷的模拟试块进行了检测,实现了缺陷的全检出。该检测方案可为T型焊缝检测的实际应用提供参考。

高压储氢气瓶多采用碳纤维全缠绕方法制备,碳纤维缠绕层通常承担大部分内压载荷,一旦发生损伤将带来严重安全隐患。针对储氢气瓶和碳纤维缠绕层试件,利用工业CT几何放大成像原理,开展缠绕层缺陷的多尺度工业CT检测分析。依据缠绕层分层缺陷厚度对其进行分类,并分析各类分层缺陷的产生原因。利用光镜和扫描电镜技术,表征碳纤维缠绕层试件的显微组织,验证了工业CT开展分层缺陷定性、厚度定量,以及缠绕层缠绕方式判断的准确性。

基于氮-空位（NV）色心对磁场的敏感特性,以含浓度1~2 ppm（百万分之一）NV色心的金刚石量子传感器为核心,微波共振扫频激发NV色心的量子自旋为基础,通过优化的共聚焦光路激发NV色心来收集反射回的含磁场信息的光信号,以3块板卡组成控制采集模块对信号进行滤波处理和可视化处理,搭建一套量子精密测量系统。采用该量子精密测量系统完成0.1~1 mm深度下和5~15 mm提离值下的金属表面裂纹检测。试验结果表明,该系统的磁场测量灵敏度达6 nT · $\sqrt{Hz}$⁻¹,可完成最小深度为0.1 mm和最大提离值为15 mm的金属表面裂纹检测,为金属表面裂纹的工业检测提供了一种新方式。

选区激光熔化（SLM）制件结构形状复杂,常规射线检测技术对于结构复杂的零件,极易出现检测盲区。工业计算机层析成像检测（CT）技术可实现零件的整体检测,对于复杂零件无检测盲区,而目前航空增材SLM工业CT对比试块设计缺少相关试验验证依据,因此,针对对比试块代表性问题,研究了缺陷盲孔或通孔、相同尺寸不同位置缺陷、柱面粗糙度、基体成型方式对工业CT检测结果的影响规律。研究结果表明,通孔相较于盲孔更容易检出,相同尺寸情况下缺陷所处位置对孔洞类缺陷的检出无明显影响,但缺陷越靠近中心处,检测结果受环形伪影影响越大,柱面粗糙度、基体成型方式对孔洞类缺陷的检出均无明显影响。

利用柔性科赫分形涡流传感器与传统柔性圆形分形涡流传感器,基于C扫描方式对金属表面裂纹的覆盖面进行了检测。试验结果表明,使用C扫描方法,可以对长度不小于3 mm的裂纹进行有效识别。其中,与传统柔性圆形分形涡流传感器相比较,柔性科赫分形涡流传感器所检测的信号衰减程度较小,不易出现漏检现象,且在检测微小裂纹时表现得尤为明显。

针对当前火箭贮箱焊缝采用工业机器人作为射线检测系统的执行机构,通常按照“示教-再现”进行既定轨迹运动,不能适应小批量多品种的柔性与智能生产线的问题,将伺服机构、图像处理技术与智能机器人相结合,采用基于图像的视觉伺服控制（IBVS）方法反馈当前图像特征信息,与期望图像特征进行对比形成图像特征偏差,再基于SSA-BP的控制方法,将得到的特征误差用于火箭贮箱焊缝检测中的焊缝位置误差补偿,以提高射线检测系统的作业精度。最后通过试验,验证了该方法具有良好的自适应性和鲁棒性。

矫顽力检测是一种应力无损检测技术,利用矫顽力与应力的关系,能够准确地评估材料内部的应力状态。基于力磁耦合理论,研究了在不同磁化方向下,12Cr1MoVG母材、12Cr1MoVG同种钢焊接接头和12Cr1MoVG/P91异种钢焊接接头不同区域矫顽力与应力的关系。试验结果表明,磁化方向平行于应力方向的矫顽力随着应力的增大先减小后增大；磁化方向垂直于应力方向的矫顽力随着应力的增大而增大；在拉伸过程中,12Cr1MoVG同种钢焊接接头的应力集中在母材区及热影响区；12Cr1MoVG/P91异种钢焊接接头的应力集中在12Cr1MoVG母材区及其热影响区。该研究结果为铁磁性材料的矫顽力检测提供了一定理论基础。

针对现有无损检测技术难以满足风电机组齿轮多类型缺陷检测需求的问题,提出了一种基于弱磁原理的无损检测技术。采用所提方法,设计试验分别对两种含有不同缺陷的17Cr2Ni2Mo钢试样进行检测,采集检测数据后进行信号处理和分析,最后与工业CT、巴克豪森噪声检测结果进行对比。试验结果表明,弱磁检测技术对齿轮的表面和内部裂纹缺陷较为敏感,对齿轮的磨削烧伤有很好的识别能力,定位准确,信号处理后的结果更为直观清晰。该技术在风电机组齿轮的无损检测中具有应用潜力。