声发射检测技术是焊接过程结构裂纹检测的有效手段。由于焊接过程中采集到的结构裂纹形成及状态变化所产生的声发射源信号具有多模态、非线性的特点,加上声发射测试中受到试件与夹具连接的摩擦、电弧冲击的干扰,声发射信号呈现出多声发射源共存、特征微弱的特点。如何实现焊接过程焊接结构裂纹激励源声发射信号多源信号分离与提取,为焊接过程结构裂纹声发射检测提供理论与方法,是实现焊接结构裂纹声发射检测的关键,具有理论研究与工程应用价值。本文通过研制焊接过程裂纹模拟声发射测试平台,结合声发射信号时域采集系统,构成焊接过程结构裂纹模拟声发射测试平台,在此基础上,进行了声发射信号采集实验与特性分析,并应用提出的基于谐波分析的多源声发射信号分离方法,对焊接过程焊接结构裂纹声发射源信号进行了分离与提取,研究的主要内容如下:(1)研制横向拘束应力可调实验装置,结合声发射信号在线采集系统,搭建了焊接过程裂纹声发射信号测试平台。结合不同焊接工艺实验如手工焊接、铝合金MIG焊等,该平台可以模拟不同焊接工艺焊接结构变形、裂纹产生等物理过程,并同步进行多通道声发射信号采集与测试。(2)提出了基于谐波分析的多源声发射信号分离方法,该方法通过将信号片段拟合为AR矩阵,并使用SVD分析方法对重构矩阵进行分析确定信号有效谐波的层数,然后通过FFT谐波分离法将有效谐波分离出来然后进行重构得到有效信号,同时可以获取信号谐波幅频特性。通过对模拟、仿真信号进行了分析,验证了该方法能有效实现多源信号的有效分离。(3)分别进行摩擦激励源、焊接电弧冲击激励源、焊接结构裂纹激励源声发射信号测试实验,并对采集到的各种激励源声发射信号进行有效提取与频谱分析,获取了相应单一激励源的声发射信号频域特性。(4)进行手工焊接实验,并同步采集焊接加热与焊接冷却过程中混合激励源声发射信号。根据不同激励源声发射信号频域特性,应用基于谐波分析的多源声发射信号分离方法,分别对焊接加热与焊接冷却过程试验采集到的声发射信号进行分离与提取,有效实现了焊接结构裂纹声发射信号提取。