一種基于斜入射超聲合成孔徑聚焦的厚壁結構缺陷檢測方法,屬于無損檢測技術領域。該方法采用一套包括相控陣超聲探傷儀、相控陣超聲探頭和傾斜有機玻璃楔塊的超聲檢測系統,利用相控陣電子掃查功能對厚壁結構試塊進行檢測,獲得各相控陣陣元的A掃信號集合。利用費馬定理求解各相控陣陣元與圖像重建點在楔塊/試塊界面處的出射點位置,并對各A掃信號進行時間延遲和幅值疊加處理。對處理后的A掃信號進行希爾伯特變換,利用差值函數獲得重建后的超聲檢測B掃圖像。該方法的缺陷檢測分辨力高,檢測范圍大,可提高檢測效率,為厚壁結構缺陷的無損檢測問題提供有效解決方法。該方法還可嵌入到探傷儀中,實現自動實時成像,具有較高的工程應用價值。