超声波探伤的通用方法和基础技术

1、精品文档3欢在下载A型显示法I B型显示法 C型显示法 连续波法'脉冲波法,穿透法脉冲反射法纵波法 横波法表面波法板波法,直接接触法 液浸法r单探头法，双探头法,多探头法第三章超声波探伤的通用方法和基础技术第一节超声波探伤方法分类及特点超声波探伤的实质是：首先将工件被检部位处于一个超声场中，工件若无不连续分布（如无缺陷等），则超声场在连续介质中的分布是正常的。若工件中存在不连续分布（如有缺陷等），则超声波在异质界面上产生反射、折射和透射，使超声场的正常分布受到干扰。使用 一定的方法测出这种异常分布相对于正常分布的变化，并找出它们之间变化规律， 这就是超声波探伤的任务。超声波探伤有许多方

2、法，如将它们逐一分类，一般可用以下几种：按缺陷显示方式分按超声波传播方式分按探伤工作原理分按探伤波型分按超声波耦合方式分按探头数量分下面仅以实际探伤中较为常用的方法和特点作一简介。一、脉冲反射法和穿透法超声波在传播过程中遇到缺陷会产生反射、透射及缺陷后侧声影，按以上这些引起声场异常变化的不同原理， 可将检测方法分为脉冲反射和穿透法（又称阴影法），前者以检测缺陷的反射声压（或声能）大小来确定缺陷量值，后者以测定缺陷对超声波的正常传播的遮挡所造 成的声影大小来确定缺陷的量值。图3 - 1和图3 - 2所示为这两者的工作原理图。目前，超声波探伤中常用脉冲反射法，与穿透法相比，脉冲反射法有如下特点：1

3、 .灵敏度高对于穿透法，只有当超声声压变化大于20队上时才有可能检测，它相当于声压只降低2dB。由于探头晶片尺寸有一定大小及缺陷本身的声衍射现象，要获得大于20吸压变化量，缺陷对声传播遮挡面积已相当大了。对于脉冲反射法，缺陷反射波声压仅是入射声压的1%时，探伤仪就已经能够检出，此时，与缺陷反射声压相对应的反射面积是很小的。2 .缺陷定位精度高脉冲反射法可利用缺陷反射波的传播时间，通过扫描速度（即时间轴比例）调节，对缺陷进行正确定位。而穿透法只能以观察接收波形高低来确定缺陷面积，而波形所处位置不能表示缺陷声程，即处于不同部位的相同面积的缺陷，其接收波形高度相等，位置不变，见图3-3所示。图3 -

4、 1脉冲反射法探伤原理图3 - 2穿透法探伤原理图3- 3穿透法探测处于不同部位的缺陷3 .适用于多种探伤技术脉冲反射法适用性广，配以不同的探头和耦合方式可进行纵波、横波、 直接接触、液浸法等多种探伤技术，以适应从多方面对各类工件缺陷的探测。4 .不需要专门扫查装置现场手工操作方便表面波、板波及穿透法中为保持发收二探头的相对位置，往往需要专用扫查装置， 而脉冲反射法单探头工作时就不需要任何扫查 装置，从而为各种场合的 现场作业带来方便。穿透法的优点往往弥 补了脉冲反射法的不足方图3-4 取向不良缺陷的影响面。例如，穿透法具有的探伤几乎不存在盲区的优点，可弥补脉冲反射法直接接触探伤因有较大盲区而

5、不能发现表面缺陷的不足，且对薄工件的探测也较为适宜。再如，穿透法对形状简单的批量工件判伤简单，操作方便，易实现连续自动探伤且检查速度快。又因其声程较反射法短，适于探测衰减系数较大的材料，对于取向不良的缺陷(其反射面不与声束垂直)，用脉冲反射法不易检测时， 用穿透法反而有较好的探测效果，这是因为取向不良的缺陷因它有一定指向性，可能造成探头接收不到反射声压；而穿透法中，即使缺陷取向不良， 只要它遮挡超声波束的传播，缺陷就能被发现，见图 3-4所示。脉冲反射法是目前运用最广泛的一种探测方法，就其本身来说，它又可分为许多种方法，下面我们将择要加以介绍。二、脉冲反射法的种类和特点脉冲反射法分类如下：纵波

6、法横波法 ,单探头表面波法直接接触法脉冲反彳射法1液浸法I板波法双直探头纵波法 双探头 ，I双斜探头横波法，全没液浸法局部液浸法间隙法1 .直接接触纵波脉冲反射法(1) 一次脉冲反射法一次脉冲反射法如图3- 5所示。图3 - 5直接接触纵波一次反射法当工件中无缺陷时，荧光屏上只有始波T与一次底波B。当工件中有小缺陷时，始波与底波之间出现缺陷 F,缺陷波高与其反射面积有关，此时底波幅度会有下降。当工件中缺陷 大于声束直径时，底波消失，荧光屏上只有始波和缺陷波。(2)多次脉冲反射法 这是以多次底面脉冲回波为依据进行探伤的一种方法，超声波在具有平行表面的工件中传播，若无缺陷时，声波经底面反射回探头，

7、 一部分能量被探头接收，得到一次底波Bi,另一部分能量又折回底面再被探头接收，得到二次底波B2,剩余能量再折回探头，如此往复多次， 得到底面多次回波， 直至声能完全耗尽为止。 根据多次底波波幅递精品文档(如图3 - 6所示)，也图3 - 6用多次脉冲反射法探伤减的快慢，可用以判断工件材质衰减情况及有无对声能吸收大的缺陷可以用来判断工件中缺陷的严重程度，见图3-7所示。一4欢在下载(3)组合双探头脉冲反射法组合双探头由一发一收两晶片和有机玻璃延迟块组成，可用来减小盲区，有利于发现近表面缺陷，如图 3-8所示。图3 - 8直接接触纵波双探头脉冲反射法2 .斜角探伤法在脉冲反射法探伤中， 将晶片安装

8、在具有一定入射角的有机玻璃斜楔上，使纵波以一定倾斜角度入射，经波型转换后在工件中获得横波、表面波或板波的探伤方法统称为斜角探伤法。斜角探伤法可以检测直探头纵波无法发现的缺陷，可适应不同形状工件和不同方位缺陷的探测。(1)横波探伤法 以有机玻璃为斜楔的斜探头，为得到单一折射横波， 其纵波入射角应大于(2)表面波探波法当斜探头有机玻璃斜楔入射角大于第二临界角时，折射声波全部沿第 临精品文档着工件表面传播，形成表面波。sk2(31)图3 - 9横波斜角法CL1为第一介质中的纵波声速；Cr2为第二介质中的式中：R为产生表面波时纵波入射角;.1 Cli、R Sin >Cr2i 2700 r Sin

9、 0.42 3230表面波沿工件表面传播, 上位于表面的缺陷也相当于有65.3遇转角或棱角时将有强烈反射回波,定曲率的棱角,也有强烈的反射。曲率越大反射越强。工件 利用这一原理可用于工件表面探伤。图3 - 10为轴类表面探伤不例。图3-10轴类表面波探伤11欢在下载(3)板波(兰姆波)探伤法 当介质中传播的声波波长与其板厚t相当时，则一定入射角的纵波会在薄板中激励出板波 (兰姆波)，此时的入射角应满足r sin 1C1(3- 2)CR2式中：CL1为第一介质中的纵波声速；CR2为第二介质中的相速度，它可通过与f-t的关系曲线查出。兰姆波有对称型和非对称型之分，它可在薄板两表面之间传播，用于探测

10、0.55mm与板中的分层、裂纹等缺陷。板材中无缺陷时荧光屏上只有板端面反射波；若有缺陷时，在相应位置出现缺陷波，其板端面反射波波幅降低。对不同板厚，其入射角不同，故可用可变角探头进行探伤。图 3- 11为兰姆波探伤示例。3 .液浸法探伤直接接触法虽然具有方便灵活、耦合层薄、声能损失少等优点，但实际探伤时由于探头 上所施压力大小、耦合层厚度、接触面积大小、工件表面凹坑的填充程度均难以控制；因此,它们的综合影响难以估量；再则，直接接触法探头容易磨损，探测速度慢，因而对某些批量规则工件宜采用液浸法探伤，便于实现自动化，提高检查速度。(1)液浸法的分类及其探伤图形液浸法就是探头与探测面之间有一层液体传

11、声层，通常以水作为耦合介质，所以也叫水浸法。根据工件和探头的浸没形式，一般可分为全没液浸 一工件，它们的探伤图形是相同的，见图 3-12所示。图中Si和5分别为液层与工件之间一次界面回波和二次界面回波；Bi、巳、B3、为工件 底面多次回波；Fi、F2、F3为缺陷多次回波。S,而与直接接触探伤间隙法见图3-13所示，探头与工件之间也有液(水)层，不过水层很薄，厚度为 0.30.8mm,因此，它的探伤图形上没有上述两种液浸法带来的界面回波法图形相同，其特点是耦合层可调节，且不易磨损探头。图3 - 12液浸脉冲多次反射法探伤图形图3- 13间隙法及其探伤图形（2）液浸法中超声波的传播 超声波在液体中

12、传播时，声束扩散 W较小，指向性好， 一旦射入工件后，依照折射规律，折射后工件中扩散角增大，即W声束指向性变差,见图3-14所示。若被探工件表面是凸圆柱面，超声波经过液层进入工件表面后，就会产生类似凸透镜的扩散现象，如图3-15所示，圆柱面曲率越大，扩散作用越厉害。图3- 14液浸法探伤中超声束的扩散图3- 15液浸法中圆柱面工件的声束扩10dB,以补偿液/固界面上声能反采用液浸法探伤时的灵敏度一般应比直接接触法提高 射损失和液体对声能的吸收损失。第二节超声波探伤的基本方法一、超声波探伤的缺陷定位原理脉冲反射法超声波探伤中对缺陷位置的确定，通常以探头所在的探测面作为测量基准。由于示波管水平刻度

13、线经时间轴比例适当调整后，它就能指示相应的距离， 所以时间轴比例的调整（即探测范围调整）是缺陷定位中的重要环节。1 .直探头纵波探伤直探头纵波探伤时，探测范围的调整可借助标准试块或对比试块进行，也可直接利用工件大平底面。调节时应同时校正零位，使声程原点与水平刻度零位相互一致，按照需要调整的探测范围选择适当厚度的试块，以便得到两个以上的底面回波。这是因为发射脉冲前沿位置与声程原点不一定一致，用一次底面反射（一个基准回波）不能正确调整探测范围和校正零位的缘故。例如，调整钢中200mm勺探测范围时，可用IIW试块厚度100mm乍探测基准，调节深度粗调与细调，以及水平旋钮，使测距为100mm的一次底波

14、Bi和二次底波 B分别位于水平刻度的5格和10格处（见图3 - 16所示），此时，时间轴水平刻度每格代表钢中声程20mm图3- 16直探头纵波探伤时探测范围调整2 .斜探头横波探伤斜探头横波探伤的定位方法不像直探头纵波探伤那样只用单一的声程定位，而有声程定位、水平定位和深度定位之分。同时，为使定位计算方便，通常将斜探头入射点作为声程原点，并经零位校正后，声程原点与时间轴零位相一致。这样，有机玻璃中一段纵波声程移在零位左边，零位右边的时间轴刻度直接表示了工件中反射体的声程、水平距或深度距离， 读数方便。图3-17为用斜探头横波进行焊缝探伤的示例。图3- 17焊缝中缺陷的定位方法由图可知，所谓声程

15、定位，即示波屏上显示的缺陷波前沿所对应的时间轴刻度,表示了缺陷距入射点的斜声程WW水平定位则表示缺陷距入射点的水平距离X；深度定位则表示缺陷距探测面的深度 y。虽然它们确定缺陷位置的方法有所区别, 系计算，可以很方便地进行相互换算。直射声束定位时有：但实际上经过简单的三角关X siny cos(33)tg(34)一次反射声束定位时有:W sin2tW cos2t 一 tg(3式中：t为工件厚度，为斜探头折射角。斜探头横波探伤时，时间轴比例的调整方法和零位校准也因其定位方法的不同，可利用各种对比试块上的基准反射面进行调节。例如，利用薄板试块端面、 半圆试块的圆弧面、IIW2试块的圆弧面、IIW试

16、块圆弧面、横孔试块上横孔、平板试块直角棱边、三角试块平底面等 等都可以作为时间轴比例的调节基准，它们的调节方法将在焊缝探伤中作进一步介绍。二、超声波探伤定量方法的分类及特点超声波探伤定量方法（即对缺陷的评价方法）大致有以下几种：陷 的 评 价 方 法当量法试块人工反射体比较法反射率计算法通用AVG图解法，AVG法实用AVG图解法专用AVG面板曲线定量法当量计算尺运算法探头相对运动法探头移动法相对灵敏度法绝对灵敏度法端点法探头转动法棱边回波峰值法缺陷波高表示法缺陷波高绝对值表示法 缺陷波高相对值表示法波高表 示法F/B法I缺陷与底面相对波高表示法, F/Bg法I F/Bf法L底面波高或底面回波次

17、数表示法1 .当量法当量法常用于小于声束直径缺陷的定量，用缺陷的当量直径或当量面积表示缺陷的大小，所谓当量法系指在一定的探测条件下，用某种规则的人工缺陷反射体尺寸来表征工件中实际缺陷相对尺寸的一种定量方法。它认为在相同的探测条件下（包括灵敏度、耦合损失、材质衰减等），工件中某一声程上的缺陷返回声压（声能或声压反射率）与同声程的试块上规则人工反射体的返回声压相等 （回波幅度一样高）时，则此试块人工孔的直径或面积就是该缺 陷当量直径或当量面积。依照人工反射体类型的不同，缺陷当量可由平底孔、长横孔、短横孔、球孔、平底槽规则反射体尺寸表示。（1）试块人工反射体比较法该方法是较为原始的方法，它利用大量的

18、不同测距、 不同人工缺陷孔径的试块， 用以与工件中实际缺陷相比较、当缺陷声程与某一试块人工孔缺陷声程相同，且相同探测条件下二者回波也相等时，则认为人工缺陷的孔径就是该缺陷的当量直径。由于实际生产中要探测的工件材料种类甚多，尺寸和形状与试块也不尽相同，因此，很难用对比试块逐一加以比较。再则，要保证用试块所求得的缺陷当量精度，势必要求有大量的不同声程、不同孔径规格的人工试块，这给使用和携带带来许多不便。目前，人工试块比较法已用得较少。2 2） AVG法 以有限尺寸晶片辐射的活塞波声压方程为基础，利用反射体标准化声程A和相对缺陷尺寸 G与其回波高度（或dB值）之间具有的规律性变化而建立起来的当量测定

19、法 叫做AVG法。其中利用缺陷相对于基准反射体（大平底面或试块人工孔）反射率的dB差来确精品文档定缺陷当量的方法就称为反射率计算法，它是其他AVG法的基础。当量计算尺运算法、AVG图解法和AVG面板曲线定量法都是 AVG法的具体化和运算工具，它们的应用都有一些特定条 件和局限性，具体用法我们将在锻件和焊缝探伤中详细介绍。2 .探头相对运动法缺陷当量测量方法是发以缺陷最高回波作为定量基准的，探头找到缺陷最高回波后就不再移动。而探头相对运动法是当探头相对工件时，以所发现的缺陷回波高度控制在某一高度范围内的探头运动距离来表示缺陷延伸度的一种方法。此探头移动距离也叫做缺陷指示延伸度(或指示长度)，它与

20、缺陷尺寸相比也有不同的误差，且随测定方法的不同而不同。其中常用的有探头移动法中的相对灵敏法和绝对灵敏度法；端点法中的探头转动法等。 这些方法也将在以后有关章节中介绍。3 .波图法表不(1)缺陷回波高度表示法在确定的探测条件下， 缺陷尺寸越大反射声压越强，对垂直线性良好的仪器来说，缺陷回波高度与声压成正比，因此，缺陷的大小可用波高值来表示。绝对值法以规定探测灵敏度下所得到的缺陷波高毫米数表示其回波高度，不同示波屏探伤仪所得的缺陷波高不能相互比较。相对值法是将上述缺陷波高值与示波屏垂直满刻度相比，所得的百分数为缺陷波高相对值，不同示波屏探伤仪所得的缺陷波高相对值可以相比较。波高区域法将缺陷回波高度

21、划分若干区域，并按标准规定描绘在示波屏前的面板上。(2)缺陷相对于底面回波高度表示法F/B法，将测得工件中缺陷最高回波F与此时所得工件底面回波 B相比，所得百分数即为 F/B,见图3-18所示。此法对具有相同投影面积 而稍有倾斜角度、形状不同缺陷有相近似的F/B值。F/Bg法，将测得工件中缺陷最高回波F与工件完好部位底面回波Bg相比，所得百分数即为F/Bg,见图3-19所示。图3 18 F/B 法图 3 19 F/BG 法F/Bf法，将测得工件中缺陷最高回波F与同声程平底面试块底面回波EF相比，所得百分数即为 F/Bf,见图3-20所示。上述缺陷回波相对于波面回波高度之比的表示法不能给出直观性

22、的缺陷量值概念，只能大致表示缺陷的严重程度。一般来说，比值越大，缺陷越严重；比值越小，缺陷越不严重。无论是缺陷波高表示法还是缺陷波高 相对于底面波高表示法，它们的数值与实 际缺陷大小之间没有规律性的对应关系， 也就是说，同样缺陷波高值或缺陷相对于 底面波高百分比数，与缺陷的实际大小可 能相差几倍，甚至几十倍。其原因是由于 探测灵敏度、仪器调整度、缺陷声程、探 头尺寸、底面形状等均会引起底面回波高 度的变化。比如，探测灵敏度越高，F/B值就越大。因此为了便于对缺陷回波高度作定量 处理，在此引入基准波高H,这样当基准波高H确定后，缺陷波高和缺陷相对于底 面波高百分比数均可用分贝值来表示。即 有：F

23、Vf(dB)Vf(dB) 20lg，或 F H 10(3 - 6)BVB(dB)VB(dB)201gB，或 B H 10 20(3 - 7)HF dB Vf(dB) VB(dB) 201g(3 - 8)B式中：H为基准波高，可自行设定，如取垂直满幅度的20% 40% 50%或80烯，F为缺陷波高；B为底面波高。缺陷回波F高于基准波H时，Vf(dB)为正值；反之，当 F低于H时，Vf(dB)为负值； 缺陷回波F高于底面回波 B时，dB为正值；反之，F低于B时，dB为负值；同理，F/Bg 或F/Bf之间dB差的正负号的确定与上述相同。三、探测灵敏度的校准1 .探测灵敏度校准基准校准探测灵敏度时，应

24、按有关标准要求或技术规定， 选择合适的基准反射体和基准波高, 然后再按标准或技术要求进行调节。(1)基准反射体基准反射体可以是标准中明确规定的一定尺寸人工缺陷的试块，也可以是按照技术要求所选定的有人工缺陷的试块，如JB1152-81标准中的CSK-IIA和CSK? IIIA 试块，锻件探伤中常用STB- G或CS- 2系列中的平底孔试块，也可直接利用工件完好部位的大平底面或 试块大平底人为调节探测灵敏度的基准反射体。(2)基准高度基准高度H是人为规定的相对比较基准，如示波屏垂直满幅度的 灵敏度相应的人工试块基准反射体回波高度应与所确定的基准高度相同, 的缺陷波高dB数应是与此基准波高相比较后用

25、衰减器得到的结果,50% 80%。与探测以探测灵敏度检出F高于H, Vf (dB)为正;F低于H, Vf(dB)为负值。2 .探测灵敏度的调节探测灵敏度的一般调节方法是：先将探头置于校准基准上，调节增益使基准反射体最高 1欺速下载精品文档回波达基准高度，根据计算所得调节基准与探测灵敏度基准之间 dB 差，再用衰减器使基准反射体回波增益该dB数，达到所需探测灵敏度。四、探头在工件表面的扫查方式探头在工件表面的扫查方式， 以探头在工件探测面上的相对位置和运动轨迹来表示， 探头的运动过程就是工件被检部位受到声束（ 主要是主声束） 扫查的过程。扫查方式多种多样，没有一定的限制， 其选择原则有两条： 一

26、是保证工件的整个被检区域有足够的声束覆盖， 避免漏检； 二是探头的移动应使其入射声束可能与工件中缺陷反射面垂直， 以便获得最佳检测效果，常见的扫查方式有：1. 直探头纵波探测扫查方式（1） 全面扫查全面扫查就是探头在整个探测面上无一遗漏地循序移动， 要求相邻扫查间距水大于探头的直径， 常用于要求较高的工件探伤， 例如， 规定检测的缺陷尺寸小于探头晶片尺寸时，需要全面扫查。全面扫查种类有： 周向或横向扫查探头在轴类或圆筒类零件圆周上移动，可称为周向扫查。此时探头声束轴线与工件半径方向一致。故又可称为径向扫查，如图 3-21中探头Ao为确保近表 面缺陷不漏检，即使实心轴类也应在全圆周上探测。对于平

27、板形或非圆工件，上述扫查方式可称为横向扫查。 纵向或轴向扫查探头在轴类或圆筒类工件端面上移动时，可称为轴向扫查，如图3-21中的探头B,在平板或非圆工件端面上移动时就称为纵向扫查。（2） 局部扫查局部扫查就是探头在整个探测面上按规定要求有一定间距地规则移动、相邻扫查线的间距往往大于探头直径。这种扫查方式常用于要求不太高的工件探伤，例如钢板探伤等。局部扫查又可分为： 直线扫查探头在平板类工件的探测面上以一定的间距作直线移动或斜直线移动，如图3- 22和图3 23所示。 格子线扫查探头按预先划好的格子线 （ 格子线间距由有关标准规定） 先循一个方向作直 点扫查 点扫查时探头不作移动， 仅作跳跃式地

28、与工件指定点接触， 或者不作定点 （ 等 间线距 ） 接触，而根据需要在适当部位上抽验，作为一种粗略的探测，发现问题后再在其周围作耨大检查，如图3-25所示。动 2. 斜探头横波探伤的扫查方式， 在轴类或圆筒类工件的外圆探测面上， 斜探头也可以象上述直探头一样作周向扫查和沿轴向移动扫然查， 但斜探头更多的是用于对焊缝的扫查， 其相对于焊缝的扫查方式有以下几种：后 （1） 前后扫查和左右扫查探头移动方向与被检焊缝中心线垂直的扫查称为前后扫查（B图3- 26所示）；探头移动方向与被检焊缝中心线平行的扫查称为左右扫查（如图3- 27所示转 ） ,沿与原方向垂直的方向作直线移动，如图 3-24所示。1

29、2欢迎下载。精品文档图3 - 21探头在实心轴上的扫查方式图3 - 22 直线扫查:1'1i111: 1：!；I；!；c ；：1 1!1!5J1I'i!I11!1：1!i!1 !图3 - 23斜直线扫查图3 - 24格子线扫查0OOD图 3 25Qa I图3 - 26前后扫查图3- 27 左右扫查J-j一j1-t-j -(2) W 形扫查和斜平行扫查探头扫查轨迹呈“ W形,故称为 W扫查，它是前后扫查与左右扫查两者结合的实用方式(如图3-28所示)。13发迎下载精品文档（如图3 -的夹角情况下，探头在平行焊缝中心线方向移动，这种扫查方式称为斜平行扫查 29所示），主要用以发现焊

30、缝中的横向缺陷。15欠°迎下载图3 - 28 W形扫查摆图3 - 29 斜平行扫查（3）定点转动和摆动扫查以斜探头入射点为转动中心的扫查称为定点转动扫查（如图3-30所示），此时声束轴线与波检部位焊缝中心线之交角随探头的转动而变化，可用于测 定缺陷形状。3- 32和图3- 33所示。绕（4）串列扫查和交叉扫查为发现某些单斜探头不易发现的缺陷，可采用两个斜探头随发一收）的串列扫查方式和交叉扫查方式来进行弥补。串列扫查可有多种形式，常用的有 两探头前后串列扫查和两探头相对移动的串列扫查，分别见图 摆 动 中 心 作 的摆动，以防止某此方向性缺陷的漏检，并有利于测定缺陷形状，如图 3-31

31、所示。相对移动串列扫查前者有利于发现厚焊缝和厚锻件中与探测垂直的裂缝，后者有利于发现板材中与探测面平行的缺陷。交叉扫查见图3-34所示，有利于发现有方向性的缺陷。第四节缺陷状况对缺陷波高的影响应用A型脉冲反射式探伤仪进行超声波探伤时，通常是根据缺陷回波波高来确定其当量大小的；而当量大小与缺陷的实际尺寸往往不尽一致，甚至有很大的差距。 这是因为缺陷波高与缺陷形状、方位、大小和性质等因素都有关系。为了正确评价缺陷，了解上述诸因素对 缺陷波高的影响是必要的。一、缺陷形状的影响工件或材料中实际缺陷的形状是多种多样的，它们的具体形状与工件、材料的制造工艺和运行情况有关。为了便于研究，通常把缺陷形状简化为

32、圆片形、球形和圆柱形三种。例如,锻件在锻压面上用直探头纵波探测时，其内部缺陷类似于圆片形； 钢锭半成品中的管形缺陷从其侧面探测时类似于圆柱形缺陷；焊缝中气孔类似于球形缺陷； 焊缝中线状缺陷类似于长圆柱形。从上节人工反射体反射声压规律性分析可知，这些与人工反射体类似的缺陷对回波的影响与它们反射声压规律相一致。一般来说，对于给定的探头（晶片面积Fd和频率f 一定），若缺陷距离一定，缺陷波高 随缺陷直径的变化是圆片形缺陷最快，长横孔缺陷最缓慢。 若缺陷直径一定，缺陷波高随缺陷距离的变化是圆片形和球形缺陷较快，长横孔形缺陷较缓。若缺陷距离和直径都相等时， 则缺陷波高以长横孔为最高，圆片形次之，球形最低

33、。但当超过某一直径和距离后，圆片形 缺陷波高会超过长横孔缺陷波高。对于各种形状的点状缺陷，当其尺寸很小时，缺陷形状对波高的影响就变得很小。例如,平均直径在1mm以下的圆片形、方形、短横孔和球形缺陷， 由于形状不同引起的波高变化一 般不超过几个分贝。精品文档当点状缺陷直径远小于波长时，它的反射可假定为平面波入射到小缺陷引起的乱反射， 它的波高有下述关系：Hf d3/ 2 S（d < , d为点状缺陷直径）可见，点状缺陷的波高正比于缺陷直径的三次方，即随缺陷大小的变化十分急剧，缺陷变小时，波高急剧下降，很容易下降到探伤仪不能检测和程度，这也是超声波探伤仪对点状小缺陷容易漏检的原因之一。、缺陷

34、所处方位及其指向性的问题缺陷所处的方位包含两个方面的意义，一是指缺陷反射面相对于入射声束轴线的位置; 二是指缺陷本身与探头的相对位置1.缺陷反射面与入射声束轴线的相对位置实际缺陷反射面与入射声束轴线垂直的情况是少见的，而互相不垂直的情况是多数，这样，对实际缺陷尺寸的测定往往就偏小,声束轴线与缺陷反射面垂直时缺陷波最高。定义声束与缺陷反射面法线的夹角为倾斜角，用当有倾斜角时，缺陷波高随倾斜角表不，如图3-47所不。增大而急剧下降，图 3-48所示为一光滑反射面回 波 波 高 与 倾 斜 角 的 关 系 曲 线O 曲图3-47声束轴线与缺陷反射面法线夹角图3-48光滑表面缺陷的回波波高与表 2.缺陷与探头的相