超聲波的性質

　　1.超聲波具有良好的指向性

　　由于超聲波的波長非常短，因此，它在彈性介質中能象光波一樣沿直線傳播。而且超聲波在固定的介質中傳播速度是個常數，所以，根據傳播時間就能求得其傳播距離，這樣就為探傷中缺陷的定位提供了依據。

　　2.超聲波能在彈性介質中傳播，不能在真空中傳播

　　一般探傷中通常把空氣介質作為真空處理，所以認為超聲波也不能通過空氣進行傳播。

　　3.超聲波如同聲波一樣，通過介質時，根據介質質點的振動方向與波的傳播方向之間的相互關系的不同，有不同的波型

　　⑴縱波(L)聲波在介質中傳播時，介質質點的振動方向和波的傳播方向相同的波，稱之為縱波。它能在固體、液體和氣體中傳播。

　　⑵橫波(S) 聲波在介質中傳播時，介質質點的振動方向和波的傳播方向相互垂直的波，稱之為橫波。橫波只能在固體中傳播。

　　橫波探傷有獨特的優點，如靈敏度較高，分辨率較好等，在探傷中常用于焊縫及縱波難以探測的場合，應用比較廣泛。

　　⑶表面波(R)僅在固體表面傳播且介質表面質點做橢圓運動的聲波，稱之表面波。在實際探傷中，表面波常用來檢驗工件表面裂紋及滲碳層或覆蓋層的表面質量。

　　對于普通鋼材，超聲波在其中傳播的縱波速度最快，橫波速度次之，表面波速度最慢。因此，對同一頻率超聲波來說縱波的波長最長，橫波次之，表面波最短。由于探測缺陷的分辨力與波長有關，波長短的分辨力高，因此表面波的探測分辨力優于橫波，橫波優于縱波。

　　綜上所述，由于超聲波在金屬介質中能夠通過不同傳播速度的不同波型，因此對金屬焊縫進行探傷時必須選定所需超聲波的波型，通過以上分析相對較好，所以實際探傷通常選擇橫波，否則會使回波信號發生混亂，這樣就得不到正確的探傷結果。

　　4.超聲波具有可穿透物質和在物質中衰減的特性

　　超聲波的這一性質與射線相似，但超聲波的能量很大，因而具有更強的穿透能力。超聲波在大多數介質中，尤其在鋼等金屬材料中傳播時，傳輸損失少，傳播距離最大可以達到數米遠。所以，超聲波探傷能夠有較大的探測深度，這一優勢是其他探傷方法沒有的。

　　超聲波在介質中傳播時，其能量隨著傳播距離的增加而逐漸減弱的現象稱為超聲波的衰減。在金屬材料的超聲波探傷中，引起超聲波衰減的原因主要是散射，其聲壓按負指數規律衰減，其規律如下：

　　PX=P0e -αx

　　式中 Px——離壓電晶體片表面為X處的聲壓(Pa);

　　P0——超聲波原始聲壓(Pa);

　　e——自然對數的底;

　　α——金屬材料的衰減系數(dB/m);

　　X——超聲波在金屬材料中傳播的距離(m)。