1.缺陷形狀的影響

由于當(dāng)超聲波入射到彎曲的反射界面時，其反射振幅將受界面曲率的影響而發(fā)生變化，因此，不同的缺陷形狀對缺陷回波波高有很大影響。超聲波入射到凹曲面和凸曲面時聲束會聚和發(fā)散的規(guī)律與2.3.3節(jié)中工件表面(反射界面)形狀的影響相似，此處不再贅述。

為了便于研究，通常把缺陷形狀簡化為圓片形、球形和圓柱形三種。在遠(yuǎn)場區(qū)，各種缺陷的波高都與聲源面積成正比。除此以外，缺陷形狀對波高的影響規(guī)律是：圓片形缺陷波波高與缺陷面積成正比，與波長的平方及距離的平方成反比;長圓柱形缺陷波波高與缺陷直徑的1/2次方成正比，與波長的1次方及距離的3/2次方成反比。

當(dāng)點狀缺陷直徑遠(yuǎn)小于波長時，其回波高度正比于缺陷平均直徑的3次方。波高隨缺陷大小的變化十分急劇。因此，當(dāng)缺陷變小時，由于回波波高急劇下反降，很容易下降到探傷儀不能反應(yīng)的程度。

對于不同類型的缺陷，在缺陷距離(或缺陷直徑)一定時，缺陷波波高隨缺陷直徑(或缺陷距離)的變化程度不同，因此可以用于在實際應(yīng)用中對缺陷形狀進行初步判定。

2.缺陷取向的影響

缺陷的取向即缺陷方位。缺陷取向?qū)Σǜ叩挠绊懫鋵嵕褪侨肷浣菍Σǜ叩挠绊憽?/span>

當(dāng)入射聲波軸線垂直于缺陷表面時，缺陷回波最高，且波高隨著聲束軸線偏離缺陷表面法線方向角度的增大而急劇下降，圖2-18給出了光滑缺陷表面的回波波高隨聲波入射角變化的情況。當(dāng)超聲波垂直入射時(此時相當(dāng)于入射角為0°)，回波波高為1，隨著入射角增加為2.5°，波幅下降至入射角為0°時的10% ;入射角為12°時，則下降至1/1000，此時已無法檢查缺陷。在實際檢測中，由于超聲波聲束軸線往往與缺陷表面不垂直，因此很可能導(dǎo)致對缺陷尺寸的估計偏小。

3.缺陷表面粗糙度的影響

通常采用波長來衡量缺陷表面光滑與否。如果表面凹凸不平的高度差小于λ/3,就可認(rèn)為該表面是平滑的，其表面反射可認(rèn)為是鏡面反射。對于表面粗糙的缺陷，即便是聲波垂直入射，也會有雜亂反射發(fā)生，同時各部分反射波由于有相位差而產(chǎn)生相位干涉，使缺陷波波高隨表面粗糙度值的增大而逐漸下降。當(dāng)聲波傾斜入射時，缺陷回波高度隨著凹凸高度與波長之間比值的增大而增高。

4.缺陷尺寸的影響

關(guān)于缺陷尺寸對缺陷波高的影響，應(yīng)當(dāng)從影響缺陷波指向性的角度加以分析。無論超聲波聲束軸線與缺陷表面之間垂直與否，缺陷回波的指向性都與缺陷大小有關(guān)，且隨缺陷大小的不同而有很大差別。應(yīng)當(dāng)指出，此處缺陷的大小是相對于超聲波波長而言的。按照缺陷直徑大于波長的3倍與否，可以區(qū)分缺陷對聲波的反射是否屬于鏡面反射。當(dāng)缺陷直徑大于波長的3倍時，不論是垂直入射還是傾斜人射，都可以把缺陷對聲波的反射看成是鏡面反射，其傾斜反射情況可用惠更斯原理說明。如果缺陷直徑小于波長的3倍，則缺陷的反射就不能看成鏡面反射了，此時缺陷波能量近似呈球形分布。垂直入射和傾斜入射情況下缺陷的反射指向性大致相同。

5.缺陷性質(zhì)的影響

缺陷性質(zhì)對缺陷波波高的影響，反映的主要是缺陷和工件基體之間聲阻抗差異對缺陷回波高度的影響。聲波在界面上的反射率取決于界面兩側(cè)介質(zhì)的聲阻抗。若兩側(cè)介質(zhì)聲阻抗差異較大，近似地可認(rèn)為是全反射，反射聲能就強；相反，兩者聲阻抗差異較小時，反射聲能就變?nèi)?。因此，尺寸相同但性質(zhì)不同的缺陷，缺陷回波波高不同。對于鋼中白點、氣孔等含氣體的缺陷，由于其聲阻抗與鋼的聲阻抗相差較大，可以近似認(rèn)為聲波在缺陷表面發(fā)生全反射。與之相反，對于非金屬夾渣等缺陷，由于與基體材料之間的聲阻抗差異較小，缺陷回波高度相應(yīng)降低。

6.缺陷埋藏深度的影響

在分析缺陷埋藏深度對缺陷回波波高的影響時，主要從所使用探頭的聲場特性角度進行分析。對于常用的平面活塞換能器來說，其聲場可以分為近場區(qū)(菲涅爾區(qū))和遠(yuǎn)場區(qū)(夫瑯和費區(qū))兩個部分。如1.6節(jié)所述，由于聲波的干涉致使近場區(qū)聲壓的分布非常復(fù)雜，出現(xiàn)很多聲壓極大值和極小值。如果缺陷位于近場區(qū)，且回波聲壓處于聲壓極小值處，則即使是較大的缺陷，其缺陷回波也可能較低；而當(dāng)缺陷回波聲壓處于極大值處，較小的缺陷回波也可能較高，導(dǎo)致對缺陷的誤判，因此在實際檢測中應(yīng)避免在近場區(qū)進行檢測。在遠(yuǎn)場區(qū)，聲場軸線上的聲壓隨著距離的增加而單調(diào)減少，特別是當(dāng)距離大于3倍近場距離時，聲壓與距離成反比，近似于球面波的規(guī)律。因此，當(dāng)缺陷在遠(yuǎn)場區(qū)時，隨著距離的增加缺陷回波高度逐漸降低。

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