特种设备超声波检测教材习题解答

选自特种设备无损检测教材《超声波检测》配套《题库（2008版》

主编：强天鹏。

第七章三、问答题

7.1焊缝中常见缺陷有哪几种?各是怎样形成的？

7.2焊缝超声波探伤中，为什么常采用横波探伤？

7.3横波探伤焊缝时，选择探头K值应依据哪些原则？

7.4焊缝探伤时，斜探头的基本扫查方式有哪些，各有什么主要作用?

7.5焊缝探伤中，如何测定缺陷在焊缝中的位置？

7.6焊缝探伤中，测定缺陷指示长度的方法有哪儿种?各适用于什么情

况？

7.7试简要说明焊缝中常见缺陷回波的特点。

7.8焊缝探伤中，常见的伪缺陷波有哪几种？

7.9为什么测定探头的K值必须在2N以外进行？

7.10焊缝探伤中，如何选择探头的频率、晶片尺寸和耦合剂？

7.11试说明堆焊层中常见缺陷、晶体结构特点和常用探伤方法。

7.12试说明奥氏体不锈钢焊缝的组织特点、探伤困难所在和目前所采

用的探伤方法。

问答题参考答案

7.1答：焊缝中常见的缺陷有气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等。

1）气孔是在焊接过程中焊接熔池高温时吸收过量气体或冶金反应产

生的气体，在冷却凝固之前来不及逸出而残留在焊缝金属内所形成的

空穴。形成的主要原因是焊条或焊剂在焊前未烘干，焊件表面污物清

理不干净等。

2）未焊透是指焊接接头根部母材未完全熔透的现象。产生的主要原

因是焊接电流过小，运条速度太快或焊接规范不当等。

3）未熔合指填充金属与母材或填充金属与填充金属之间没有熔合在

一起。产生未熔合的主要原因是坡口不干净，运条速度太快，焊接电

流太小，焊条角度不当等。

4）夹渣：指焊后残留在焊缝金属内的熔渣或非金属夹杂物。产生夹

渣的主要原因是焊接电流过小，焊接速度过快，清理不干净，致使熔

渣或非金属夹杂物来不及浮起而形成的。

5）裂纹：指在焊接过程中或焊后，在焊缝或母材的热影响区局部破

裂的缝隙。裂纹按成因可分为热裂纹、冷裂纹和再热裂纹。热裂纹是

由于焊接工艺不当在施焊时产生的；冷裂纹是由于焊接应力过大，焊

条焊剂中含氢量过高或焊件刚性差异过大造成的，常在焊件冷却到一

定温度后才产生，因此又称延迟裂纹；再热裂纹一般是焊件在焊后再

次加热（消除应力热处理或其它加热过程）而产生的裂纹。

7.2答：焊缝中的气孔、夹渣是立体型缺陷，危害性较小。而裂纹、

未焊透、未溶合是平面型缺陷，危害性大。在焊缝探伤中由于加强高

的影响及焊缝中裂纹、未焊透、未熔合等危险性大的缺陷往往与探测

面垂直或成一定的角度，因此一般采用横波探伤。

7.3答：探头K值的选择应从以下三个方面考虑：

1）使声束能扫查到整个焊缝截面。

2）使声束中心线尽量与主要危险性缺陷垂直。

3）保证有足够的探伤灵敏度。

7.4答：锯齿形检查，是前后、左右、转角扫查同时并用，探头作锯

齿形移动的扫查方法。可检查焊缝中有无缺陷。

左右扫查：探头沿焊缝方向平行移动的扫查方法。可推断焊缝纵向缺

陷长度。

前后扫查：推断缺陷深度和自身高度。

转角扫查：判定缺陷的方向性。

前后、左右、转角扫查同时进行，可找到缺陷最大回波，进而判定缺

陷位置。

环绕扫查：推断缺陷形状。

平行、斜平行检查及交叉扫查：探测焊缝及热影响区的横向缺陷。

串列式扫查：探测垂直于探伤面的平面状缺陷。

7.5答：焊缝探伤发现缺陷波以后，应根据示波屏上缺陷波的位置来

确定缺陷在实际焊缝中的位置，缺陷的定位方法分为：

1）声程定位法:当仪器按声程1：n调节扫描速度时，采用来确定缺陷

位置的方法。

2）水平定位法:当仪器按水平1：n调节扫描速度时，采用来确定缺陷

位置的方法。

3）深度定位法:当仪器按深度1：n调节扫描速度时，采用来确定缺陷

位置的方法。

7.6答：探伤中发现位于定量线或定量线以上的缺陷要测定缺陷波的

指示长度。

JB/T4730-2005标准规定：当缺陷波只有一个高点时，用6dB法测其

指示长度。当缺陷波有多个高点，且端点波高位于II区时，用端点

6dB法测其指示长度，当缺陷波位于I区，如有必要，可用评定线作

为绝对灵敏度测其指示长度。

7.7答：1）气孔：单个气孔回波高度低，波形稳定，从各个方向探测,

反射波高大致相同，稍一移动探头就消失。密集气孔为一簇反射波，

其波高随气孔的大小而不同，当探头作定点转动时，会出现此起彼落

的现象。

2）夹渣：点状夹渣的回波信号与点状气孔相似。条状夹渣回波信号

多呈锯齿状，反射率低，一般波幅不高，波形常呈树枝状，主峰边上

有小峰，探头平移时波幅有变动，从各个方向探测，反射波幅不相同。

3）未焊透：在厚板双面焊缝中，未焊透位于焊缝中部，声波在未焊

透缺陷表面上类似镜面反射，用单斜探头探测时有漏检的危险。对于

单面焊根部未焊透，类似端角反射。探头平移时，未焊透波形稳定。

焊缝两侧探伤时，均能得到大致相同的反射波幅。

4）未熔合：当超声波垂直入射到其表面时，回波高度大，当探头平

移时，波形较稳定，两侧探测时，反射波幅不同，有时只能从一侧探

到。

5）裂纹：一般来说，裂纹同波高度较大，波幅宽，会出现多峰。探

头平移时，反射波连续出现，波幅有变化，探头转动时，波峰有上下

错动现象。

6）咬边反射：一般情况下，此种缺陷反射波的位置分别出现在一次

与二次波的前边。当探头在焊缝两侧探伤时，一般都能发现。当探头

移动出现最高反射信号处固定探头，适当降低仪器灵敏度，用手指沾

油轻轻敲打焊缝边缘咬边处，观察反射信号是否有明显的跳动现象，

若信号跳动则证明是咬边反射信号。

7.8答：焊缝探伤中，常见的伪缺陷波有：

1）仪器杂波，在不接探头的情况下，由于仪器性能不良，灵敏度调

节过高，荧光屏上出现单峰或者多峰波形，接上探头工作时，此波在

荧光屏上的位置固定不变。一般情况下，降低灵敏度后，此波即消失。

2）探头杂波：仪器接上探头后，在荧光屏上显示出脉冲幅度很高、

很宽的信号，无论探头是否接触工件，它都存在且位置不随探头移动

而移动，即固定不变。

3）耦合剂反射波：如果探头的折射角较大，而探伤灵敏度又调得较

高，则有一部分能量转换成表面波，这种表面波传播到探头前沿耦合

剂堆积处，造成反射信号。只要探头固定不动，随着耦合剂的流失、

波幅慢慢降低，很不稳定，用手擦掉探头前面耦合剂时，信号就消失。

4）焊缝表面沟槽反射波：在多道焊的焊缝表面形成一道道沟槽。当

超声波扫查到沟槽时，会引起沟槽反射。鉴别的方法是，一般出现在

一次、二次波处或稍偏后的位置，这种反射信号的特点是不强烈、迟

钝。

5）焊缝上下错位引起的反射波：由于焊缝上下焊偏，在一侧探伤时,

焊角反射波很象焊缝内的缺陷，当探头移到另一侧探伤时，在一次波

前没有反射波或测得探头的水平距离是焊缝的母材上。

7.9答：超声场近场区与远场区各横截面上的声压分布是不同的，在

xVN的近场区内，存在中心轴线上声压为。的截面。在x>N的远

场区内，截面中心声压最高，偏离中心声压逐渐降低。实际探伤中，

测定探头波束轴线的偏离和横波斜探头的K值时，规定要在2N以外

进行就是这个原因。

7.10答：焊缝探伤中，探头的频率选择应依据所探测对象的材质来确

定。对碳钢和铝，由于晶粒比较细小，可选用较高的频率探伤，一般

为2.5〜5.0MHz。对于板厚较小的焊缝，可采用较高的频率，对于板

厚较大，衰减明显的焊缝，应选用较低的频率。铝焊缝要用专用探头,

一般频率为5.0MHzo对奥氏体不锈钢，频率对衰减的影响较大。频

率愈高，衰减愈大，穿透力愈低，且焊缝晶粒粗大，宜选用较低的探

伤频率，通常为0.5〜2.5MHz。

探头的晶片尺寸，对于容器筒体或接管表面为曲面时为保证耦合，探

头的晶片尺寸不宜过大。但对于奥氏体不锈钢焊缝，由于大晶片探头

的信噪比优于小晶片探头，且大晶片探头波束指向性好,波束宽度小,

可以减少产生晶粒散射的面积，故应选用大晶片探头。

在焊缝探伤中，常用的耦合剂有机油、甘汕、浆糊、润滑油脂和水等。

从耦合效果看，浆糊同机油差别不大。不过浆糊有一定的粘性，可用

于任意姿势的探伤操作，并且有较好的水洗性，用于垂直面或顶面探

伤较适宜。

7.11答：堆焊层中常见缺陷有：

1）堆焊金属中的缺陷如气孔、夹杂等。

2）堆焊层与母材（基板）间的未熔合（未结合），取向基本平行于母材表

面。

3）堆焊层下母材热影响区的再热裂纹，取向基本垂直于母材表面。

奥氏体不锈钢和锲基合金堆焊层凝固过程中没有奥氏体向铁素体转

变的相变，在室温下仍保留铸态奥氏体晶粒，因此晶粒粗大，超声波

衰减较为严重。此外堆焊层金属在冷却时，母材方向散热条件好，因

此奥氏体晶粒生长取向基本垂直于母材表面。特别是采用带极堆焊工

艺时，柱状晶更为典型.，声学性能各向异性明显。

常用的探伤方法有：

1）对于堆焊层内的缺陷，一般采用纵波双晶直探头从堆焊层侧或母

材侧进行探测。

2）对于堆焊层与母材间的未结合缺陷，一般采用纵波直探头，从母

材侧进行探测或采用纵波双晶直探头从堆焊层侧进行探测。

3）堆焊层下母材热影响区再热裂纹的探测，一般采用纵波双晶直探

头或斜探头从堆焊层侧进行探测。

7.12答：奥氏体不锈钢焊缝凝固时未发生相变，室温下仍以铸态柱状

奥氏体晶粒存在，这种柱状晶的晶粒粗大，组织不均匀，具有明显的

各向异性。

柱状晶粒的特点是同一晶粒，从不同方向测定有不同的尺寸。对此，

从不同方向探测，引起的衰减与信噪比不同。当波束与柱状晶夹角较

小时其衰减小，信噪比较高，当波束垂直于柱状晶时一，其衰减较大，

信噪比较低，也使声束传播方向产生偏离，出现底波游动现象，不同

部位的底波幅度出现明显差异，给超声波探伤带来困难。

在奥氏体不锈钢焊缝探伤中一般选用纵波探伤，采用纵波折射角

队=45。的纵波斜探头。当焊缝较薄时•，也可采用队=60。或70。的探头,

频率通常为0.5〜2.5MHz,大晶片，窄脉冲纵波单斜探头、双晶纵波

斜探头或聚焦纵波单斜探头。

第七章二、选择题

7.1通常要求焊缝探伤在焊后24小时进行是因为：（）

A.让工件充分冷却B.焊缝材料组织稳定

C.冷裂缝有延时产生的特点D.以上都对

7.2对接焊缝探伤时，在CSK-IIA试块上测得数据绘制距离-dB曲线,

现要计入表面补偿4dB,则应：（）

A.将测长线下移4dBB.将判废线下移4dB

C.三条线同时上移4dBD.三条线同时下移4dB

7.3焊缝斜角探伤时，正确调节仪器扫描比例是为了：（）

A.缺陷定位B.缺陷定量

C.判定结构反射波和缺陷波D.以上A和C

7.4采用半圆试块调节焊缝探伤扫描比例时，如圆弧第一次反射波对

准时基刻度2,则以后各次反射波对应的刻度为（）

A.4,6,8,10B.3,5,7,9C.6,10D.以上都不对

7.5探测出焊缝中与表面成不同角度的缺陷，应采取的方法是（）

A.提高探测频率B.用多种角度探头探测

C.修磨探伤面D.以上都可以

7.6焊缝斜角探伤时，焊缝中与表面成一定角度的缺陷，其表面状态

对回波高度的影响是（）

A.粗糙表面回波幅度高B.无影响

C.光滑表面回波幅度高D.以上都可能

7.7焊缝斜角探伤时，荧光屏上的反射波来自：（）

A.焊道B.缺陷C.结构D.以上全部

7.8斜角探伤时，焊缝中的近表面缺陷不容易探测出来，其原因是（）

A.远场效应B.受分辨力影响

C.盲区D.受反射波影响

7.9厚板焊缝斜角探伤时，时常会漏掉：（）

A.与表面垂直的裂纹B.方向无规律的夹渣

C.根部未焊透D.与表面平行未熔合

7.10焊缝检验中，对一缺陷环绕扫查，其动态波形包括络线是方形的,

则缺陷性质可估判为（）

A.条状夹渣B.气孔或圆形夹渣

C.裂纹D.以上A和C

7.11板厚100mm以上窄间隙焊缝作超声检验时，为探测边缘未熔合

缺陷，最有效的扫查方法是（）

A.斜平行扫查B.串列扫查

C双晶斜探头前后扫查D.交叉扫查

7.12对上下底面宽度分别为a和b的双面焊焊缝，10为探头前沿长

度，T为工件厚度，探头k值选择正确的是（B）

A.B.

C.D.以上都不是

7.13采用双晶直探头检验锅炉大口径管座角焊缝时,调节探伤灵敏度

应采用（）

A.底波计算法B.试块法

C.通用A.V.G曲线法D.以上都可以

7.14对有加强高的焊缝作斜平行扫查探测焊缝横向缺陷时，应（）

A.保持灵敏度不变B.适当提高灵敏度

C.增加大K值探头探测D.以上B和C

7.15在厚焊缝单探头探伤中，垂直焊缝表面的表面光滑的裂纹可能：

（）

A.用45。斜探头探出B.用直探头探出

C用任何探头探出D.反射讯号很小而导致漏检

7.16在对接焊缝超探时,探头平行于焊缝方向的扫查目的是探测：（

A.横向裂缝B.夹渣

C.纵向缺陷D.以上都对

7.17用直探头探测焊缝两侧母材的目的是：（）

A.探测热影响区裂缝

B.探测可能影响斜探头探测结果的分层

C提高焊缝两侧母材验收标准，以保证焊缝质量

D.以上都对

7.18管座角焊缝的探测一般以哪一种探测为主（）

A.纵波斜探头B.横波斜探头

C.表面波探头D.纵波直探头

选择题答案

7.1C7.2D7.3D7.4C7.5B7.6A7.7D7.8B7.9D7.10B7.llB7.12

B7.13B7.14B7.15D7.16A7.17B7.18D

第七章一、是非题

7.1焊缝横波探伤中，裂纹等危害性缺陷的反射波辐一般很高。（）

7.2焊缝横波探伤时，如采用直射法，可不考虑结构反射、变型波等

干扰回波的影响。（）

7.3采用双探头串列法扫查焊缝时，位于焊缝深度方向任何部位的缺

陷，其反射波均出现在荧光屏上同一位置。（）

7.4焊缝探伤所用斜探头，当楔块底面前部磨损较大时，其K值将变

小。（）

7.5焊缝横波探伤时常采用液态耦合剂，说明横波可以通过液态介质

薄层。（）

7.6当焊缝中的缺陷与声束成一定角度时，探测频率较高时，缺陷回

波不易被探头接收。（）

7.7焊缝横波探伤在满足灵敏度要求的情况下，应尽量选用大K值探

头。（）

7.8斜探头环绕扫除时，回波高度几乎不变，则可判断为点状缺

陷。（）

7.9由于管座角焊缝中危害最大的缺陷是未熔合和裂纹等纵向缺陷，

因此一般以纵波直探头探测为主。（）

7.10裂缝探伤中，裂纹的回波比较尖锐，探头转动时，波很快消

失。（）

是非题答案7.1o7.2x7.3o7.4o7.5x7.6O7.7O7.8o7.9o7.10x

第六章三、问答题

6.1锻件中常见缺陷有哪儿种?各是怎样形成的？

6.2锻件一般分哪几类?各采用什么方法探伤？

6.3在锻件超声波探伤中，调节灵敏度的常用方法有哪几种?各适用于

什么情况？

6.4利用锻件底波调节灵敏度有何好处?对锻件有何要求？

6.5锻件探伤中，常用哪几种方法对缺陷定量?各适用于什么情况？

6.6锻件探伤中，常见的非缺陷回波有哪儿种?各是怎样形成的?如何

判别？

6.7什么是游动回波?游动回波是怎样产生的?如何鉴别游动回波？

6.8锻件探伤中，常用什么方法测定材质的衰减系数?影响测试结果精

度的主要因素是什么？

6.9铸件中常见缺陷有哪几种?有何特点？

6.10铸件超声波探伤的困难是什么？

问答题参考答案

6.1答：锻件是由热态钢锭经锻压变形而成。

锻件缺陷可分为铸造缺陷、锻造缺陷和热处理缺陷。

铸造缺陷主要有缩孔残余、疏松、夹杂、裂纹等。

锻造缺陷主要有折叠、白点、裂纹等。

热处理缺陷主要有裂纹等。

缩孔残余是铸锭中的缩孔在锻造时切头量不足残留下来的。疏松是钢

锭在凝固收缩时形成的不致密和孔穴，锻造时因锻造比不足而未全焊

合。

夹杂有内在夹杂、外来非金属夹杂和金属夹杂。

裂纹有铸造、锻造和热处理裂纹等，奥氏体钢轴心晶间裂纹就是铸造

引起的裂纹，锻造和热处理不当会在锻件表面或心部形成裂纹。

白点是锻件含氢量较高，锻后冷却过快，钢中溶解的氢来不及逸出，

造成应力过大引起的开裂。

6.2答：锻件一般分为轴类、饼、碗类、筒类。

轴类锻件的锻造工艺主要以拔长为主，因此大部分缺陷的取向与轴类

平行。此类锻件缺陷的探伤以纵波直探头从径向探测效果最佳。考虑

到缺陷的其它分布及取向还应辅以直探头轴向探测和斜探头周向探

测及轴向探测。

饼、碗类锻件的锻造工艺主要以徼粗为主，缺陷的分布主要平行于端

面，所以用直探头在端面探测是检出缺陷的最佳方法。对于一些重要

的饼、碗类锻件，不仅应从两个端面进行探伤，还要从侧面进行径向

探伤。

筒类锻件的锻造工艺是先锁粗，后冲孔，再滚压，其缺陷的主要取向

与筒体的外圆表面平行，所以筒类锻件的探伤仍以直探头外圆面探测

为主，但对于壁较厚的筒类锻件，须加用斜探头探测。6.3答：调节

锻件探伤灵敏度的方法有两种，一是利用锻件底波来调节，另一是利

用试块来调节。

1）当锻件被探部位厚度X>3N且锻件具有平行底面或圆柱曲底面时,

常用底波来调节探伤灵敏度。

2）试块调节法：当锻件的厚度X<3N或由于几何形状所限或底面粗

糙时，应利用具有人工缺陷的试块来调节探伤灵敏度。

应注意：当试块表面形状、粗糙度与锻件不同时，要进行耦合补偿；

当试块与工件的材质衰减相差较大时，还要考虑介质衰减补偿。

6.4答：优点：1）可不考虑探伤面耦合差补偿。

2）可不考虑材质衰减差补偿。

3）可不使用试块。

要求：1）工件厚度N3N。

2）工件底面应与探伤面平行，或是圆柱曲底面。

3）工件底面应光滑平整，且不得与其它透声物质接触。

6.5答：锻件探伤中，对于尺寸小于声束截面的缺陷一般用当量法定

量。若缺陷位于XN3N区域内时，常用当量计算法和当量AVG曲线

法定量；若缺陷位于XV3N区域内，常用试块比较法定量。对于尺

寸大于声束截面的缺陷一般采用测长法，常用的测长法有6dB法和

端点6dB法，必要时还可采用底波高度法来确定缺陷的相对大小。

6.6答：锻件探伤中，常见的非缺陷回波有以下几种：

1）三角反射波：周向探测圆柱形锻件，由于探头与圆柱面耦合不好,

波束严重扩散，在示波屏上出现两个三角反射波。这两个三角反射波

的声程分别为1.3d和1.67d（d为圆柱直径），据此可以鉴别三角反射。

三角反射波总是位于底波B1之后，而缺陷波一般位于B1之前，因

此三角反射波不会干扰对缺陷的判别。

2）迟到波：轴向探测细长轴类锻件时，由于波型转换，在示波屏上

出现迟到波，迟到波的声程是特定的，而且可能出现多次，第一次迟

到波位于底波B1之后0.76d处（d为轴类锻件的直径）以后各次迟到波

间距均为0.76d,由于迟到波总在B1之后，而缺陷波一般位于B1之

前，因此迟到波不会干扰对缺陷的判别。

另外，从扁平方向探测扁平锻件时，也会出现迟到波。

3）61。反射波：当锻件中存在与探测面成61。倾角的缺陷时，示波屏

上会出现61。反射波。61。反射波是变型横波垂直入射到侧面引起的。

61。反射波的声程也是特定的，总是等于61。角所对直角边的边长。产

生61。反射时缺陷直接反射回波较低，而61。反射波较高。

4）轮廓回波：锻件探伤中，锻件的台阶、凹槽等外形轮廓也会引起

一些非缺陷回波，探伤中要注意判别。

6.7答：在圆柱形轴类锻件探伤过程中，当探头沿着轴的外圆移动时,

示波屏上的缺陷会随着该缺陷探测声程的变化而游动，这种游动的动

态波形称为游动回波。

游动回I波的产生是由于不同波束射至缺陷产生反射引起的。波束轴射

至缺陷时，缺陷声程小，回波高，左右移动探头，扩散波射至缺陷时,

缺陷声程大，回波低，这样同一缺陷回波的位置和高度随探头移动发

生游动。

不同的探测灵敏度，同一缺陷回波的游动情况不同。一般可根据探测

灵敏度和回波的游动距离来鉴别游动回波。一般规定游动范围达

25mm时-，才算游动回波。

6.8答：锻件探伤时，常用无缺陷处大平底的第一、二次底波高的分

贝差来测定材质的衰减系数。

式中：［Bl］、［B2］——无缺陷处第一、二次底波高的分贝差

X——底波声程（单程）

影响测试精度的主要因素有：探头所对锻件底面应光洁干净，底面形

状为大平底或圆柱面，XN3N测试处应无缺陷，一般选取三处测试，

最后取平均值。

6.9答：铸件是金属液注入铸模中冷却凝固而成的

铸件中常见缺陷有气孔、缩孔、夹杂和裂纹等。

1）气孔：气孔是由于金属液中含气量过多，模型潮湿及透气性不佳

而形成的空洞。铸件中的气孔分为单个分散气孔和密集气孔。

2）缩孔：缩孔是由于金属液冷却凝固时体积收缩得不到补充而形成

的缺陷。缩孔多位于浇冒口附近和截面最大部位或截面突变处。

3）夹杂：夹杂分为非金属夹杂和金属夹杂两类。非金属夹杂是冶炼

时金属与气体发生化学反应形成的产物或浇注时耐火材料、型砂等混

入钢液形成的夹杂物。金属夹杂是异种金属偶尔落入钢液中未能熔化

而形成的夹杂物。

4）裂纹，是指钢液冷却过程中由于内应力（热应力和组织应力）过大

使铸件局部裂开而形成的缺陷。铸件截面尺寸突变处，应力集中严重

处，容易出现裂纹。裂纹是最危险

的缺陷。

6.10答：铸件超声波探伤的困难有：

1）透声性差：铸件重要特点是组织不致密、不均匀和晶粒粗大，透

声性差。

2）声耦合差：铸件表面粗糙，声耦合差，探伤灵敏度低，波束指向

不好，且探头磨损严重。

3）干扰杂波多：铸件探伤干扰杂波多。一是由于粗晶和组织不均匀

引起的散乱反射，形成草状回波，使信噪比下降。二是铸件形状复杂,

一些轮廊回波和迟到变型波引起的非缺陷信号多。止匕外，铸件粗糙表

面也会产生一些反射回波，干扰对缺陷波的正确判定。

第六章二、选择题

6.1锻件的锻造过程包括：（）

A.加热、形变、成型和冷却B.加热、形变

C.形变、成型D.以上都不全面

6.2锻件缺陷包括：（）

A.原材料缺陷B.锻造缺陷

C.热处理缺陷D.以上都有

6.3锻件中的粗大晶粒可能引起：（）

A.底波降低或消失B.噪声或杂波增大

C.超声严重衰减D.以上都有

6.4锻件中的白点是在锻造过程中哪个阶段形成：（）

A.加热B.形变C.成型D.冷却

6.5轴类锻件最主要探测方向是：（）

A.轴向直探头探伤B.径向直探头探伤

C.斜探头外圆面轴向探伤D.斜探头外圆面周向探伤

6.6饼类锻件最主要探测方向是：（）

A.直探头端面探伤B.直探头侧面探伤

C.斜探头端面探伤D.斜探头侧面探伤

6.7筒形锻件最主要探测方向是：（）

A.直探头端面和外圆面探伤B.直探头外圆面轴向探伤

C.斜探头外圆面周向探伤D.以上都是

6.8锻件中非金属夹杂物的取向最可能的是：（）

A.与主轴线平行B.与锻造方向一致

C.与锻件金属流线一致D.与锻件金属流线垂直

6.9超声波经液体进入具有弯曲表面工件时，声束在工件内将会产生:

（）

A.与液体中相同的声束传播B.不受零件几何形状的影响

C.凹圆弧面声波将收敛，凸圆弧面声波将发散

D.与C的情况相反

6.10锻钢件探测灵敏度的校正方式是：（）

A.没有特定的方式B.采用底波方式

C.采用试块方式D.采用底波方式和试块方式

6.11以工件底面作为灵敏度校正基准，可以：（）

A.不考虑探测面的耦合差补偿B.不考虑材质衰减差补偿

C.不必使用校正试块D.以上都是

6.12在使用2.5MHz直探头做锻件探伤时,如用400mm深底波调整

①3mm平底孔灵敏度，底波调整后应提高多少dB探伤?（晶片直径

D=14mm）

A.36.5dBB.43.5dBC.50dBD.28.5dB

6.13在直探头探伤，用2.5MHz探头，调节锻件200mm底波于荧光

屏水平基线满量程刻度10。如果改用5MHz直探头，仪器所有旋纽

保持不变，则200mm底波出现在：（）

A.刻度5处B.越出荧光屏外

C.仍在刻度10处D.须视具体情况而定

6.14化学成份相同，厚度相同，以下哪一类工件对超声波衰减最大（）

A.钢板B.钢管

C.锻钢件D.铸钢件

6.15通用AVG曲线的通用性表现在可适用于：（）

A.不同的探测频率B.不同的晶片尺寸

C不同示波屏尺寸的A型探伤仪D.以上都是

6.16大型铸件应用超声波探伤检查的主要困难是：（）

A.组织不均匀B.晶粒非常粗

C.表面非常粗糙D.以上都对

6.17锻钢件大平底面与探测面不平行时，会产生：（）

A.无底面回波或底面回波降低B.难以发现平行探测面的缺陷

C.声波穿透能力下降D.缺陷回波受底面回波影响

6.18利用试块法校正探伤灵敏度的优点是：（）

A.校正方法简单B.对大于3N和小于3N的锻件都适用

C.可以克服探伤面形状对灵敏度的影响D.不必考虑材质差异

6.19下列哪种方法可增大超声波在粗晶材料中的穿透能力：（）

A.用直径较大的探头进行检验B.在细化晶粒的热处理后检验

C.将接触法探伤改为液浸法探伤D.将纵波探伤改为横波探伤

6.20以下有关锻件白点缺陷的叙述，哪一条是错误的（）

A.白点是一种非金属夹杂物B.白点通常发生在锻件中心部位

C白点的回波清晰.尖锐.往往有多个波峰同时出现

D.一旦判断是白点缺陷，该锻件即为不合格

6.21在锻件探伤中当使用底面两次回波计算衰减系数时底面回波声

程应：（）

A.大于非扩散区B.大于近场区

C.大于3倍近场区D.以上全部

6.22锻件超声波探伤时机应选择在（）

A.热处理前孔，槽、台阶加工前B.热处理后，孔、槽、台阶加工前

C.热处理前，孔、槽、台阶加工后D.热处理后，孔、槽、台阶加工后

6.23钢锻件探伤中，超声波的衰减主要取决于（）

A.材料的表面状态B.材料晶粒度的影响

C.材料的儿何形状D.材料对声波的吸收

6.24下面有关用试块法调节锻件探伤灵敏度的叙述中，哪点是正确

的?（）

A.对厚薄锻件都适用B.对平面和曲面锻件都适用

C.应作耦合及衰减差补偿D.以上全部

6.25用底波法调节锻件探伤灵敏度时，下面有关缺陷定量的叙述中哪

点是错误的?（）

A.可不考虑探伤耦合差补偿

B.缺陷定量可采用计算法或A.VG曲线法

C.可不使用试块

D.缺陷定量可不考虑材质衰减差修正

6.26用直探头检验钢锻件时，引起底波明显降低或消失的因素有（）

A.底面与探伤面不平行B.工件内部有倾斜的大缺陷

C.工件内部有材质衰减大的部位D.以上全部

6.27锻件探伤中，如果材料的晶粒粗大，通常会引起（）

A.底波降低或消失B.有较高的“噪声”显示

C.使声波穿透力降低D.以上全部

6.28铸钢件超声波探伤频率一般选择（）

A.0.5〜2.5MHzB.1〜5MHz

C.2.5-5MHzD.5-10MHz

6.29锻件探伤时，哪些因素会在荧光屏上产生非缺陷回波（）

A.边缘效应B.工件形状及外形轮廓

C.缺陷形状和取向D.以上全部

6.30锻件探伤时，如果用试块比较法对缺陷定量，对于表面粗糙的缺

陷，缺陷实际尺寸会（）

A.大于当量尺寸B.等于当量尺寸

C.小于当量尺寸D.以上都可能

6.31下面有关铸钢件探测条件选择的叙述中，哪点是正确的?（）

A.探测频率5MHzB.透声性好粘度大的耦合剂

C.晶片尺寸小的探头D.以上全部

选择题答案

6.1A6.2D6.3D6.4D6.5B6.6A6.7A6.8C6.9C6.10D6.llD6.12

A6.13C6.14D6.15D6.16D6.17A6.18B6.19B6.20A6.21C6.22B

6.23B6.24D6.25D6.26D6.27D6.28A6.29D6.30A6.31B

第六章一、是非题

6.1对轴类锻件探伤，一般来说以纵波直探头从径向探测效果最

佳。（）

6.2使用斜探头对轴类锻件作圆柱面轴向探测时，探头应用正反两个

方向扫查。（）

6.3对饼形锻件，采用直探头作径向探测是最佳的探伤方法。（）

6.4调节锻件探伤灵敏度的底波法，其含义是锻件扫查过程中依据底

波变化情况评定锻件质量等级。（）

6.5锻件探伤中，如缺陷引起底波明显下降或消失时，说明锻件中存

在较严重的缺陷。（）

6.6锻件探伤时，如缺陷被探伤人员判定为白点，则应按密集缺陷评

定锻件等级。（）

6.7直探头在圆柱形轴类锻件外园探伤时发现的游动同波都是裂纹

回波。（）

6.8用锻件大平底调灵敏度时，如底面有污物将会使底波下降，这

样调节的灵敏度将偏低，缺陷定量将会偏小。（）

6.9铸钢件超声波探伤，一般以纵波直探头为主。（）

是非题答案

6.1o6.2o6.3x6.4x6.506.6X6.7X6.8X6.9o

第五章三、问答题

5.1钢板中常见缺陷有哪儿种?各是怎样形成的?钢板探伤为什么采用

直探头？

5.2钢板分哪几类?各采用什么方法探伤？

5.3什么是多次底波探伤法?多次底波法有何优点?如何根据底波变化

情况来判断缺陷大小？

5.4何谓钢板探伤的多次重合法?为什么一般不推荐采用一次重合法？

5.5简要说明钢板探伤中，引起底波消失的儿种可能情况？

5.6简述钢板探伤中“叠加效应”形成的原因及回波变化特征？

5.7探伤钢板时，常采用哪几种方法进行扫查?各适用于什么情况？

5.8在钢板超声波探伤中，常采用什么方法来调节探伤灵敏度？

5.9钢板探伤中，如何测定缺陷的位置和大小？

5.10钢板中常见缺陷同波有何特点?如何判别？

5.11什么是复合板材?复合板材中常见缺陷是什么?一般采用什么方

法探伤?如何调节探伤灵敏度？

5.12钢管是怎样加工成形的?常见缺陷有哪几种?一般采用什么方法

探伤？

5.13试说明小径管纵向、横向缺陷的一般探伤方法。

5.14小口径钢管水浸探伤时，如何调节声束入射角度？

5.15水浸探伤小口径管时，如何调节探伤灵敏度？

5.16试说明大口径管的一般探伤方法。

问答题参考答案

5.1答：钢板是由板坯轧制而成的，而板坯又是由钢锭轧制或连续浇

铸而成的，钢板中常见缺陷有分层、折迭、白点等，裂纹较少。

分层是板坯中缩孔、夹渣等在轧制过程中未密合而形成的分离层。折

迭是钢板表面局部形成互相折合的双层金属，白点是钢板在轧制后冷

却过程中氢原子来不及扩散，而形成的白点断裂，呈白色。多出现在

厚度大于40mm的钢板中。

由于钢板中的分层、折迭等缺陷是在轧制过程中形成的，因此它们大

都平行于板面，故一般采用直探头探伤。

5.2答：根据钢板的厚度不同，将钢板分为薄板与中厚板，一般薄板

厚度6<6mm,中厚板3N6mm（中板3=6~40mm,厚板3>40mm）。中

厚板常用垂直板面入射的纵波探伤法，又称为垂直探伤法，薄板常用

板波探伤法。

5.3答：钢板探伤时采用的多次底波反射法是依据底面回波次数，判

断钢板有无缺陷和缺陷严重程度的探伤方法。

多次底波法不仅可以根据缺陷波来判定缺陷情况，而且可以根据底波

衰减情况来判定缺陷情况。

以接触法为例：当探头位于完好区时，示波屏上显示多次等距离的底

波，无缺陷波；当探头位于缺陷较小的区域时，示波屏上显示缺陷波

与底波共存，底波有所下降；当探头位于缺陷较大的区域时，示波屏

上出现缺陷的多次反射波，底波明显下降或消失。

5.4答：钢板水浸(或局部水浸)探伤时;为避免水/钢界面多次回波与

钢板多次底波相互干扰，调整水层厚度，使水/钢界面同波与某次钢

板底波重合，这种方法就称为多次重合法。当界面回波与钢板第二或

三、四……次底波重合时，则分别称为二次或三、四……次重合法。

一次重合法时，界面各次回波分别与钢板底波一一重合。此时，由于

钢板底波的位置经常有水层界面波存在，探伤过程中，难以观察到钢

板底波的衰减或消失情况，因而无法根据底波衰减或消失情况来判定

缺陷情况，所以一般不采用一次重合法探伤。

5.5答(1)表面氧化皮与钢板结合不好

(2)近表面有大面积的缺陷

(3)钢板中有吸收性缺陷(如疏松或密集小夹层)

(4)钢板中有倾斜的大缺陷。

5.6答：“叠加效应”多出现在板厚较薄，缺陷较小且位于板中心附近

时。

缺陷回波变化特征是：钢板各次底波前的缺陷多次回波Fl,F2,F3,

F4,F5……起始儿次回波的波高逐渐升高，到某次回波后，波高又逐

渐降低。这种效应的出现是由于不同反射路径的声波互相叠加的结

果，随着缺陷回波次数的增加，回波路径逐渐增多，如F2比F1多3

条路径，F3比F1多5条路径……路径多，叠加能量多，故缺陷回波

逐渐升高。但路径进一步增加时、反射损失及衰减也增加，增加到一

定程度后，损失和衰减的声能将超过叠加效应。因此缺陷波高到一定

程度后又逐渐降低。

5.7答：根据钢板的用途和要求不同，采用的主要检查方法分为全面

扫查、列线扫查、边缘扫查和格子扫查等几种。

(1)全面扫查：对钢板作100%的检查，每相邻两次检查应有10%

重复扫查面，探头移动方向垂直于压延方向，全面检查用于重要的要

求高的钢板探伤。

(2)列线扫查：在钢板上划出等距离的平行列线，探头沿列线扫查，

一般列线间距为100mm,并垂直于压延方向。

(3)边缘扫查：在钢板边缘的一定范围内作全面扫查。

(4)格子扫查:在钢板边缘50mm范围内作全面扫查，其余按200x200

的格子线扫查。

5.8答：钢板探伤中灵敏度的调整方法有以下几种：

(1)阶梯试块法，当板厚S20mm时，使阶梯试块上与工件等厚部位

第一次底波高度调整到满幅度的50%,再擒10dB作为探伤灵敏度。

(2)平底孔试块法，当板厚＞20mm使平底孔试块上①5平底孔第一

次回波达50%,作为探伤灵敏度。

(3)底波法，当板厚＞60mm,可取钢板无缺陷处的第一次底波达

50%来校准灵敏度，但结果应与⑵要求一致。此外还有利用多次底波

来调节，例如要求示波屏上出现五次底波，底波B5达满幅的50%即

可。

5.9答：缺陷位置的测定：缺陷位置的测定包括确定位置的深度和平

面位置。前者可据示波屏的缺陷波所对的刻度来确定，后者根据发现

缺陷的探头位置来确定，并在工件或记录纸上标出缺陷至工件相邻两

边界的距离。

缺陷大小的测定：钢板中缺陷常采用测长法测定其指示长度和面积。

JB/T4730-2005规定：当F1N50%或Fl/B1>5O%(B1<100%)H't,使

Fl达到25%或F1/B1达到50%时探头中心移动距离为缺陷指示长度,

探头中心轨迹即为缺陷边界。

当B1V50%时使B1达到50%时探头中心移动距离为缺陷指示长度,

探头中心轨迹即为缺陷边界。

5.10答：分层：缺陷波形徒直，但底波明显下降或消失。

折迭：不一定有缺陷波，但底波明显下降，次数减少甚至消失，始波

加宽。

白点：波形密集，尖锐活跃，底波明显降低，次数减少，重复性差，

移动探头，回波此起彼伏。

5.11答：复合板材是由母材与复合层粘合而成。常见的复合板材是在

碳钢或低合金母材上粘接不锈钢、钛、铝、铜合金等复合层，以提高

钢板的耐腐蚀性。

复合板材中常见的缺陷是脱层(脱接)，即复合层与母材在界面处复合

不良。

复合板材探伤与一般钢板的探伤方法基本相同，常用单直探头或联合

双直探头进行纵波探伤，探伤频率为2.5〜5.0MHz,联合双直探头晶

片面积不小于150mm2,单直探头直径为①14〜①25mm。

探伤灵敏度：将复合板完好区的第一次底波B1,调至示波屏满幅度

的80%即可，探伤时，可从母材一侧探测也可以复合层一侧探测。

5.12答：钢管根据加工方法不同分为无缝钢管和焊接管。

无缝钢管是通过穿孔法和高速挤压法得到的。

穿孔法是用穿孔机穿孔，并同时用轧辐滚轧，最后用心棒轧管机定径

压延平整成型，高速挤压法是在挤压机中直接挤压成形。

焊接管是先将板材卷成管形，然后用电阻焊或埋弧自动焊加工成型，

对于厚壁大口径管也可由钢锭经锻造、轧制等工艺加工而成。

无缝钢管常见缺陷有裂纹、折迭、夹层等。焊接管中常见缺陷与焊缝

类似，一般为裂纹、气孔、夹渣、未焊透等。

锻轧管常见缺陷与锻件类似，一般为裂纹、白点、重皮等。用于高温、

高压的管材及其它特殊用途的重要管材都必须进行超声波探伤。

5.13答：超声波探伤中的小口径管是指外径小于100mm的管材。

这种管材一般为无缝管，其主要缺陷平行于管轴的纵向缺陷，也有垂

直于管轴的横向缺陷。

对于管内纵向缺陷，一般利用横波进行周向扫查探测。

对于管内横向缺陷，一般利用横波进行轴向扫查探测。

5.14答：小口径钢管水浸探伤时，是依靠调节偏心距来调整声束入射

角的。偏心距是指探头声束轴线与管子中心轴线间的距离，常用X表

示。X与入射角a的关系是，因此调节X值即能改变声束入射角a,

为满足纯横波探伤，同时声束又能探测到管子内壁，x的调节必须满

足下列条件：<<o

式中：CL1：水中声速；CL2,CS2：钢中纵、横波声速；

y、R：管子的内外半径。

5.15答：小管径探伤时，用内、外壁开有人工尖角槽的对比试样来调

整灵敏度。试样材质及规格同被探钢管。

调节灵敏度时，一面用适当的速度转动管子，一面将探头慢慢偏心，使

对比试样管内、外壁人工槽回波均达50%基准高，以此作为基准灵敏

度,扫查探伤灵敏度比基准灵敏度高6dB。

5.16答：大口径管一般是指外径大于100mm的管材，大口径管曲率

半径较大，探头与管壁声耦合较好,通常采用接触法探伤。

1）纵波垂直探伤法，对于周向缺陷，一般采用纵波单直探头或联合

双直探头探伤。

2）横波周向探伤法，对于与管轴平行的径向缺陷常采用横波单斜探

头或双斜探头进行周向探测。

3）横波轴向探伤法，对于与管轴垂直的径向缺陷常用单斜探头或联

合双斜探头进行轴向探伤。

4）水浸聚焦探伤法，一般采用线聚焦探头，焦点调在管材中心线上。

第五章二、选择题

5.1钢板缺陷的主要分布方向是：（）

A.平行于或基本平行于钢板表面B.垂直于钢板表面

C.分布方向无倾向性D.以上都可能

5.2钢板超声波探伤主要应采用：（）

A.纵波直探头B.表面波探头

C.横波直探头D.聚焦探头

5.3下面关于钢板探伤的叙述，哪一条是正确的：（）

A.若出现缺陷波的多次反射，缺陷尺寸一定很大

B.无底波时，说明钢板无缺陷

C.钢板中不允许存在的缺陷尺寸应采用当量法测定

D.钢板探伤应尽量采用低频率

5.4钢板厚为30mm,用水浸法探伤，当水层厚度为15mm时，则第

三次底面回波显示于（）

A.二次界面回波之前B.二次界面回波之后

C.一次界面回波之前D.不一定

5.5复合材料探伤，由于两介质声阻抗不同，在界面处有回波出现，

为了检

第五章一、是非题

5.1钢板探伤时一，通常只根据缺陷波情况判定缺陷。（）

5.2当钢板中缺陷大于声束截面时，由于缺陷多次反射波互相干涉容

易出现“叠加效应”。（）

5.3厚钢板探伤中，若出现缺陷的多次反射波，说明缺陷的尺寸一定

较大。（）

5.4较薄钢板采用底波多次法探伤时，如出现“叠加效应”，说明钢板

中缺陷尺寸一定很大。（）

5.5复合钢板探伤时，可从母材一侧探伤，也可从复合材料一侧探

伤。（）

5.6直探头置于非重皮侧的钢板表面检测，容易发现钢板中的重皮缺

陷。（）

5.7小径管的主要缺陷是平行于管轴的径向缺陷，一般利用横波进行

轴向扫查探测。（）

5.8小径管水浸聚焦法探伤时一，应使探头的焦点落在与声束轴线垂直

的管心线上。（）

5.9钢管作手工接触法周向探伤时，应从顺、逆时针两个方向各探伤

一次。（）

5.10钢管水浸探伤时，水中加入适量活性剂是为了调节水的声阻抗，

改善透声性。（）

5.11钢管水浸探伤时，如钢管中无缺陷，荧光屏上只有始波和界面

波。（）

5.12检测厚钢板中的小缺陷时，不会出现“叠加效应”。（）

是非题答案

5.1x5.2x5.3o5.4x5.5o5.6x5.7x5.8o5.9o5.10x5.11o5.12o

第四章三、问答题

4.1何谓耦合剂?简述影响耦合的因素有哪些？

4.2什么叫探伤灵敏度?常用的调节探伤灵敏度的方法有几种?

4.3何谓缺陷定量?简述缺陷定量方法有几种？

4.4什么是当量尺寸?缺陷的当量定量法有几种？

4.5什么是缺陷的指示长度?测定缺陷指示长度的方法分为哪两大类？

4.6超声波探伤的分辨力与哪些因素有关？

4.7怎样选择超声波探伤的频率？

4.8超声波探伤时，缺陷状况对回波高度有哪些影响？

4.9怎样选择超声波探伤的探头？

4.10试比较横波探伤几种缺陷长度测定方法的特点。

4.11分析缺陷性质的基本原则是什么？

4.12什么是迟到波?迟到波是怎样产生的?迟到波有何特点？

4.13什么是三角反射波?三角反射波有何特点？

4.14超声波探伤中常见非缺陷信号回波有哪儿种?如何鉴别缺陷回波

和非缺陷回波？

4.1答：在探头与工件表面之间施加的一层透声介质，称为耦合剂。

影响声耦合的主要因素有：

（1）耦合层厚度：厚度为A74的奇数倍时，透声效果差。厚度为X/2

的整数倍或很薄时，透声效果好,反射回波高。

（2）表面粗糙度：一般要求工件表面粗糙度不大于6.3nmo表面粗

糙耦合效果差，表面光洁耦合效果好。

（3）耦合剂声阻抗：对于同一探测面，耦合剂声阻抗大，耦合效果好。

（4）工件表面形状：平面耦合效果最好，凸曲面次之，凹曲面最差。

不同曲率半径耦合效果也不相同，曲率半径大，耦合效果好。

4.2答：探伤灵敏度是指在确定的探测范围的最大声程处发现规定大

小缺陷的能力。有时也称为起始灵敏度或评定灵敏度。通常以标准反

射体的当量尺寸表示。实际探伤中，常常将灵敏度适当提高，后者则

称为搜索灵敏度或扫查灵敏度。调节探伤灵敏度常用的方法有试块调

节法和工件底波调节法。

试块调节法包括以试块上人工标准反射体调节和以试块底波调节两

种方式。工件底波调节法包括计算法、A-V-G曲线法、底面回波高度

法等多种方式。

4.3答：超声波探伤中，确定工件中缺陷的大小和数量，称为缺陷定

里.O

缺陷的大小包括缺陷的面积和长度。

缺陷的定量方法很多，常用的有当量法、底波高度法和测长法。

4.4答：将工件中自然缺陷的回I波与同声程的某种标准反射体的回波

进行比较，两者的回波等高时，标准反射体的尺寸就是该自然缺陷的

当量尺寸。当量仅表示反射体对声波的反射能力相当，并非尺寸相等。

当量法包括：

(1)当量试块比较法：将工件中的自然缺陷回波与试块上人工缺陷

回波作比较对缺陷定量的方法。

(2)当量计算法：利用规则反射体的理论回波声压公式进行计算来

确定缺陷当量尺寸的定量方法。

(3)当量A・V・G曲线法：利用通用A・V・G曲线或实用A・V・G曲线

确定缺陷当量尺寸的方法。

4.5答：按规定的灵敏度基准，根据探头移动距离测定的缺陷长度称

为缺陷的指示长度。测定缺陷指示长度的方法分为相对灵敏度法、绝

对灵敏度法和端点峰值法。

(1)相对灵敏度法：是以缺陷最高回波为相对基准，沿缺陷长度方

向移动探头，以缺陷波幅降低一定的dB值的探头位置作为缺陷边界

来测定缺陷长度的方法。

(2)绝对灵敏度法：是沿缺陷长度方向移动探头，以缺陷波幅降到

规定的测长灵敏度的探头位置作为缺陷边界来测定长度的方法。

(3)端点峰值法：是缺陷反射波峰起伏变化,有多个高点时，以缺陷两

端反射波极大值处的探头位置作为缺陷边界来测定长度的方法。

4.6答：超声波探伤分辨力可分为近场分辨力(盲区)、远场分辨力、

纵向分辨力、横向分辨力。

近场分辨力主要取决于始脉冲占宽和仪器阻塞效应。

纵向分辨力主要取决于脉冲宽度及探测灵敏度。

横向分辨力主要取决于声束扩散角、探测灵敏度、测试方法等。

4.7答：超声频率在很大程度上决定了超声波探伤的检测能力。频率

高、波长短、声束窄、扩散角小，能量集中，因而发现小缺陷的能力

强，分辨力高，缺陷定位准确；但缺点是在材料中衰减大，穿透能力

差，对细晶粒材料，如锻件、焊缝等，常用频率为2.5〜5MHz,只有

在对很薄工件探伤，并对小缺陷检出要求很高时，才使用10MHz频

率。

对粗晶材料•，为减少晶界反射，避免林状回波，增大穿透能力，常使

用低频。另外，当试件表面粗糙度较大时，选择低频有助减少耦合时

的侧向散射。一般对铸钢、奥氏体不锈钢焊缝，可采用0.5〜1MHZ

的频率，对铸铁、非金属材料，甚至使用儿十千Hz的低频。

4.8答：缺陷回波高度受缺陷的形状、方位、大小、性质等因素的影

响。

(1)形状的影响：工作中实际缺陷的形状是各种各样的，通常可简

化为圆片形、球形、圆柱形三种，回波高度H是缺陷直径(①)、缺陷

到声源的距离X、波长入的函数；

(2)方位的影响：声波垂直入射到缺陷表面时，反射波最高，当声

束与缺陷表面不垂直时，回波随倾角的增大而急剧下降。例如，对光

滑反射面，倾角2.5。时，波高降至垂直入射的1/10；倾角为12。时，

波高降为1/1000缺陷已不能检出。

(3)表面粗糙度的影响：缺陷表面凹凸V1/3入时，可认为缺陷是光

滑平面，当表面凹凸度＞1/3入时，是粗糙平面；垂直入射时，声束被

散乱反射，产生干涉，回波高度随粗糙度增大而下降；倾斜入射时，

缺陷回波随粗糙度增大而增高；当凹凸度接近波长时，即使倾角较大,

也能接受到一定高度的P1波。

(4)缺陷回波指向性的影响：当缺陷直径为波长的2〜3倍时，反

射波具有较好的指向性，随缺陷直径的减小，指向性变差。

当缺陷直径小于1/2九时，反射波能量呈球形分布，强度降低，此时

垂直入射和倾斜入射的反射特性大致相同。

当缺陷直径大于驮时，可视为镜面反射，当入射倾角大时就不易接

收到缺陷回波。

(5)缺陷性质的影响：通常含气体的缺陷，如钢中的白点、气孔、

裂纹、未焊透等，其界面声阻抗差很大，可近似认为声波全反射，回

波高度大；而相同尺寸的含有非金属夹杂物的缺陷，界面声阻抗差异

小，透过部分声能，反射回波相应降低。

4.9答：超声波探头种类很多，性能各异，应根据检测对象，合理选

择探头。

(1)频率选择：对大厚工件、粗晶材料或探测表面粗糙的工件，应

选择较低频率；对薄工件、细晶粒材料或对小缺陷检出要求高时，应

选择较高频率。应注意的是：裂纹等面状缺陷，有显著的反射指向性,

如果超声波不是近似于垂直入射，在探头方向上就不会产生足够大的

回波，频率越高，这种现象越显著，所以应避免使用不必要的高频。

一般来说，频率上限由衰减和草状回I波信噪比决定，下限由检出灵敏

度、脉冲宽度和指向性决定。

(2)晶片尺寸选择：晶片尺寸大，发射能量大，扩散角小，远距离

探测灵敏度高，适用于大型工件探伤；晶片尺寸小，近距离范围声束

窄，有利于缺陷定位，对凹凸度大曲率半径小的工件，宜采用尺寸较

小的探头。

(3)探头角度选择：角度选择原则是，尽量使声束相对于缺陷垂直

入射。钢板、锻件内缺陷多平行于表面，常选用直探头。焊缝中危险

性缺陷多垂直于表面，常选用斜探头。

(4)特殊探头选择：

a.探测平行于探测面的近表面缺陷用双晶直探头。

b.探测薄壁管焊缝根部缺陷用双晶斜探头。

c.探测管材、棒材用水浸聚焦探头。

d.探测薄板(6<6mm)用板波探头。

e.用延时法检测表面裂纹深度用表面波探头。

f.探测奥氏体不锈钢焊缝用纵波斜探头。

g.探测角焊缝近表面缺陷和层状撕裂用爬波探头。

h.为实现声能集中，有利于缺陷定位，用点聚焦或线聚焦探头。

4.10答：横波探伤常用的测长方法有绝对灵敏度测长法和相对灵敏度

测长法，后者包括6dB法、端点6dB法和20dB法等。应用范围和特

点如下：

(1)对小于声束横截面的缺陷，宜采用当量法定量，如采用测长法,

所得结果一般比缺陷实际尺寸偏大。

(2)对缺陷回波波高包络线只是一个极大值的缺陷，应采用6dB法

定量。

(3)对缺陷回波波高包络线有数个极大值的缺陷，可采用端点6dB

法。

(4)对条形气孔、未焊透等缺陷，6dB法和端点6dB法测得结果较

为准确；对裂纹，未熔合等细长条状缺陷，6dB法和端点6dB法测得

结果往往比实际尺寸偏小，此时可考虑采用绝对灵敏度法。

(5)20dB法测量准确性与其他方法不相上下，但使用时需进行声场

尺寸修正，比较麻烦。

4.11答：缺陷定性在实际工作中常常是根据经验结合工件的加工工

艺、缺陷特征、缺陷波形和底波情况来分析缺陷的性质。

(1)根据加工工艺分析：

工件中可形成的各种缺陷与加工工艺密切相关，在探伤前应查阅有关

工件的图纸和资料，了解工件中的材料、结构特点、几何尺寸和加工

工艺，这对于正确判定缺陷的性质是十分有益的。

(2)根据缺陷特征分析：

缺陷特征是指缺陷的形状、大小和密集程度。在不同方向上探测平面

形、立体形、点状及密集形缺陷，其缺陷回波的高度及缺陷波的密集

程度会发生不同的变化。

(3)根据缺陷波形分析：

缺陷波形分为静态和动态波形两大类，静态波形是指探头不动时缺陷

波的高度、形状和密集程度。动态波形是指探头在探测面上的移动过

程中，缺陷波的变化情况。

(4)根据底波分析：

工件内存在不同缺陷时,超声波被缺陷反射，使到达底面的声能减少,

底波高度降低，甚至消失，不同性质的缺陷，反射面不同，底波高度

也不一样，因此在某些情况下，可以利用底波情况来分析缺陷的性质。

4.12答：当纵波直探头置于细长(或扁长)工件或试块上时，扩散纵波

波束在侧壁产生波型转换，转换为横波，此横波在另一侧又转换为纵

波，最后经底面反射回到探头，被探头接收，从而在示波屏上出现一

个回波，由于转换横波声程长、波速小、传播时间较直接从底面反射

的纵波长，因此转换后的波总出现在第一次底波Bl之后，故称为迟

到波，又由于变型横波可能在两侧壁产生多次反射，每反射一次就会

出现一个迟到波，因此迟到波往往有很多个。

由于迟到波总是位于B1之后，并且位置特定，而缺陷波一般位于B1

之前，因此迟到波不会干扰缺陷波的判别。

4.13答：当纵波直探头径向探测实心圆柱体时，由于探头平面与柱面

接触面积小，使波束扩散角增加，这样扩散波束就会在圆柱面上形成

三角反射路径，从而在示波屏上出现三角反射波，这种反射称为三角

反射。

三角反射有不发生波型转换的等边三角形反射和发生波型转换的等

腰三角形反射，其反射波总是位于第一次底波B1之后，位置特定，

而缺陷波一般位于B1之前，因此三角反射波也不会干扰缺陷波的判

别。

4.14答：超声波探伤中，常见的非缺陷回波有始波、底波、迟到波、

61。反射、三角反射，还可能有探头杂波、工件轮廊回波，耦合剂反

射波、幻象波、草状回波及其它一些非缺陷回波。

在超声波探伤过程中可能会出现各种各样的非缺陷同波，干扰对缺陷

波的判别，探伤人员应注意用超声波反射、折射和波型转换理论，并

计算相应回波的声程来分析判别示波屏上可能出现的各种非缺陷回

波，从而达到正确探伤的目的，此外还可采用更换探头来鉴别探头杂

波，用手指沾油触摸法来鉴别轮廊界面回波。

第四章二、选择题

4.1采用什么超声探伤技术不能测出缺陷深度?（）

A.直探头探伤法B.脉冲反射法

C.斜探头探伤法D.穿透法

4.2超声检验中，当探伤面比较粗糙时，宜选用（）

A.较低频探头B.较粘的耦合剂

C.软保护膜探头D.以上都对

4.3超声检验中，选用晶片尺寸大的探头的优点是（）

A.曲面探伤时可减少耦合损失B.可减少材质衰减损失

C.辐射声能大且能量集中D.以上全部

4.4探伤时采用较高的探测频率，可有利于（）

A.发现较小的缺陷B.区分开相邻的缺陷

C.改善声束指向性D.以上全部

4.5工件表面形状不同时耦合效果不一样，下面的说法中，哪点是正

确的（）

A.平面效果最好B.凹曲面效果居中

C.凸曲面效果最差D.以上全部

4.6缺陷反射声能的大小，取决于（）

A.缺陷的尺寸B.缺陷的类型

C.缺陷的形状和取向D.以上全部

4.7声波垂直入射到表面粗糙的缺陷时，缺陷表面粗糙度对缺陷反射

波高的影响是：（）

A.反射波高随粗糙度的增大而增加B.无影响

C.反射波高随粗糙度的增大而下降D.以上A和C都可能

4.8如果声波在耦合介质中的波长为X,为使透声效果好，耦合层厚

度为（）

A.X/4的奇数倍B.A/2整数倍

C.小于V4且很薄D.以上B和C

4.9表面波探伤时，仪器荧光屏上出现缺陷波的水平刻度值通常代表

（）

A.缺陷深度B.缺陷至探头前沿距离

C.缺陷声程D.以上都可以

4.10探头沿圆柱曲面外壁作周向探测时，如仪器用平试块按深度1：

1调扫描，下面哪种说法正确（）?

A.缺陷实际径向深度总是小于显示

B.显示的水平距离总是大于实际孤长

C.显示值与实际值之差，随显示值的增加而减小

D.以上都正确

4.11采用底波高度法（F/B百分比法）对缺陷定量时，下面哪种说法正

确（）?

A.F/B相同，缺陷当量相同B.该法不能给出缺陷的当量尺寸

C.适用于对尺寸较小的缺陷定量D.适于对密集性缺陷的定量

4.12在频率一定和材料相同情况下，横波对小缺陷探测灵敏度高于纵

波的原因是：（）

A.横波质点振动方向对缺陷反射有利B.横波探伤杂波少

C.横波波长短D.横波指向性好

4.13采用下列何种频率的直探头在不锈钢大锻件超探时，可获得较好

的穿透能力：（）

A.1.25MHzB.2.5MHzC.5MHzD.lOMHz

4.14在用5MHz①10晶片的直探头作水浸探伤时，水层厚度为20mm,

此时在钢工件中的近场区长度还有：（）

A.10.7mmB.1.4mmC.16.3mmD.以上都不对

4.15使用半波高度法测定小于声束直径的缺陷尺寸时，所测的结果：

（）

A.小于实际尺寸B.接近声束宽度

C.稍大于实际尺寸D.等于晶片尺寸

4.16端点衍射波主要用于测定：（）

A.缺陷的长度B.缺陷的性质

C.缺陷的位置D.缺陷的高度

4.17从A型显示荧光屏上不能直接获得缺陷性质信息。超声探伤对

缺陷的定性是通过下列方法来进行：（）

A.精确对缺陷定位B.精确测定缺陷形状

C.测定缺陷的动态波形D.以上方法须同时使用

4.18单斜探头探伤时，在近区有幅度波动较快，探头移动时水平位置

不变的回波，它们可能是：（）

A.来自工件表面的杂波B.来自探头的噪声

C.工件上近表面缺陷的同波D.耦合剂噪声

4.19确定脉冲在时基线上的位置应根据：（）

A.脉冲波峰B.脉冲前沿

C.脉冲后沿D.以上都可以

4.20用实测折射角71。的探头探测板厚为25mm的对接焊缝，荧光屏

上最适当的声程测定范围是：（）

A.100mmB.125mmC.150mmD.200mm

4.21用IIW2调整时间轴，当探头对准R50圆孤面时，示波屏上的回

波位置（声程调试）应在：（）

题4.21图

4.22能使K2斜探头得到图示深度1：1调节波形的钢半圆试块半径R

为（）

A.50mmB.60mmC.67mmD.40mm

题4.22图

4.23在厚焊缝斜探头探伤时，一般宜使用什么方法标定仪器时基

线?（）

A.水平定位法B.深度定位法

C.声程定位法D.一次波法

4.24在中薄板焊缝斜探头探伤时一，宜使用什么方法标定仪器时基

线?（）

A.水平定位法B.深度定位法

C.声程定位法D.二次波法

4.25对圆柱形筒体环缝探测时的缺陷定位应：（）

A.按平板对接焊缝方法B.作曲面定位修正

C.使用特殊探头D.视具体情况而定采用各种方法

4.26在筒身外壁作曲面周向探伤时（r,R为筒体的内、外半径），斜探

头（B为折射角）的临界角应满足：（A）

A.B.

C.D.

4.27在筒身外壁作曲面周向探伤时，缺陷的实际深度比按平板探伤时

所得读数：（）

A.大B.小C.相同D.以上都