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超聲波探傷法是利用超聲能透入金屬材料的深處，并由一截面進入另一截面時，在界面邊緣發生反射的特點來檢查零件缺陷的一種方法，當超聲波束自零件表面由探頭通至金屬內部，遇到缺陷與零件底面時就分別發生反射波，在熒光屏上形成脈沖波形，根據這些脈沖波形來判斷缺陷位置和大小。
那么超聲波與聲波具有不同的特點：超聲波的聲束能集中在特定的方向上，在介質中沿直線傳播，具有良好的指向性；超聲波在介質中的傳播過程中，會發生衰減和散射；超聲波在異種介質的界面上將產生反射、折射和波型轉換。利用這些特性，可以獲得從缺陷界面反射回來的反射波，從而達到探測缺陷的目的。
超聲波的能量比聲波大得多，超聲波在固體中的傳輸損失小，探測深度大。由于超聲波在異質界面上會發生反射、折射等現象，尤其不能通過氣體與固體的界面。如果金屬中有氣孔、裂紋、分層之類的缺陷或夾渣之類的缺陷，超聲波傳播到金屬與缺陷的界面處，就會全部或部分被反射。
反射回來的超聲波被探頭接收，通過儀器內部的電路處理，在儀器的熒光屏上就顯示出不同高度和有一定間距的波形。探傷人員則根據波形的變化特征，判斷缺陷在工件中的深度、大小和類型。超聲波探傷的優點是檢測厚度大、靈敏度高、速度快、成本低、對人體無害，能對缺陷進行定位和定量。
然而超聲波探傷對缺陷的顯示不直觀，探傷技術難度大，容易受到主、客觀因素的影響，以及探傷結果不便保存等，使超聲波探傷也有其局限性。
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