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6~8mm对接接头焊缝超声检测特点及探头的选择讨论
在JB/T4730.3-2005标准中，对于6-8mm焊缝的超声检测提出了特殊规定，并要求检测人员应接受一定时间的有关薄板的超声检测的特种培训。那么，薄板超声检测的特点及注意事项时什么？超声波在薄板焊缝中的传播特性有哪些？
（1）理论基础
选择探头时的主要参数有：频率、晶片尺寸、角度（k值）等。每个探头都存在盲区和近场区。盲区内缺陷无法检出；近场区内缺陷可能漏检或检测不准确。由于检测薄板工件，那么在声程范围内，检测区域极可能受近场区的影响，导致检测不准确。
1、频率f和K值的影响
根据理论公式 Ds; 一定时，
若频率f变大，则 λ变小，导致N增大；因此，探头的超声波频率理论上应选择较小的，减少近场区的影响。但是，对于斜探头来说，由于实际声场与理论声场的差别，近场区的长度具体是多少还要通过试验来确定。
但是，还有一个因素要考虑，就是超声波的波长与缺陷尺寸大小关系，对超声波检测灵敏度的影响？我们知道，根据惠更斯原理，当缺陷尺寸Df远小于波长 时，波的绕射强，反射弱，缺陷回波低，容易漏检。但是缺陷尺寸与波长相差的数量级不是很大时，那么影响又是如何？
根据理论：横波波速Cs=3240m/s,
若探头为5P9X9K2.5，则 =0.64mm；
若探头为2.5P9X9K2.5，则 =1.296mm；
那么用这两个探头，检测深度为10，直径为 mm的横孔，哪个探头的灵敏度较高那？
我们猜测，对于波长小于缺陷尺寸的探头（5P9X9K2.5），反射波要强，对于2.5P的探头所计算的波长1.296>1mm,那么可能反射弱些。因此，不能为了追求减少近场区的长度，来选择更低频率的探头，这样会导致波长大于要检测的缺陷尺寸。假设，当缺陷尺寸Df= =1mm时，此时超声频率f=cx =3.24MHz，因此选择的探头频率理论上应大于等于3.24MHz。
下面进行如下实验：
①探头为5P9X9K2.5;2.5P9X9K2.5，对深度为10， 的孔径进行检测，当找到最高波时：5P探头为68.4dB，2.5P探头为61.8dB；可以说明5P探头反射波的强度大于2.5P探头的反射强度。与之前理论分析，由于5P探头的波长小于 导致反射强相一致。但是影响的dB值相差不是很大，说明缺陷尺寸与波长相差的数量级不是很大时，对反射的影响不是很大，但是仍然存在。
②根据理论公式可知，探头的k值越大，近场区的长度N就越小。
试验:探头为5P9X9K2.5;5P9X9K1,对深度为10， 的孔径进行检测，找到最高回波时：
5P9X9K2.5为68.4dB； 5P9X9K1为56.9dB，
再测试，探头为5P13X13K1; 5P13X13K2;找到最高波时分别为68.3dB，81.1dB。
通过以上试验数据，我们可以简单地推断出：K值越大,对近场区影响越小，降低了近场去N的长度。
③验证近场区到底有多长，对于薄板检测时，影响的作用大小为多少？
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5P9X9K2.5 |
2.5P9X9K2.5 |
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1.6的孔，深10mm |
63.0dB |
60.9dB |
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1.6的孔，深5mm |
60.7dB |
50.9dB |
通过以上数据，分析
1、 二者的波长都小于缺陷尺寸1.6mm，但是5p的波长要比1.6mm小的多，反射波还是要高些；但是近场区影响几乎不存在
2、 对于薄板5mm左右时，二者相差确很大10dB值，因此猜测即使5p探头的近场区比2.5P更大，但是视乎近场区并不影响，反而波长与缺陷尺寸的差别成为主导作用。
3、 同样，纵向分析，用5p探头检测深度为10、5mm的孔，反射波高基本差不多，也就是说5p探头较大的近场区并没有影响到检测。
4、 纵向分析2.5P探头，两次的检测结果确相差10db，也就是说，使用较低频率探头检测薄板工件时，反射波的强度很低。因此，对于薄板来说，探头近场区的影响基本不存在，视乎更加影响因素占主要的是超声波的频率，频率高，波长小，分辨率就高，波长更小于缺陷尺寸，这样检测灵敏度才会更高。
结论，对于检测6~8mm的薄板工件，选择高频率探头要好于低频率探头，因为近场区的影响基本为0，波长大小，分辨力的高低起主导作用。
