超声波检测之横波和纵波的区别图解：纵波小角度探伤的应用

超声波是一种频率高于人耳能听到的声波(20 Hz ~ 20 kHz)。超声波是一种波，所以在传播过程中遵守波的传播规律。比如超声波在材料中是直线传播的；反射发生在两种不同材料的界面上；传播速度服从波传播定理：=f(为波速，为波长，f为波频)。

波在电介质材料中传播得越快，电介质材料的硬度越大；相反，介电材料越软。电介质材料的硬度本质上反映了这种材料的强度，所以材料的强度越高，波速越大；材料强度越低，波速应该越小。这样我们就知道了波速，也就是知道了物质的强度。有些检测设备是利用超声波反射的原理来检测的。

横波和纵波的区别

波是振动的传播，振动通过介质传播。在同一均匀介质中，振动的传播是匀速直线运动，表现为波速v，横波和纵波是两种类型的波，波是振动的传播，在介质中传播。横波也叫“凹凸波”。横波是质点的振动方向与波的传播方向垂直。纵波是振动方向平行于波传播方向的波。

但是超声波还是属于声波，属于纵波传播模式。超声波的传播需要介质，超声波无法在真空中传播。

超声波检测中横波和纵波的区别示意图；纵波探伤

横波探伤

表面波探伤

在超声波检测过程中，超声波的发射和接收是通过探头来实现的。

常见的横波探头是使纵波斜入射到界面上，通过波形转换实现横波探伤。当入射角在第二临界角一、之间时，纵波被全反射，第二介质中只存在折射横波。

横波探头的精度相对更高，但当某些被检测物体形状不规则时，纵波更多用于小角度探伤。当被检测工件受到几何形状的限制，探头的移动范围受到限制时，如检测轴、销、螺栓端部的轴向横向缺陷，或当工件为奥氏体不锈钢等粗晶或被检测工件厚度非常严重时，通常考虑使用小角度纵波探头进行检测。

比如纵波直探头，多用于轴类锻件的探伤。但当重要官长度过长或有多个直径不同的轴段时，会出现声束扫描检测不到的死区，需补充小角度纵波直探头进行轴向检测。