TOFD超声波探伤方法原理浅析

超声波探伤仪按照探伤方法来分类可按原理、波形、显示方式、探头数目、探头与工件的接触方式、人工干预的程度等多个方面来对其进行分类。超声波探伤方法按原理可分为穿透法、脉冲反射法、衍射时差法（TOFD）等。本文介绍的是衍射时差法TOFD超声波探伤方法原理浅析。

衍射时差法（简称TOFD）是利用缺陷部位的衍射波信号来检测和测定缺陷尺寸的一种超声检测方法通常使用纵波斜探头，超声波测厚仪采用一发一收模式。缺陷处的衍射现象如图所示。

脉冲反射式斜角探伤法

衍射现象

TOFD方法一般将探头对称分布于焊缝两侧。在工件无缺陷部位发射超声脉冲后，全自动维氏硬度计首先到达接收探头的是直通波然后是底面反射波。有缺陷存在时在直通波和底面反射波之间接收探头还会接收到缺陷处产生的衍射波（图2-32）。除上述波外还有缺陷部位和底面因波形转换产生的横波因为声速小于纵波因而一般会迟于底面反射波到达接收探头。

缺陷处A扫描信号

（1）主要优点：缺陷的衍射信号与缺陷的方向无关缺陷检出率高；超声波束覆盖区域大；缺陷高度测量精确；实时成像快速分析；缺陷的定量不依赖于缺陷的回波幅度；快速、安全、方便。

（2）局限性：由于TOFD的直通波和底面反射波均有一定的宽度处于此范围的缺陷波难以被发现因此在扫查面和底面存在几毫米的表面盲区；TOFD信号较弱，KIC炉温测试仪易受噪声影响；倾向于“过分夸大”中下部缺陷和部分良性缺陷比如气孔、夹层等；TOFD数据分析对检测人员要求高。

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