超声波在实际检测中所遇到的实际工件界面是多种多样的，比较常见的规则界面有平面、倾斜平面、直角平面和圆柱面等。

1.倾斜平面上的反射

超声波入射到与主声束不垂直的面（如工件的倾斜底面和与检测面成一定倾角的缺陷）时，相当于超声波斜入射于固体/空气界面，将可能产生波型转换，其反射波波型、方向和声压反射系数均会变化，如图1-34所示。

图1-34 倾斜平面上的反射

2.直角平面上的反射

超声波在两个互相垂直的平面构成的端面或三个互相垂直的平面构成的方角反射时，会产生角反射效应。这在实际检测中也较为常见，这些反射波有以下规律：

1）倾斜入射到一个平面上的入射声束，经两次反射后，以平行于入射方向的路线返回，并与过直角顶点且与入射声束平行的直线呈轴对称，如图1-35所示。

2）图1-36所示为纵波入射到钢/空气界面上钢中的端角反射系数。由于纵波在端角的两次反射中分离出较强的横波，因此纵波入射时，端角反射系数都很低。

图1-35 倾斜入射到一个平面上的反射

图1-36 纵波入射到钢/空气界面上钢中的端角反射系数

3）倾斜入射的横波在端角平面内产生的声压反射系数以在横波入射角α_S=35°～55°范围内为最高，在此范围外最低，如图1-37所示。

因此，横波检测时，对垂直于底面的裂缝、未焊透等根部缺陷，宜选用折射角度为45°左右的斜探头，选用60°角是很不利的。

当斜探头折射角β_S=60°，端角平面上的横波入射角α_S=30°，探头距离端角恰当位置时，会出现回波信号超前的特殊情况。此时，反射纵波较强，且它的纵波二次反射角α_L2约为24°（见图1-38），因此探头就能接收到二次反射纵波L₂的回波信号。又因纵波波速大于横波波速，故该回波信号比端角内正常二次反射横波的回波信号在显示屏时间轴上要超前。

图1-37 横波入射端角反射系数

图1-38 回波信号超前

3.窄长工件侧壁上的波型转换或侧壁干扰

图1-39 变型波被探头吸收

（1）窄长工件侧壁上的波型转换 在对窄长工件进行轴向纵波检测时，探头扩散声束中的一部分边缘声束以很大的纵波入射角α_L斜入射至工件侧壁平面，并产生纵波和变型横波S₁。变型横波S₁将穿越工件成为另一侧壁平面上的入射横波，其中一部分经波型转换后成为变型纵波和横波。变型纵波经底面反射后被探头接收，如图1-39所示。若工件足够长，则变型横波可能在工件厚度方向上作多次横穿，它们的波型转换情况与第一次横穿时类同。

因为横波波速比纵波波速慢，这样经变型横波转换后探头接收到的回波显然滞后于单纯按纵波传播至底面返回的回波。这些滞后的变型波称为迟到回波，其滞后声程ΔX可用式（1-33）计算。

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式中 d——工件宽度（或直径）；

n——变型横波横穿工件次数。

将材料中的波速代入式（1-33）中，得到钢中迟到回波的滞后声程为

ΔX=0.76nd （1-34）

铝中迟到回波的滞后声程为

ΔX=0.88nd （1-35）

因此，当用纵波直探头检测狭长工件时，在工件底面回波后出现的同一间距的各个回波不是缺陷波，而是迟到回波。

（2）与声束轴线平行的工件侧壁干扰 实践证明，位于工件侧壁附近的小缺陷，用与侧壁平行的声束很难检测，这是因为存在着工件侧壁干扰现象。这一干扰现象往往是由经侧壁反射后的纵波（或横波）与不经反射的直射纵波之间的干涉引起的，如图1-40所示。其结果是干扰了直射回波的返回声压，使检测灵敏度下降。因此，检测时，必须避免侧壁干扰。

图1-40 工件侧壁干扰现象

对于钢来说，纵波直探头离侧壁的最小距离d_min应满足下列条件：

式中 f——超声波检测频率（MHz）；

X——声程（mm）。

4.圆柱形底面的三角形反射

由于圆柱形工件有一定曲率，因此当直探头与工件直接接触时，接触面为一很窄的条形区域，从而在圆柱的横截面内产生强烈的声束扩散。圆柱曲率越小，扩散越大。当扩散声束与探头声束轴线夹角为30°时，扩散纵波声束经圆柱面反射两次后再返回探头，被其接收，形成等边三角形的声束路径。实践证明，这种三角形反射回波的经过声程为

由此看出，这种等边三角形反射声束的声程比声束轴线附近直射声束所得底面回波声程滞后了0.3d，如图1-41所示。

如果纵波扩散声束在圆柱面上发生波型转换，且一次反射横波再经另一侧圆柱面波型转换后成为二次反射纵波，并返回探头被其接收，则会形成不等边的三角形迟到回波，如图1-42所示。此时，这种三角形反射回波的经过声程为

其中，对于钢，W_LS=1.67d；对于铝，W_LS=1.78d。

图1-41 声程滞后

图1-42 不等边的三角形迟到回波