当工件既要求有较高的强度又要求有良好的耐蚀性时，往往需要在工件的表面堆焊一层不同的材料，堆焊的材料一般为不锈钢或镍基合金等。

（1）堆焊层中常见的缺陷

1）堆焊金属中的缺陷，如气孔、夹杂等。

2）堆焊层中母材（基板）间的未熔合（未结合），取向基本平行于母材表面。

3）堆焊层下的母材热影响区的再热裂纹，取向基本垂直于母材表面。

（2）堆焊层晶体结构的特点 奥氏体不锈钢和镍基合金堆焊层在凝固过程中没有奥氏体向铁素体转变的相变，在室温下仍保留铸态奥氏体晶粒状态，因此晶粒较粗大，超声波衰减较为严重。此外，堆焊层金属在冷却时，垂直于母材方向的散热条件好，因此奥氏体晶粒生长取向基本垂直于母材表面。特别是当采用带极堆焊工艺时，柱状晶更为典型，声学性能各向异性明显。对于这种材料，采用纵波直探头检测，声波沿柱状晶方向传播衰减系数较小。当采用横波斜探头检测时，散射衰减严重，显示屏上会出现草状回波，信噪比低。

（3）探头的选用

1）双晶探头

①双晶探头（直、斜）两声束间的夹角应能满足有效声场覆盖全部检测区域，使探头对该区域具有最大的检测灵敏度。探头总面积不应超过325mm²，频率为2.5MHz。

②纵波双晶斜探头的K=2.75（折射角β=70°），焦点深度应位于堆焊层和母材的结合部位。

2）单晶直探头：探头面积一般不应超过625mm²，频率为2～5MHz。

3）纵波斜探头：探头频率为2～5MHz，K=1（折射角为45°）。

（4）对比试块

1）对比试块应采用与被检工件材质相同或声学特性相近的材料，并采用相同的焊接工艺制成。其母材、熔合面和堆焊层中均不得有大于或等于ϕ2mm平底孔当量直径的缺陷存在。对比试块堆焊层表面的状态应和工件堆焊层的表面状态相同。

图9-4 T1型试块

2）从堆焊层侧进行检测时应采用T1型试块（见图9-4），母材厚度t至少应为堆焊层厚度的2倍。

3）从母材侧进行检测时应采用T2型试块（见图9-5），母材厚度t与被检母材的厚度差不得超过10%。如果工件厚度比较大，则T2型试块的长度L应能满足检测要求。

4）检测堆焊层和母材的未接合缺陷：当从母材侧进行检测时，采用图9-6a所示T3型试块，被检测的工件母材厚度和试块母材厚度差不多应超过10%；当从堆焊层侧进行检测时，采用图9-6b所示T3型试块，试块的母材厚度至少应为堆焊层厚度的2倍。

（5）检测方法及灵敏度的校准(www.daowen.com)

1）使用双晶直探头和纵波双晶斜探头从堆焊层侧对堆焊层进行超声波检测，灵敏度采用T1型试块校准。

①纵波双晶斜探头灵敏度的校准：将探头放在试块的堆焊层表面上，移动探头使从ϕ1.5mm横孔获得最大反射波幅，调节衰减器使回波幅度为显示屏满刻度的80%，以此作为基准灵敏度。

②双晶直探头灵敏度的校准：将探头放在试块的堆焊层表面上，移动探头使其从ϕ3mm平底孔获得最大波幅，调整衰减器使回波幅度为显示屏满刻度的80%，以此作为基准灵敏度。

图9-5 T2型试块

图9-6 T3型试块

2）用单晶直探头和纵波单晶斜探头从母材侧对堆焊层进行超声波检测，灵敏度采用T2型试块校准。

①单晶直探头灵敏度的校准：将探头放在试块的母材一侧，使ϕ3mm平底孔回波幅度为显示屏满刻度的80%，以此作为基准灵敏度。

②纵波单晶斜探头灵敏度的校准：将探头放在试块的母材一侧，移动探头使其从ϕ1.5mm横孔获得最大反射波幅，调节衰减器使回波幅度为显示屏满刻度的80%，以此作为基准灵敏度。

3）使用双晶直探头和单晶直探头检测堆焊层和母材的未接合缺陷，灵敏度采用T3型试块校准。

①单晶直探头灵敏度的校准：将探头放在试块的母材一侧，使ϕ10mm平底孔回波幅度为显示屏满刻度的80%，以此作为基准灵敏度。

②双晶直探头灵敏度的校准：将探头放在试块的堆焊层表面上，移动探头使其从ϕ10mm平底孔获得最大波幅，调整衰减器使回波幅度为显示屏满刻度的80%，以此作为基准灵敏度。

（6）扫查方法

1）检测应从母材或堆焊层一侧进行，当对检测结果有怀疑时，也可从另一侧进行补充检测。

2）扫查灵敏度应在基准灵敏度的基础上提高6dB。

3）当采用双晶斜探头检测时，应在堆焊层表面按90°方向进行两次扫查；当采用双晶直探头检测时，应垂直于堆焊层方向进行扫查。在进行扫查时，应保证分隔压电元件的隔声层平行于堆焊方向。

4）缺陷当量尺寸应采用6dB法确定。

（7）质量分级 堆焊层质量分级见表9-3。

表9-3 堆焊层质量分级