由于超声波速度的变化不方便测量，而传播时间是可以直接测量的物理量，因此，实验中将超声波速度的变化量转化为一定距离内传播时间的变化量来处理。表面超声波在介质中传播时，随着传播距离的增大，能量会逐渐衰减，所以要综合考虑检测精度、检测效率等因素选择合适的传播距离。分别采集不同传播距离时Fe314激光熔覆拉伸试样中的表面超声波信号，增益为35dB时，将第一次接收信号幅值调节为满屏的80%，结果如图6-11所示。由实验结果可知，当传播距离达到95mm时，试样表面超声波信号幅值基本衰减为零。提取不同传播距离时表面超声波信号的幅值，建立Fe314激光熔覆层试样中表面超声波信号幅值随传播距离变化的曲线，结果如图6-11所示，从图中可以看出，当传播距离大于65mm时，信号幅值衰减已经比较严重了。综合以上各种因素，认为超声表面波应力检测实验中发射探头和接收探头之间相距30mm比较合理。设定好传播距离之后，采用图6-5所示的超声表面波应力检测系统采集去应力退火及时效处理过的Fe314激光熔覆试样表面波接收探头的信号，记录外加载荷为零时，表面超声波在激光熔覆层中传播30mm的时间t₀。

将Fe314激光熔覆试样在万能试验机上进行拉伸，以1kN/s的加载速度加载至预定载荷。加载方向和表面超声波传播方向如图6-2所示。实验为保证探头和试样之间耦合稳定，且两者之间为弹性接触，采用一简单装置将表面超声波探头固定在待检测区域采集数据（探头之间距离为30mm）。载荷间隔为2kN，待实验机载荷稳定时，保持载荷不变，每一载荷下分别沿X₁、X₂方向采集三次数据，直至激光熔覆层出现较为明显的塑性变形或裂纹，停止采集数据。探头和试样固定情况下，在加载时引起的变形势必会影响表面超声波的传播距离，虽然试样变形很小，但其对实验结果的影响不容忽视。原因在于表面超声应力检测实验中，由应力引起超声波速度的变化量非常小（Fe314合金激光熔覆层中100MPa应力引起的速度变化量约为0.01%），因此实验时在试样上粘贴应变片，监测加载时试样产生的变形，并从实验结果中扣除由于加载变形引起的时间变化。

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图6-11 不同传播距离时Fe314激光熔覆层试样表面超声波信号