在缺陷探测应用中使用的各种类型的超声探头在4.1小节中有述。在结构焊缝检测中,角度声束探头是主要工具,垂直声束探头是辅助工具。角度声束探头可以包含分开的且可更换的探头和楔块,也可以是整合到一起的固定组合件。在很多情况下,检测中使用的探头/楔块组合要求由相关的规范或检测程序规定。如果规范中没有对探头做出明确的规定,则检测人员必须根据以下要考虑的因素,为当前的检测选择一个适当的探头。
角度声束探头的频率一般在500 KHz到10 MHz的范围内,但是大多数焊缝检测使用的频率在2 MHz到5 MHz之间。在声束通过较长声程或粗晶粒金属时,较低的频率可提供较大的穿透能力,而较高的频率可为检测细小的缺陷提供更好的分辨率。如果规范没有确定所使用的频率,则开始检测时通常使用的合适频率是4 MHz或5 MHz。
几乎所有角度声束检测都使用45、60和70度标准角度完成,但是在某些特定检测中,也会使用30度和90度(表面波)的楔块。作为一般规则,较高角度楔块(60度和70度)通常用于厚度小于约25毫米的金属样件,而较低角度楔块(45度)通常用于厚度大于约50毫米的金属样件。在某些特定的检测中,根据工件的几何形状和对缺陷分辨率的要求,可能会使用两个或三个不同的角度。可以在常用检测规范中查阅到更多的信息。在某种特定情况下,楔块角度应该足够高,以使第一个半跨信号从工件表面未受焊冠阻挡的一个位置达到焊根处。
角度声束探头和楔块有各种各样的形状和大小,可以带有圆形、方形或矩形晶片。北美工业的惯例偏好使用圆形晶片(除了AWS规范中的检测),而欧洲惯例偏好使用方形或矩形晶片。对于圆形晶片,大多数常见的晶片直径为0.25英寸、0.5英寸和1英寸,对于方形/矩形晶片,常见尺寸为8 × 9毫米、14 × 14毫米和20 × 22毫米,此外还存在许多其他标准尺寸。较小的晶片在检测细小缺陷时可提供更好的分辨率,而较小的楔块可以更容易地贴附在曲面上。较大的晶片可以覆盖较大的面积,因此可以更迅速地完成扫查,同时可以减少声束在通过长声程时出现的扩散现象。
在考虑到以上这些因素的同时,操作人员还应该运用他们拥有的常识与经验,为检测选择出适用的探头。在可能的情况下,应该使用带有适当参考反射体或已知缺陷的标准试块,对探头的性能进行验证。