O ensaio ultrassônico baseia-se no fenômeno de reflexão de ondas acústicas quando encontram obstáculos à sua propagação, no interior do material. Um pulso ultrassônico é transmitido para o material através de um transdutor especial, usualmente denominado de cabeçote.
Caso, no interior do material, algum obstáculo estiver numa posição normal em relação ao feixe incidente, o pulso será refletido e captado pelo transdutor. O resultado das medições dos tempos de ida e vinda deste pulso será convertido em sinais eletrônicos e mostrado em uma na tela calibrada, possibilitando assim a localização e mapeamento do obstáculo. Assim como a radiografia é similar ao ultrassom humano, entretanto a aparelhagem utilizada é simplificada.
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As técnicas ultrassônicas são, basicamente, divididas em duas:
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Técnicas de contato - Na técnica de contato o cabeçote é diretamente aplicado no objeto usando-se água, óleo ou outros agentes que sirvam de meio acoplante;
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Técnicas sem contato (imersão) - As técnicas sem contato envolvem a manutenção do cabeçote a uma certa distância do objeto, de acordo com a sua espessura.
A escolha da técnica deverá ser feita levando-se em consideração a sensibilidade, forma geométrica da peça, tipo e orientação da descontinuidade, simplicidade de operação, velocidade necessária para a inspeção, etc.
A técnica de contato é mais aplicada a produtos de grandes dimensões e estruturas soldadas, ao passo que a técnica de imersão é utilizada para o ensaio de grandes lotes de peças pequenas e idênticas através de sistemas automatizados, especialmente na indústria aeronáutica onde se exige alta sensibilidade no ensaio.