Ein Winkelstrahl ist ein Strahl konzentrierter, gerichteter Schallwellen, der verwendet wird, um Schweißnähte und industrielle Metallkomponenten auf Fehler oder kleine Risse senkrecht zur Oberfläche des zu prüfenden Teils zu prüfen. Winzige Risse in Schweißnähten oder im Metall können mit bloßem Auge nicht sichtbar sein, aber eine Winkelträgerbaugruppe kann solche Fehler erkennen. Winkelträger sind wichtige Werkzeuge zum Testen vieler wichtiger Industriekomponenten, darunter Maschinen, Rohre, Schweißnähte aller Art und bearbeitete oder geschmiedete Metallkomponenten.
Die Prüfeinrichtung für den Einsatz von Winkelstrahlen besteht aus einem Handgerät, das aus zwei Teilen besteht, einem Keil und einem Aufnehmer. Der Keil ist so konstruiert, dass er den Wandler in einem Winkel relativ zur Oberfläche des zu prüfenden Teils hält. Der Wandler ist ein angetriebenes Gerät, das die Schallwellen erzeugt und in das Stück projiziert. Die meisten Winkelbalkenanordnungen sind so konstruiert, dass verschiedene Keile am Wandler befestigt werden können. Jeder unterschiedliche Keil richtet den Strahl in unterschiedlichen Winkeln für eine Vielzahl unterschiedlicher Testbedingungen aus.
Winkelträger-Baugruppen beruhen auf dem Snell-Gesetz. Dieses Gesetz ermöglicht die Berechnung des Winkels, unter dem eine Schallwelle aufprallt, wenn sie auf eine Grenze zwischen zwei Materialien unterschiedlicher Dichte trifft. Der Winkelstrahl feuert den Strahl in das zu prüfende Teil und erkennt alle Rückstrahler, die Risse oder Fehler senkrecht zur Oberfläche des Prüfstücks anzeigen.
Wandler sind spezialisiert; sie müssen je nach zu prüfendem Material auf eine bestimmte Frequenz eingestellt werden. Die gebräuchlichsten Typen sind für Stahlprüfungen. Andere Aufnehmer werden für die Prüfung von Materialien wie Aluminium und Titan hergestellt. Ein Wandler, der für die Prüfung eines Materialtyps ausgelegt ist, ist für die Prüfung eines anderen Materials nicht geeignet, da jeder für die spezifische Schallleitfähigkeit eines Stoffes kalibriert ist.
Keile für Winkelstrahlwandleranordnungen werden manchmal mit einer Krümmung hergestellt, um beim Prüfen von Materialien mit gekrümmten Oberflächen genauere Messwerte zu liefern. Sie können entweder konvex oder konkav sein, wobei die Kurvenachse entweder senkrecht oder parallel zur Linie des Wandlerstrahls verläuft. Verschiedene Ausführungen ermöglichen die Prüfung der Innen- oder Außenkrümmungen von Rohren oder anderen Geräten.
Es gibt auch Winkelstrahlwandlerbaugruppen zum Testen anderer Materialien wie Kunststoffe, hochdichte Keramik und Metalle wie Kupfer und Blei. Zweistrahlwandler werden manchmal verwendet, um Prüfergebnisse mit höherer Genauigkeit zu erzielen, während bestimmte Materialien wie Edelstahl geprüft werden. Für spezielle Prüfungen unter Hochtemperaturbedingungen stehen Hochtemperatur-Winkelkeile zur Verfügung.