射线探伤的原理类似医学X光片。当X射线或γ射线穿透材料时，密度越大的区域吸收射线越多，底片或数字探测器上留下的阴影就越深。如果内部有气孔、夹渣或裂纹，这些缺陷部位的密度通常低于周围材料，射线更容易穿过，于是在成像上形成较亮的区域。医生看X光片能发现骨折，工程师看射线底片就能发现焊缝里的气孔或未熔合。这种方法的优势是直观、可存档，对体积型缺陷（如气孔）非常敏感。但射线对人体有辐射风险，设备昂贵，而且对垂直于射线方向的裂纹（比如分层）不太敏感——因为射线可能平行于裂纹面穿过，不产生明显对比度。
超声检测则像蝙蝠或声呐。探头向材料内部发射高频声波（通常1-10 MHz），声波遇到声阻抗不同的界面——比如裂纹、孔洞或材料底面——就会反射回来。通过测量回波的时间差和幅度，就能计算缺陷的深度和大小。与射线不同，超声波对裂纹、分层这类面积型缺陷其敏感，尤其是当声束垂直于裂纹面时，反射信号强。现代相控阵超声技术还能像“电子扫帚”一样，通过控制多个小晶片的发射延迟，实现声束的偏转和聚焦，从而快速扫描复杂形状的焊缝。不过，超声检测需要耦合剂（如机油或水）来传递声波，对粗晶材料（如奥氏体不锈钢）穿透力有限，且缺陷判读依赖操作人员经验。
射线和超声各有盲区。射线擅长发现气孔、夹渣，超声擅长发现裂纹、未熔合。在实际工程中，常将两者结合使用。例如，在航空航天领域，涡轮盘先经超声检测排查内部裂纹，再对关键区域用射线验证气孔。近年来，计算机层析成像（CT）将射线探伤升级为三维成像，能精确重建缺陷形状；而超声相控阵与人工智能结合，可自动识别缺陷类型。无损检测的核心思想始终未变：不破坏材料，却让缺陷无处遁形。它守护着从高铁车轴到核电站管道的安全，是现代工业不可或缺的“透视眼”。
