奥氏体不锈钢焊缝的柱状晶粒尺寸和取向受焊接工艺影响较大，一般晶粒沿冷却方向生长，取向基本垂直于融化金属凝固时的等温线。通常，柱状晶粒开始生长时垂直于焊缝坡口的表面。然而，根据焊接工艺和凝固时的热流状态，柱状晶粒会逐渐改变方向，也有可能从一个焊道延伸到另一个或几个焊道。应注意，手工电弧焊、自动埋弧焊、气体保护焊等不同工艺会形成不同的焊缝组织结构；即使同样是手工电弧焊，不同的焊接顺序也会导致晶粒结构显著差异而影响超声波的传播。

这些焊缝组织对超声探伤检测而言是一种弹性非均质材料，对超声探伤检测的主要影响体现在如下几个地方：

粗大晶粒的影响

当焊缝晶粒的直径接近超声波波长的1/10时，就会有明显的声散射；当晶粒直径达到半个波长时，声散射剧增，无法进行超声探伤检测。很多奥氏体焊缝的平均晶粒直径一般大于0.5mm，长度往往超过10mm，因此很难用一般横波斜探头进行超声探伤检测。此外，杂乱的散射回波会导致检测信噪比低，这也是检测奥氏体焊缝的主要困难所在。

各向异性的影响

超声波在各向异性介质中传播时，声衰减值和声速大小都受波束方向和晶轴之间夹角的影响。当两者之间的夹角在45°—49°之间时声衰减值最小，声速最大；在0°和90°时声衰减最大，声速最小。此外，在各向异性介质中传播的超声波，超声能量的传输方向并不与波前相垂直，这将造成超声声束被扭曲。折射角为60°的常规探头和聚焦探头，分别以纵波、垂直极化横波和水平极化横波穿过粗晶焊缝后的传播情况。