Homogeenne tuumastumine
Homogeenne tuumastumine kirjeldab kristallituumade spontaanset teket otse puhtas sulas ilma igasuguse võõrpinnalisandita. Selleks peab sulam tugevalt üle jahtuma, sageli 100 kuni 300 kelvinit alla sulamistemperatuuri. Keevituspraktikas esineb see juhtum harva, sest sulam vann annab alati piisavalt võõrtuumi tavapäraseks heterogeenseks tuumastumiseks (võõrpindadel).
Füüsikalis-keemiline toimemehhanism
Homogeenses sulas liiguvad aatomid korrapäratult. Jahtumisel tekivad juhuslikult väikesed aatomirühmad, mis määravad kristallstruktuuri. Need rühmad lagunevad enamasti kohe uuesti, sest nende pind nõuab energiat. Ainult siis, kui sulam on tugevalt ülejahtunud, kasvavad mõned neist tuumadest edasi. Vajalik ülejahtumine on sageli 100 kuni 300 kelvinit sulamistemperatuurist allpool. Homogeenne tuumade teke vajab seega kõrget energiabarjääri ja toimub ainult väga puhastes, osakestevabades sulades.
Metallurgiline tähtsus & riskid keevitamisel
Keevitusvannis on alati võõrpindu: õmbluse servad, oksiidikiled, keevitupulbri jäägid, legeerivad elemendid. Nendel pindadel tekivad kristallituumad palju kergemini, sest piirpinnaenergia väheneb. Seetõttu toimub tardumine peaaegu alati heterogeenselt. Homogeenne tuumade teke esineb ainult äärmiselt puhaste sulade puhul, näiteks erikeevitustel vaakumis. Risk: kui homogeenne tuumade teke siiski toimub, tardub vann pärast tugevat ülejahtumist järsult. Gaasid, mis olid varem lahustunud, ei saa enam väljuda ja moodustavad poore. Lisaks tekivad suured sisepinged järsu mahuhüppe tõttu.
Töökoja praktika & tegevusjuhised
Praktik ei saa homogeenset tuumade teket otseselt mõjutada, kuid ta saab muuta selle ebatõenäoliseks. Selleks hoolitseb ta paljude võõrtuumade eest keevitusvannis: lisab modifitseerijaid nagu titaan või alumiinium, kasutab keevituslisandeid peenelt jaotunud oksiidide või karbiididega. Need osakesed toimivad tuumadena ja käivitavad kristallisatsiooni juba väikese ülejahtumise korral. Nii tekib peeneteraline, sitke struktuur ilma poorsuseta. Ära hoia keevitusvanni asjatult kaua vedelana ja väldi liigset materjalide puhtust, kui selle taga pole eriotstarvet.