Homogén csíraképződés
A homogén csíraképződés a kristálycsírák spontán képződését írja le közvetlenül egy tiszta olvadékban, minden idegen felület nélkül. Ehhez az olvadéknak erősen túlhűlnie kell, gyakran 100 és 300 kelvinnel az olvadáspont alá. A hegesztési gyakorlatban ez ritkán fordul elő, mert a hegesztési medence mindig elegendő idegen csírát biztosít a szokásos heterogén csíraképződéshez (idegen felületeken).
Fizikai-kémiai hatásmechanizmus
Homogén olvadékban az atomok rendezetlenül mozognak. Lehűléskor véletlenszerűen kis atomcsoportok alakulnak ki, amelyek kijelölik a kristályszerkezetet. Ezek a csoportok általában azonnal felbomlanak, mert a felületük energiába kerül. Csak akkor nő tovább néhány mag, ha az olvadék erősen túlhűtött. A szükséges túlhűtés gyakran 100 és 300 Kelvin között van az olvadáspont alatt. A homogén magképződés tehát magas energiagátat igényel, és csak nagyon tiszta, részecskementes olvadékokban megy végbe.
Kohászati jelentőség és kockázatok hegesztéskor
A hegesztési medencében mindig vannak idegen felületek: a varratoldalak, oxidrétegek, hegesztőpor-maradványok, ötvözőelemek. Ezeken a felületeken sokkal könnyebben jönnek létre kristálymagok, mert a határfelületi energia csökken. Ezért a dermedés szinte mindig heterogén módon megy végbe. Homogén magképződés csak rendkívül tiszta olvadékoknál fordul elő, például vákuumos különleges hegesztésnél. Kockázat: Ha mégis bekövetkezik a homogén magképződés, az olvadék erős túlhűtés után hirtelen dermed. A korábban oldott gázok nem tudnak távozni, és pórusokat képeznek. Emellett nagy belső feszültségek keletkeznek a hirtelen térfogatváltozás miatt.
Műhelygyakorlat és utasítások
A hegesztő nem tudja közvetlenül befolyásolni a homogén magképződést, de valószínűtlenné teheti. Ehhez sok idegen magot biztosít az olvadékban: oltóanyagokat, például titánt vagy alumíniumot ötvöz, finoman eloszlatott oxidokat vagy karbidokat tartalmazó hegesztőanyagokat használ. Ezek a részecskék magként működnek, és már kis túlhűtésnél elindítják a kristályosodást. Így finomszemcsés, szívós szerkezet jön létre porozitás nélkül. Ne tartsd szükségtelenül sokáig folyékonyan a hegesztési medencét, és kerüld a túl nagy tisztaságú anyagokat, ha nincs mögötte különleges alkalmazás.