固溶体

固溶体は、溶融時または高温時に異種原子が母材金属の格子内に固溶することによって生じる。原子は規則的な格子位置に収まるか、既存の原子の間に割り込む。格子は均一なままで、独自の相は形成されない。

溶接では冷却挙動が決定的に重要だ。冷却が速すぎると、異種原子は格子内に「凍結」されたままになる。これが格子にひずみを与え、材料を硬くもろくする。炭素を含む鋼では、望ましくないマルテンサイトが生じることがある。合金元素が多すぎると、熱影響部の割れ感受性が高まることもある。

材料に合わせて入熱と冷却を調整しろ。高炭素鋼では予熱が有効で、厚板ではパス間温度に気を配る必要がある。目標は、結晶粒が過度に成長したり硬脆組織が生じたりすることなく、合金元素がきれいに固溶することだ。