Homogeninis branduolių susidarymas
Homogeninis branduolių susidarymas apibūdina savaiminį kristalų branduolių susidarymą tiesiogiai gryname lydale be jokio pašalinio paviršiaus. Tam lydalas turi būti stipriai peršaldytas, dažnai 100–300 kelvinų žemiau lydymosi taško. Suvirinimo praktikoje toks atvejis beveik nepasitaiko, nes lydymosi vonelė visada turi pakankamai pašalinių branduolių įprastam heterogeniniam branduolių susidarymui (ant pašalinių paviršių).
Fizikinis-cheminis veikimo mechanizmas
Vienalyčiame lydinyje atomai juda netvarkingai. Vėsstant atsitiktinai susidaro mažos atomų grupės, kurios nustato kristalinę struktūrą. Šios grupės dažniausiai iškart suyra, nes jų paviršius kainuoja energiją. Tik kai lydinys stipriai peršaldomas, kai kurie iš šių užuomazgų auga toliau. Reikalingas peršaldymas dažnai būna 100 iki 300 kelvinų žemiau lydymosi temperatūros. Homogeninė branduolių sudarymas reikalauja didelio energijos barjero ir vyksta tik labai švariuose, dalelių neturinčiuose lydiniuose.
Metalurginė svarba ir rizika suvirinant
Suvirinimo vonelėje visada yra svetimų paviršių: siūlės šlaitai, oksidų plėvelės, suvirinimo miltelių likučiai, legiravimo elementai. Ant šių paviršių kristalų užuomazgos susidaro daug lengviau, nes mažėja tarpfazinė energija. Todėl kietėjimas beveik visada vyksta heterogeniškai. Homogeninė branduolių sudarymas pasitaiko tik itin švariuose lydiniuose, pavyzdžiui, atliekant specialius suvirinimus vakuume. Rizika: jei homogeninė branduolių sudarymas vis dėlto įvyksta, vonelė po stipraus peršaldymo staiga sukietėja. Dujos, kurios anksčiau buvo ištirpusios, nebegali išeiti ir sudaro poras. Be to, dėl staigaus tūrio šuolio atsiranda dideli vidiniai įtempiai.
Dirbtuvių praktika ir veiksmų nurodymai
Praktikas negali tiesiogiai paveikti homogeninės branduolių sudarymo, bet gali padaryti ją mažai tikėtiną. Tam jis užtikrina daug svetimų branduolių suvirinimo vonelėje: legiruoti modifikatorius, tokius kaip titanas ar aliuminis, naudoti suvirinimo priedus su smulkiai paskirstytais oksidais ar karbidais. Šios dalelės veikia kaip branduoliai ir pradeda kristalizaciją jau esant nedideliam peršaldymui. Taip susidaro smulkiagrūdė, kieta struktūra be poringumo. Nelaikyk suvirinimo vonelės be reikalo ilgai skystos ir venk per didelio medžiagų grynumo, jei tai nėra speciali paskirtis.