Homogen kjernebilde

Fysisk-kjemisk virkningsmekanisme

I en homogen smelte beveger atomene seg uordnet. Ved avkjøling dannes det tilfeldig små atomgrupper som bestemmer krystallstrukturen. Disse gruppene faller vanligvis fra hverandre igjen med en gang, fordi overflaten koster energi. Bare når smelten er sterkt underkjølt, vokser noen av disse kimene videre. Den nødvendige underkjølingen ligger ofte 100 til 300 Kelvin under smeltepunktet. Homogen kimbildning krever altså en høy energibarriere og skjer bare i svært rene, partikkelfrie smelter.

Metallurgisk relevans og risiko ved sveising

I sveisebadet finnes det alltid fremmede overflater: fugekantene, oksidhinner, sveise pulverrester, legeringselementer. På disse flatene dannes krystallkim mye lettere, fordi grenseflateenergien synker. Derfor foregår størkningen nesten alltid heterogent. Homogen kimbildning opptrer bare ved ekstremt rene smelter, for eksempel ved spesialsveising i vakuum. Risiko: Hvis homogen kimbildning likevel skjer, størkner badet plutselig etter sterk underkjøling. Gasser som var løst opp før, kan ikke lenger unn slippe ut og danner porer. I tillegg oppstår det høye eigenspenninger på grunn av det plutselige volumspringet.

Verkstedpraksis og handlingsinstrukser

Praktikeren kan ikke påvirke homogen kimbildning direkte, men han kan gjøre den usannsynlig. For dette sørger han for mange fremmedkim i smeltebadet: tilsett podemidler som titan eller aluminium, bruk sveisetilset med fint fordelte oksider eller karbider. Disse partiklene virker som kim og starter krystallisasjonen allerede ved liten underkjøling. Slik oppstår en finkornet, seig struktur uten porøsitet. Hold ikke smeltebadet flytende unødig lenge, og unngå for høy renhet i materialene hvis det ikke ligger en spesialanvendelse bak.