Krzepnięcie jeziorka spawalniczego
Jak z ciekłego jeziorka spawalniczego powstaje stała, kierunkowa spoina
AI generated Jeziorko spawalnicze to ciekły metal, który krzepnie w ułamkach sekund. Kryształy rosną od krawędzi spoiny do środka, powstają , i to tutaj tworzą się pęknięcia krzepnięcia i gorące. Kto rozumie krzepnięcie, wie, dlaczego środek spoiny jest słabym punktem — i jak go unikać.
Podczas spawania [[glossary:schweissen|]] łuk [[glossary:lichtbogen|]] topi materiał rodzimy i dodatkowy [[glossary:zusatzwerkstoff|]], tworząc płynną jeziorko spawalnicze. To, co dzieje się potem, decyduje o jakości spoiny: stop krzepnie w ułamkach sekund, i to nie byle jak, lecz według ustalonych reguł metalurgicznych.
Krzepnięcie zawsze zaczyna się w najzimniejszym miejscu — czyli na skraju spoiny, w miejscu styku z jeszcze stałym materiałem rodzimym [[glossary:grundwerkstoff|]]. Tutaj, na linii wtopienia, tworzą się pierwsze zarodki. Ponieważ ciepło odpływa na zewnątrz, kryształy rosną od obu skrajów prostopadle do linii wtopienia w kierunku środka spoiny. Powstają długie, słupkowe kryształy — kryształy słupkowe [[glossary:saeulenkristallisation|]]. W środku spoiny oba fronty krystalizacji spotykają się.
Właśnie to miejsce jest piętą achillesową. Przy spotkaniu rosnące kryształy wypychają przed sobą ostatnie zanieczyszczenia i składniki o niskiej temperaturze topnienia — gromadzą się one w środku jako segregation [[glossary:erstarrungsseigerung|]]. Ta segregacja środkowa to klasyczna strefa pęknięć krystalizacyjnych [[glossary:erstarrungsriss|]] i pęknięć na gorąco [[glossary:heissriss-im-schweissgut|]], ponieważ koncentrują się tam szkodliwe pierwiastki, takie jak siarka i fosfor, a spoina podczas skurczu jest pod naprężeniem rozciągającym.
Drugim problemem jest interval krzepnięcia [[glossary:erstarrungsintervall|]] — zakres temperatur między początkiem a końcem krzepnięcia. Czyste metale i eutektyki krzepną w stałej temperaturze, stopy w pewnym zakresie. Im szerszy ten przedział, tym łatwiej powstaje stan przejściowy o konsystencji papki, w którym mogą tworzyć się pęknięcia. Dlatego niektóre stale (o wysokiej zawartości siarki i fosforu) są szczególnie podatne na pęknięcia.
Masz dwa sposoby walki z pęknięciami krystalizacyjnymi [[glossary:erstarrungsriss|]]. Po pierwsze skład: dodatek z niewielką ilością ferrytu delta [[glossary:delta-ferrit|]] (w stalach nierdzewnych) lub czyste, niskosiarkowe dodatki utrzymują segregację [[glossary:seigerung|]] na nieszkodliwym poziomie. Po drugie geometria: zbyt głębokie, wąskie jeziorko (głęboki stosunek wtopienia) zmusza kryształy do bezpośredniego zrastania się ze sobą i wciskania wszystkich zanieczyszczeń do środka. Szersze jeziorko lub kołysanie rozprowadza front krzepnięcia i łagodzi środek.
Również rozrost ziarna [[glossary:kornwachstum|]] w strefie wpływu ciepła [[glossary:waermeeinflusszone|]] zależy od krzepnięcia: jeziorko oddaje tyle ciepła, że materiał rodzimy [[glossary:grundwerkstoff|]] obok ulega rozdrobnieniu ziarna. Grube ziarna są miększe i bardziej podatne na pęknięcia — kolejny powód, by kontrolować doprowadzanie ciepła.