Хомогена нуклеација
Хомогена нуклеација описује спонтано стварање кристалних клица директно у чистој талини без икакве стране површине. За то талина мора бити јако прехлађена, често 100 до 300 келвина испод тачке топљења. У пракси заваривања овај случај се једва јавља, јер купка талине увек даје довољно страних клица за уобичајену хетерогену нуклеацију (на страним површинама).
Физичко-хемијски механизам дејства
У хомогеном растопу атоми се крећу неуређено. При хлађењу насумично се формирају мале групе атома које одређују кристалну структуру. Te групе се углавном одмах распадају јер њихова површина захтева енергију. Само када је растоп јако потхлађен, неки од тих клица настављају да расту. Потребна потхлађеност је често 100 до 300 Келвина испод тачке топљења. Хомогена нуклеација дакле захтева високу енергетску баријеру и дешава се само у веома чистим растопима без честица.
Металуршки значај и ризици при заваривању
У заваривачком купатилу увек постоје стране површине: ивице шава, оксидни слојеви, остаци прашка за заваривање, легирајући елементи. На тим површинама кристалне клице настају много лакше јер се енергија граничне површине смањује. Зато се очвршћавање скоро увек одвија хетерогено. Хомогена нуклеација се јавља само код екстремно чистих растопа, на пример код специјалних заваривања у вакууму. Ризик: Ако се хомогена нуклеација ипак догоди, купатило очвршћава тренутно након јаке потхлађености. Гасови који су претходно били растворени не могу више да изађу и формирају поре. Поред тога, настају високи унутрашњи напони због наглог скока запремине.
Радионичка пракса и упутства за поступање
Практичар не може директно да утиче на хомогену нуклеацију, али може да је учини мало вероватном. За то се стара да у купатилу растопа има много страних клица: додају се средства за калемљење као што су титан или алуминијум, користе се додаци за заваривање са фино распоређеним оксидима или карбидима. Te честице делују као клице и покрећу кристализацију већ при малој потхлађености. Тако настаје ситнозрна, жилава структура без порозности. Не држи купатило растопа непотребно дуго течним и избегавај претерану чистоћу материјала ако иза тога не стоји специјална примена.