Stellet av smältan
Hur det flytande smältbadet blir en fast, riktningsberoende fog
AI generated Smältbadet är flytande metall som stelnar på bråkdelen av en sekund. Då växer kristaller från fogflanken mot mitten, uppstår, och just här uppstår stel- och varmsprickor. Den som förstår stelningen vet varför fogmitten är svagheten – och hur man undviker den.
Vid smälter grund- och till ett flytande smältbad. Det som sedan händer avgör kvaliteten på svetsfogen: Smältan stelnar på bråkdelen av en sekund, och inte hur som helst, utan enligt fasta metallurgiska regler.
Stelningen börjar alltid på den kallaste platsen – det vill säga fogflanken, alltså kontakten med det ännu fasta . Här, vid smältlinjen, bildas de första kärnorna. Eftersom värmen leds bort utåt växer kristallerna från båda flankerna vinkelrätt mot smältlinjen mot fogmitten. Det bildas långa, pelarliknande kristaller – . I fogmitten möts de två tillväxtfronterna.
Exakt denna plats är akilleshälen. När de växande kristallerna möts skjuter de de sista föroreningarna och lågsmältande beståndsdelarna framför sig – de samlas i mitten som . Denna mittsegregering är den klassiska zonen för och , eftersom skadliga grundämnen som svavel och fosfor koncentreras där och fogen står under dragspänning vid krympningen.
Ett andra problem är – det temperaturintervall mellan stelningens början och slut. Rena metaller och eutektika stelnar vid en fast temperatur, legeringar över ett intervall. Ju bredare detta intervall, desto lättare bildas ett grötigt övergångstillstånd där sprickor kan uppstå. Därför är vissa stål (med hög svavel-/fosforhalt) särskilt sprickbenägna.
Du har två verktyg mot . För det första sammansättningen: En tillsats med lite (för rostfria stål) eller rena, svavelfattiga tillsatser håller ofarlig. För det andra geometrin: Ett för djupt, smalt smältbad (djupt inträngningsförhållande) tvingar kristallerna att växa direkt mot varandra och pressa alla föroreningar till mitten. Ett bredare bad eller pendling fördelar stelningsfronten och avväpnar mitten.
Även i den efterföljande hänger ihop med stelningen: Smältbadet avger så mycket värme att intill grovkorning. Grova korn är mjukare och mer sprickbenägna – ytterligare en anledning att hålla värmetillförseln under kontroll.