2192972410

2. Procesy krystalizacji pierwotnej spoin

Proces przejścia metalu ze stanu ciekłego w stały nazywamy jest krystalizacją pierwotną, a struktury uzyskane w procesie krzepnięcia strukturalni pierwotnymi.

Proces krystalizacji pierwotnej płynnego metalu w najogólniejszym sformułowaniu polega na narastaniu kryształów fazy stałej w rezultacie przyłączania na ich powierzchni atomów z otaczającego kryształ ciekłego metalu.

Zjawisko krystalizacji składa się z dwóch zasadniczych procesów elementarnych. Pierwszy z nich polega na powstaniu najmniejszych cząstek kryształów, zwanych zarodkami krystalizacji. Drugim procesem jest rozrost kryształów z tych zarodków.

Krystalizacja metalu spoiny przebiega w specyficznych warunkach, znacznie odbiegających od warunków krystalizacji wlewków. Są to:

-    mała objętość płynnego metalu i intensywny ruch metalu w jeziorku,

-    równoczesne oddziaływanie na metal płynnego jeziorka strumieni ciepła doprowadzanego

ze spawalniczego źródła ciepła (łuku) i odprowadzanego przez spawany materiał. Front

krystalizacji jest przy tym związany z przemieszczaniem się źródła ciepła,

-    nierównomierny rozkład temperatury w jeziorku.

Występowanie dużego gradientu temperatury w jeziorku wyklucza pojawianie się zarodków krystalizacji w środkowej części jeziorka, zarodkami krystalizacji stają się powierzchnie częściowo nadtopionych ziaren materiału rodzimego. Szybkość i kierunek narastania kryształów jest związana z ukształtowaniem i ruchem frontu krystalizacji.

Proces krystalizacji spoiny można traktować jako narastanie kryształów na podkładce, którą w początkowym okresie stanowią częściowo nadtopione ziarna materiału rodzimego. Jeśli podkładka ma sieć krystaliczną, izomorficzną z metalem spoiny, istnieją wówczas najkorzystniejsze warunki narastania fazy stałej. Zarodki krystalizacji stanowią nadtopione ziarna materiału rodzimego. Na takim ziarnie w miarę obniżania temperatury przylegającej cieczy zaczynają narastać kryształy spoiny. Mają one charakter słupkowy. Schemat rozrostu kryształów słupkowych spoiny od linii wtopu przedstawiono na rys. 1.

2