IMG27

trwają w jeziorku spawalniczym, mogą się stać zarodkami dla utworzenia nowych ziaren w metalu spoiny.

Proces ten prowadzi do tworzenia się charakterystycznej niedendrytycznej strefy równoosiowej w wąskim obszarze obok linii wtopienia w wypadku spawania na przykład stopów Al-Li-Cu-Zr. Rysunki 6.17 i 6.18 przedstawiają strukturę w rejonie linii wtopienia. Widać na nich wyraźnie drobne równoosiowe ziarno w spoinie i duże ziarno w strefie wpływu ciepła. W procesie zginania pękanie następuje na powierzchni rozdziału tych stref. Badania mechanizmu tworzenia tej strefy ziaren równoosiowych wykazały, że szerokość strefy równoosiowej wzrastała wraz ze wzrostem zawartości Zr i Li w stopie [61]. Zależność tę można wyjaśnić tym, że w pobliżu granicy jeziorka chłodniejsza ciecz nie miesza się z cieplejszą główną objętością jeziorka. W konsekwencji zarodki heterogeniczne takie jak Al₃Zr oraz Al₃ (Li_xZr,__x), które są obecne jako fazy dyspersyjne w metalu rodzimym, są w stanie przetrwać w pobliżu granicy jeziorka i utworzyć niedendryczną strefę równoosiową.

Strefa ziaren kolumnowych

Strefa ziaren równoosiowych

Materiał

spawany

Rys. 6.17. Niedendrytyczna równoosiową struktura w pobliżu linii wtopienia powstała podczas spawania laserowego stopu Al-Cu-Li-Zr

Rys. 6.18. Wygląd przełomu przebiegającego po powierzchni wtopienia między gruboziarnistą SWC a drobnoziarnistą równoosiową strefą niedendrytyczną [76]

Badania Kostrivasa i Lippolda [62] na symulatorze cykli cieplnych potwierdziły, że przy podgrzaniu stopu Al-Cu-Li do temperatury 630-H>40°C tworzy się równoosiową strefa niedendrytyczna, natomiast powyżej 640°C zachodzi normalny wzrost epitaksjalny. Na podstawie tych badań został opracowany mechanizm formowania się niedendrytycznej strefy równoosiowej w pobliżu linii wtopienia, przedstawiony schematycznie na rysunku 6.19. Strefa występowania i kształty obszarów, w których powstają ziania równoosiowe pokazane na tym schemacie, w pełni odpowiadają rzeczywistym obserwacjom przedstawionym na rysunku 6.17.

237