焊接熔池結晶的一般規(guī)律

焊接熔池結晶的一般律焊接時，熔池金屬的晶與一般煉鋼時鋼錠的結晶一樣，也是在過冷的液金屬中，首先形成晶核和晶核長大的結晶過程。生核熱力條件是過冷度而造成的自由能降低；生核的動力學條件是由能降低的程度。從金屬學的結晶理論知：金屬的結晶過程必須是液態(tài)金屬的溫度降低到“論結晶溫度”以下才能進行。液態(tài)金屬緩慢冷卻時，當溫降到某一點便開始結晶，直到全部結晶成固態(tài)金屬為止緩冷卻條件下晶時由于放結晶潛熱”補了熱的損失所以在冷曲線上便出現(xiàn)了一個水平臺，平臺對應的度即為純金屬的“理論結晶溫度”T。在實際生產(chǎn)中，總是有一定的冷卻速度，有時甚至很大，在這種情況下，純金的結晶過程在一定的溫度過冷下才能進行。T低于T過冷度，冷卻速度越大，則測得的實際10結晶溫度越低，過冷越大。從圖中還可以看出，態(tài)金屬座結晶開始到結晶完了是需要一定時間，這就體金中產(chǎn)生一批晶核，然后這些晶核就吸附周圍液體中的原子成長，同時，還會有新的晶核不斷從液體金屬中產(chǎn)生，長，直到全部液體都轉變?yōu)楣腆w，最后形成由許多外形不規(guī)的晶粒所組成的多晶體。結晶過程就是由晶核產(chǎn)生和成長兩個基本過程所組成。

``1、生熔池中晶核的生成分：非自發(fā)晶核、自發(fā)晶核。形成兩種晶核都需要量1）自發(fā)晶核自發(fā)臨界晶核所需的量Er

б：相與液相間的表面張力系。ΔFr單位體積內液固兩相自由能之差。2）非發(fā)形核E16k32r

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？θ：自發(fā)晶核的浸潤角見圖θ=0℃

E`=0K液相中早有懸浮的質或現(xiàn)成表面。它們本身就是晶核。當=180°，`=自發(fā)晶核=0K

～°時，E`/KE=0～說明非自發(fā)形核所需能量小于自發(fā)晶核θ的大K小決定新相晶核與現(xiàn)表面之間的表面張力。若新核與液相中厚有現(xiàn)成表面固體子的晶體結構越相似表面張力越小，θ越，E`越小。K

焊接時存在兩種非自晶核質點，一種是合金元素，另一種是現(xiàn)成表面，

焊接熔池邊界，正是液相的相界石，熔池邊界半熔化的母材粒表面為新相晶核的“基底2．成長原子由液相不斷地向相轉移的成長是通過二維成核方式長大，但并不齊步前進長大趨勢不同有的一直向焊縫中部發(fā)展的長大很短距離就被抑制停止長大。晶粒長大要具有一定晶位向，在焊縫邊界，作為晶核基底的母材晶粒是各向異的，即結晶位向不同，因此在某一個方向上晶粒最易長大晶核的成長是一個原子厚度從液相中吸收原子集團來進行并連續(xù)不斷地吸附在晶體表面的小臺階處而迅速長大。Cr、Cu、Ni點，立方結晶有利位向（0、）散熱最快方向，垂直等溫面、溫線的結晶位向與散熱最快的向一致，晶粒最易長大，與熔池結晶等溫面相垂直的方向也就是最大溫度梯度的方向。焊接時非自發(fā)晶核依在半熔化母材晶粒表面上，以柱狀晶的形態(tài)