Mosaz – o jaký druh kovové slitiny se jedná? Vlastnosti, složení mosazi a oblast použití

Z čeho se mosaz vyrábí, k čemu je dobrá a kde se používá? Jaká je jeho hustota, bod tání a další fyzikální vlastnosti? V tomto článku odpovíme na otázky jak o samotné mosazi, tak o výrobcích z tohoto materiálu. Zvláštní důraz je kladen na mosazné dveřní kování: kliky, panty, visací zámky a cylindrické mechanismy. Toto nám blízké téma jsme jako výrobce zámků a kování prostě nemohli ignorovat.

1. MOSAZ – CO JE TATO SLITINA?

Mosaz je kovová slitina na bázi mědi s přídavkem zinku (a někdy přísad dalších prvků). V tomto případě vždy převládá měď a obsah zinku se pohybuje od 5 do 45 % v závislosti na značce slitiny.

Poddajná, odolná vůči korozi a jiskřící zlatem, mosaz se používala již od starověku. Předpokládá se, že Mossinoikové, kmeny, které obývaly oblast Černého moře před tisíci lety, byli mezi prvními, kteří ji získali. Mosaz byla nalezena také ve starém Římě, ale tam nebyla příliš ceněna. Možná je na vině příliš silná, a tudíž neuspokojivá podobnost se zlatem, ale s největší pravděpodobností je to způsobeno nedostatkem zinkové rudy v Apeninách. Během středověku se změnilo jen málo. Pokud se používala mosaz, tak sporadicky a většinou v Číně a Indii, zatímco Evropané měli mnohem větší zájem o železo.

Stručně řečeno, mosazný boom byl odložen na velmi dlouhou dobu, až do 1781. století. V té době již byl zinek popsán a těžen v celé Evropě a průmyslová revoluce odstartovala závody podnikatelské vášně. Vítězem poslední jmenované se stal James Emerson z Bristolu, který si v roce XNUMX nechal patentovat technologii legování mědi se zinkem. Tato událost je nulovým bodem, který určil vektor rozvoje metalurgie mosazi.

2. Z ČEHO JSOU VYROBENY Z MOSAZU?
Co nedělají! Zde je jen několik oblastí dnešního použití mosazi:
Hudební nástroje

Pevnost a odolnost činí z mosazi vhodný materiál pro těla dechových nástrojů a židovské harfy. Nezapomeňme na struny žesťové kytary – možná ne nejsilnější, ale s zvonivým prostorovým zvukem.

Potrubí a instalatérství

Mosaz je výjimečně odolná vůči vodnému prostředí a s přídavkem manganu a některých dalších kovů se její odolnost vůči korozi jen zvyšuje.

Elektronika a elektrotechnika

Jako slitina obsahující měď s vysokou elektrickou vodivostí se mosaz používá při výrobě vodivých šroubů, podložek, matic, zástrčkových kontaktů a spínacích prvků.

Dekor, šperky

Věděli jste, že začínající klenotníci často volí mosaz jako svůj tréninkový materiál? Zejména značky L62 a L68. Svým vzhledem připomínají zlato a z hlediska mechanických vlastností jsou vesměs totožné s 583 vzorky.

Dveřní kování

Elitní dveřní kliky a panty prémiové kvality jsou odlity z mosazi; pouzdra visacích zámků; mechanismy a vysoce přesné díly pro ně.

3. ZÁKLADNÍ FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI MOSAZ

Protože existuje mnoho slitin mosazi, uvedeme průměrné hodnoty:
• Hustota mosazi: 8500–8700 kg/m3 (8,5–8,7 g/cm3).
• Bod tání: 880–906 °C (čím více zinku, tím nižší teplota).
• Měrné teplo při 20°C: 0,377 kJ kg−1 K−1.
• Součinitel tepelné vodivosti: 97-111 W/(m K).
• Elektrický odpor: (0,07-0,08)⋅10−6 Ohm m.
• Mosaz není feromagnetická a není přitahována magnetem.
Barva mosazi je určena poměrem zinku k mědi:
• Zlatá, červenozlatá: Zn ≤ 20 %.
• Tlumená žlutá: Zn 20-36%.
• Nazelenalý: Zn 36-45 %.

Všimněte si, že mosaz se Zn ≤ 20 % se nazývá červená. Ten se zase dělí na tompak (Zn

4. VÝHODY A NEVINY MOSAZU (ZAMĚŘTE SE NA DVEŘNÍ HARDWARE)
(+) Mosaz je plastická a při zpracování kujná

Vynikající pro tenkostěnné odlévání, vytváření složitých a detailních tvarů a přesné reprodukování rozměrů. Pokud je to možné, porovnejte mosazné a ocelové panty pro dřevěné dveře – rozdíl v kvalitě je viditelný i pro necvičené oko.

(+) Krásné i bez galvanického pokovování

Stejné mosazné panty není třeba pokovovat. Stačí je vyleštit a navrch nanést lak – budete mít zářivě zlatou barvu.

(+) Pokud je mosaz pokovena, zachová si svou barvu déle než mnoho jiných slitin

Hlavní důvod: vysoký obsah mědi. Z hlediska elektrochemie je měď málo aktivní kov. Při oxidačních reakcích je slabě vytlačován vodíkem a neochotně se účastní mezimolekulární difúze. To je z velké části důvod, proč galvanické povlaky tak pevně ulpívají na mosazi: „chrom“, „nikl“, „antický bronz“ atd.

(+) Výrobky z mosazi jsou teplé na dotek

Jde hlavně o tepelnou vodivost. Čím nižší je tepelná vodivost kovu, tím teplejší je při pokojové teplotě. Podívejte se na tabulku výše – mosaz má tepelnou vodivost, která je 2krát nižší než hliník. Není divu, že mosazné vnitřní rukojeti působí pohodlněji než hliníkové.

(+) Mosaz je vlastně věčný materiál

Nereziví (není v něm žádné nebo téměř žádné železo) a je málo náchylný ke korozi. Ano, jednoho dne se na mosazi objeví tmavý oxid a nazelenalá patina. Avšak: a) za normálních životních podmínek a za přítomnosti vrstvy laku tento proces vydrží desítky let; b) oxidy lze odstranit leštidlem nebo lidovými prostředky.

Na potvrzení všeho, co bylo řečeno, fotografie výše. Je těžké tomu uvěřit, ale tento mosazný knoflík je z 1950. let!

(–) Mosaz se poměrně snadno piluje a vrtá

Tam, kde hrozí vandalismus, je vhodnější použít tvrdší slitiny. Existuje jeden názorný příklad ze života – visací zámky. Pokud se mosazný zámek hodí tak akorát na vrata od stodoly, pak si vezměte někam do garáže ocelový nebo litinový.

(–) Mosaz je velmi těžká

S hustotou 8500–8700 kg/m3 mosaz převažuje nad všemi hlavními slitinami kování: ocel St3 (7850 kg/m3), TsAM 4-1 (6700 kg/m3) a hliník (2700 kg/m3). Mějte to na paměti, pokud vybíráte něco s ohledem na přepravitelnost – řekněme visací zámek pro řetěz proti krádeži pro jízdní kolo.

Mosazné panty jsou 3-5x dražší než srovnatelné ocelové. Podobná situace je s klikami dveří. Cena hliníkové rukojeti je 500-1000 rublů; analog od TsAM bude stát od 1200 rublů. Mosazná rukojeť s přesně stejným designem bude stát nejméně (!) 4500-6000 rublů.

5. KOMPOZICE MOSAZ: VÍCE O HLAVNÍCH KOMPONENTÁCH
Měď (Cu)

Hlavní prvek slitiny. Odpovídá za tvrdost, odolnost proti opotřebení, elektrickou vodivost a vlastnosti přenosu tepla.

Legováno mědí pro zlepšení mechanických, technologických a kluzných vlastností, ovlivňuje barvu (viz bod 3). Přidáním až 38 % zinku se zvyšuje pevnost bez výrazné ztráty tažnosti. Zároveň, pokud je obsah zinku 20 % a více, slitina se stává náchylnější ke koroznímu praskání v důsledku zbytkových pnutí, zejména ve vlhké atmosféře se stopami sirovodíku nebo amoniaku.

Všechny dvousložkové mosazi jsou považovány za dvojité (jednoduché). Jsou označeny písmenem L, za nímž následuje údaj o průměrném % mědi. Příklad: L68 – jednoduchá tlakově zpracovaná mosaz s Cu 68%, Zn 32% a nečistotami.

Podívejme se nyní, jak se leguje vícesložková litá mosaz.
Hliník (Al)

Zvyšuje odolnost proti korozi a zároveň zhoršuje kvalitu odlitku (jeden z nežádoucích efektů je pěnění odlitků).

Činí slitinu citlivější na pájení a svařování, odolnější vůči korozi a zlepšuje vlastnosti proti tření.
Mangan (Mn)

Přidáno pro větší odolnost proti korozi v mořské vodě, horké páře a chloridové atmosféře. Zpravidla se kombinuje s jinými přísadami.

Snižuje velikost zrna, činí slitinu tvrdší a ztěžuje krystalizaci. Pokud je podíl železa vyšší než 3 %, mění se magnetické vlastnosti.

Zlepšuje mechanické a antikorozní vlastnosti. Ve srovnání s jinými mosazi je to nikl, který je nejodolnější vůči odzinkování a koroznímu praskání. S ohledem na to se aktivně používají při stavbě námořních lodí.

Zvyšuje odolnost proti korozi ve sladké a mořské vodě. Obsahuje až ~1,5 % v tzv. námořních mosazích (L070-1, LO62-1).

Zlepšuje řezání na strojích, snižuje tření. Existují ale i vedlejší účinky: snižuje se tažnost, zvyšuje se riziko křehkosti mosazi za tepla (zejména u slitin se Zn 30-33 %).

Všimněme si zvláštního postupu pro značení vícesložkových mosazí. Název začíná na „L“ (mosaz) a poté na počáteční písmena ostatních legujících prvků. Čísla za písmeny označují procento prvku. Příklady: LAZH60-1-1 – mosaz s Cu ~60%, Al ~1%, Fe ~1%; zbytek je zinek a nečistoty. LTs23A6Zh3Mts2 – mosaz se Zn ~23%, legovaná Al ~6%, Fe ~3%, Mn ~2%; zbytek je měď a nečistoty.

6. OTÁZKY A ODPOVĚDI TÝKAJÍCÍ SE MOSAZU A MOSAZNÉHO KOVÁNÍ DVEŘÍ
„Jak se mosaz liší od bronzu?“

Bronz – slitina mědi a cínu (~12 %); někdy s přísadami hliníku, manganu, fosforu, křemíku a dalších prvků. Hlavní rozdíly: barva (měď bývá tlumeně načervenalá, bez lesku, mosaz je žlutá a lesklá), zrnitost (mosaz má na řezu jemnější zrno), tvrdost (mosaz je měkčí a lépe zpracovatelná), odolnost v agresivním prostředí ( bronz lépe odolává mořské vodě) .

„Co je těžší – mosaz nebo ocel? Co když to srovnáme s bronzem, litinou?“
Mosaz je těžší než všechny tyto slitiny (s výjimkou některých bronzů).
„Proč jsou mosazné dveřní panty o tolik lepší než ocelové? Rozdíl v ceně je dost výrazný!“

Panty jsou lité z mosazi, takže jsou mnohem přesnější a hladší. Ocelové se lisují z válcované pásky a osa se ohýbá na stroji. Stačí porovnat kvalitu nápravy na fotce výše (vlevo je mosazný pant, vpravo ocelový).

Co je ještě špatného na ocelových pantech? Spoje a švy jsou na nich vždy viditelné, poloviny nemusí odpovídat geometrii a mezera někdy dosahuje 2-2,5 mm. To vše slibuje problémy při zasouvání a samozřejmě zhoršuje postup pantů.

„Bylo mi řečeno, že kliky vyrobené z TsAM nejsou horší než ty mosazné“

ZAM je dobrý materiál, ale mosaz je stále lepší. Časem to pochopíte. Během 7-10 let se může rukojeť TsAM lokálně opotřebovat a zašpinit – někde více, jinde méně. U klik z mosazi není 10 let vůbec dlouhá doba, zvláště jde-li o leštěnou mosaz (bez galvanického pokovování).

„O hradech a válcové mechanismy. Jsou mosazné kolíky a jádro dobré?

Ano. Použití mosazi při výrobě bezpečnostních mechanismů přispívá k větší přesnosti a odolnosti dílů proti korozi. Pokud si vezmete visací zámky nebo cylindrické vložky od špičkových značek (Cisa, Abus, Mottura), čepy budou téměř jistě z mosazi nebo bronzu, jádro bude z mosazi nebo nerezu. V levných mechanismech mohou být vyrobeny ze slitin zinku.

„Je pravda, že mosaz zabíjí bakterie a houby?“

Vlastně ano, díky vysokému obsahu mědi. To se však týká spíše válcované mosazi. Nezapomeňte, že hotové výrobky jsou opatřeny lakem a někdy i galvanizací nebo PVD povrchovou úpravou (jako u luxusních švýcarských hodinek). Je logické, že s každou takovou vrstvou se antibakteriální účinek snižuje.

„K otázce obsahu mědi. Kolik mědi je v palladiových mosazných armaturách?

Používáme různé slitiny; hlavně s 59-61 % mědi. Pro snížení tření a zlepšení obrobitelnosti se v závěsech používá olovnatá mosaz (Cu 54-57,4 %, Pb 2,3-2,65 %).

Kromě dveřního a okenního kování prodáváme mosazné baterie a sprchové sety z Manzzaro (Rusko-Itálie). Používají prémiovou licí slitinu LC40S – s 59-60% mědi a sníženým podílem olova: 1,0-1,6% (místo 2,5-3,5%, jako mnoho oblíbených značek sanitárních armatur).

„Co znamená „Pure Brass Class A“? Viděl jsem to na pantech a visacích zámcích“

To znamená, že výrobek je vyroben z čisté mosazi. Podíl škodlivých nečistot, jako je vizmut, arsen a antimon, je snížen na možné minimum. Pro informaci: Palladium dveřní a okenní panty, stejně jako naše mosazná těla visacích zámků, jsou vyrobeny z mosazi třídy A.

„Co a jak čistit zašlý mosaz, dokud se doma neleskne?“

Nejlepší je koupit leštící pastu. Pokud ho neseženete, vyrobte si ho sami z běžných stolních surovin. Zde je jeden způsob: smíchejte mouku a sůl ve stejném poměru. Nalijte do nich ocet – tolik, aby vznikla hustá pastovitá směs. Tuto směs naneste na gázu nebo jakýkoli jiný měkký hadřík a otřete mosaz, dokud se neleskne. Před tím vším je samozřejmě potřeba odstranit z mosazi starý lak a na závěr přelakovat.

„S čím kombinovat leštěnou mosaz v interiéru?“

V klasickém prostředí – s texturou dřeva v olejových tónech, hedvábí a brokát, mramor, zrcadla. V moderních – s betonem, tmavě modrou a uhlově šedou barvou, prvky loftového stylu a opět se zrcadly.

„Tři kostky (mramoru, ledu a mosazi) mají stejný objem. Který z nich má největší hmotnost a který nejmenší?“

co to je? Fyzikální problém? Odpověď: Mosazná kostka bude ze tří materiálů nejtěžší, mosaz má nejvyšší hustotu. Nejlehčí kostka je kostka ledu (led má nejnižší hustotu).

V internetovém obchodě dveřního kování Palladium můžete zakoupit:
• mosazné panty pro dřevěné dveře;
• okenní závěsy pro dřevěné rámy;
• kulaté dveřní kliky v antickém stylu Manzzaro Art (a jejich obložení);
• visací zámky v mosazném těle.
• cylindrické zámkové mechanismy s mosazným tělem, jádrem a čepy.

Dále v prodeji: prémiové kuchyňské doplňky a sanitární keramika Manzzaro – mosazné baterie a sprchové stojany v retro a high-tech stylu. Vše je skladem, zavolejte nebo objednejte produkt, který potřebujete online. Doručení po celém Rusku (od 1 dne), do Běloruska (od 4 dnů) a Kazachstánu (od 6 dnů).

Práce s kovy obvykle závisí na jejich fyzikálních vlastnostech: tažnost, hustota, křehkost a tepelná vodivost. Ale u slitin je vše komplikováno eutektikou a chemickými reakcemi, často radikálně. Například nespecialista správně poznamená, že ocel a litina jsou téměř totéž: železo s užitečnými a ne tak užitečnými nečistotami. Ale svářeč sebevědomě řekne, že to ani nejsou slitiny, to jsou věci z jiných planet! Ale mosaz a ocel se i přes zcela odlišné složení a teploty tání často chovají jako dvojčata. Laserové svařování má totiž jednu obrovskou výhodu: velmi rychlý ohřev úzké oblasti, který spouští fyzikální a chemické procesy, které jsou u konvenčních způsobů ohřevu nemožné. Téměř vždy jsou pouze prospěšné, ale někdy vás znervózňují. V každém případě se liší od podmínek při provozu konvenčních typů svařování.

Laserové svařování mosazi

Existuje velké množství průmyslových jakostí této slitiny, ale pro laserový paprsek nemá jejich složení velký význam. Liší se různým obsahem mědi a zinku, někdy i cínu s drobnými přísadami. Nejprve se musíte zaměřit na měď jako nejvíce žáruvzdornou složku: měď se taví při 1085 ℃, zinek – pouze při 420 ℃. No, i děti taví cín přímo na ohni.

Specifikem všech mosazných slitin je to, že svařované obrobky nevyžadují předehřívání pro žádný typ svařování – takové tepelné zpracování spíše způsobí nežádoucí deformace. Obecně se s mosazí pracuje mnohem snadněji než s mědí. Pokud si například ruční vláknový laser dokáže díky své tloušťce dokonale poradit s měděným obrobkem i v pulzním turbo režimu, pak bez zvláštních triků ještě dokonaleji zahřeje měděno-zinkový eutektikum.

Perfektní šev

Mosaz nemá tak vysokou odrazivost jako měď, taví v rozmezí 880 – 950 ℃ a i nejtenčí vrstva oxidů zinku a cínu zvyšuje koeficient absorpce energie laserového paprsku. To znamená, že přirozený, snadný ohřev a vysoká tepelná kapacita taveniny mosazi jsou ideální pro dobře vyladěný pulzní režim v případě svařování na tupo. A velmi dobré pro neustálé používání.

Ale pokud jsou mosazné části tlusté více než půl centimetru, pak je nejlepší zkusit udělat švy svisle a „zdola nahoru“, aby tavenina částečně dopadla na již chladnoucí část švu. Jak se paprsek pohybuje, epicentrum taveniny se ochlazuje rychleji, zatímco níže ve švu bude tavenina tuhnout rovnoměrněji. V důsledku toho bude mít šev nejen vynikající strukturu, ale také ideální exteriér.

Toxicita

Zinek je nezbytně součástí složení mosazi. Je tavitelný a velmi dobře se odpařuje dlouho před bodem varu. Při mírném zvýšení teploty se stává chemicky aktivní a téměř všechny jeho sloučeniny jsou toxické. K ochraně postačí respirátor a brýle na oči, ale je lepší se chránit dobrým větráním.

Lámavost a loupání

Tento moment je však již nepříjemný a nelze jej ignorovat: nebýt oxidového filmu, zinek by začal reagovat s vodou i v běžných domácích podmínkách. Při zahřátí nad 250 ℃ dokonale reaguje s vodní párou – ve vzduchu je jí dostatek. Jednoduchý vzorec Zn + H ₂ O = ZnO + H ₂ zjevně vysvětluje problém. Vodík může nejen vytvářet mikrobubliny ve slitině, ale také vytvářet horká místa při kontaktu se vzduchem. Pokud potřebujete pájet velmi tenké díly o tloušťce menší než 0,5 mm, zejména mikrokontakty nebo stopy na vícevrstvé desce, měli byste zvážit argon nebo dusík jako inertní trysku, jinak můžete skončit s odloupnutou stopou nebo přerušeným kontaktem.

Laserové svařování železa a různých jakostí oceli

Složení různých běžných jakostí oceli se liší jen málo. Obecně se přijímá hodnocení hustoty, požární odolnosti, hustoty s pevností a pružností. V každém případě se však podmínky pro laserové svařování ocelových výrobků téměř nemění. Ale každý poddruh oceli má své vlastní příjemné bonusy:

Tam je paprsek – tam je síla

Nejběžnější jsou vysoce a středně uhlíkové oceli. Některé legované druhy mají také podobné vlastnosti a podobně se chovají při svařování. Například na svařované rámové konstrukce se nejčastěji používají středně uhlíkové oceli. Tito „pracanti“ obsahují 0,45. 0,75 % uhlíku. Speciální konstrukční třídy slitin obsahují celkem 2,5. 10 % legujících prvků. Tyto oceli vyžadují svařovací sílu, protože mají tendenci vytvářet kalící struktury ve svaru samotném a v okolní tepelně ovlivněné zóně. To vždy vede k tvorbě horkých a studených trhlin a dokonce pórů ve svarovém kovu. Laserové svařování výkonným paprskem a jeho rychlý pohyb (rychlostí více než 30 mm/sec) přitom téměř zcela eliminuje i horké trhliny. Vznikne šev s jednotnou litou strukturou a výrazně změněným chemickým složením, odlišným od původní třídy oceli. V závislosti na podmínkách svařování se také projeví efekt zpevnění kovu, někdy natolik, že svar bude o 15 % pevnější než kov nedotčený laserem. Přibližně o stejnou hodnotu se také zvyšuje rázová houževnatost. V každém případě je efekt laserového svařování pouze ku prospěchu svařované konstrukce.

A opět pevnost, ale s elasticitou

Vysoce legované oceli se výrazně liší složením: celkový obsah legujících složek může dosáhnout 55 %! Hlavní vlastnosti těchto jakostí jsou dány chromem (až 18 %) a niklem (až 10 %). Ale pokud se nikl fyzikálně a chemicky málo liší od železa, pak se chrom liší jak ve své obecné chemické aktivitě, tak ve specifických vlastnostech, které jsou vlastní kovům i nekovům. Hlavní nevýhodou těchto ocelí je jejich náchylnost ke vzniku trhlin ve svaru a tepelně ovlivněných oblastech díky specifickému tvaru a velikosti eutektických krystalů. Pokud jsou tedy krystaly dlouhé, tenké a křehké, pak je třeba je rozdrtit! Ale konvenční svařování plynem a dokonce i obloukové svařování ohřívá dosti velkou oblast kolem místa svařování, takže postupné ochlazování velkého objemu kovu opět vede k vytvoření dobře vytvořené sloupcové struktury. Na druhé straně laser nejen ostře zužuje oblast ohřevu, ale také svým „dopadem“ rozdrtí krystalovou mřížku do jemně rozptýleného stavu. V důsledku nerovnoměrného ohřevu různých legujících složek ve vlastním svaru dochází k redukci přebytečných legujících nečistot: uvnitř tavné lázně jsou vytlačovány na periferii a tvoří ne eutektické, ale plnohodnotné chemické sloučeniny se železem – ferity. Ferity tvoří tenké, silné dendritické struktury, které dodávají švu další pevnost. Výsledkem je, že laserové svařování se vyhýbá nejdůležitější nevýhodě pájených ocelí – koroznímu praskání. Například i při obloukovém svařování částice světla a aktivního chrómu plavou na povrch taveniny a zůstávají na povrchu svaru a aktivně interagují s atmosférou. Karbid a oxid chrómu jsou tvrdé, volné sloučeniny, které pouze zvyšují zbytkové tahové napětí podél svaru. Karbid pokračuje v oxidaci a pokračuje v rozšiřování mikrotrhlin, jako je tráva v asfaltové trhlině. Je zřejmé, že laser tento efekt snižuje téměř na minimum.

Laserové svařování litiny

Celkové procento nečistot v litině je relativně malé, ale problémem je, že tyto nečistoty nejsou vůbec kovové. V první řadě jsou to uhlík, křemík, síra a fosfor – velmi aktivní prvky. I při běžném používání na litinových dílech vznikají trhliny a praskliny a dokonce i při svařování vede i opatrné rovnoměrné chlazení k nepředvídatelným následkům.

Sulfidy

Hlavním „viníkem“ je nízkotavitelná slitina Fe-FeS, jejíž molekuly při ochlazení litiny pokrývají železná zrna v tenké vrstvě. Ale kromě své tavitelnosti se slitina vyznačuje vysokým koeficientem specifické roztažnosti. I při mírném zahřívání způsobuje jeho rozpínání více zdrojů vnitřního pnutí a trhlin v tepelně ovlivněných zónách.

Silikon

Křemík nezůstává za FeS, i když jeho „příspěvek“ je jiný. Při svařování křemík vyhoří a vytvoří dva oxidy: SiO ₂ (klasický písek) a SiO – oba jsou pevné a oba mají bod tání vyšší než je teplota svařování – 1700 ℃. Při vysokých teplotách tvoří křemík četné zóny velmi vysoké tvrdosti, což rychle vede k tvorbě trhlin.

Karbon a jak s ním naložit ve svůj prospěch

Metalurgové se hlavní nečistotou, uhlíkem, zabývají již velmi dlouho a byl vyvinut algoritmus pro řešení problémů při odlévání. Na svařování však zatím ne. Litina se dělí na dva typy: bílou a šedou. Litina se nazývá bělená, pokud je většina uhlíku v ní chemicky vázána ve formě Fe cementitu ₃ C. Cementit, stejně jako všechny karbidy, je tvrdý, ale velmi křehký a má nízkou hustotu. Pokud se litina rychle ochladí, pak uhlík nestihne vykrystalizovat ve formě grafitu, v podstatě reaguje s atomy železa z amorfního aktivního stavu. V důsledku takových „mikrooblázků“ cementitu se litina stává příliš tvrdou a křehkou s charakteristickým bílým nádechem na lomu. Bílá litina se používá pouze jako zdroj železa pro odlévání. Sám o sobě je prakticky k ničemu. Ale v šedé litině je uhlík obsažen ve formě grafitu. Grafit má vrstvenou, „klouzavou“ krystalickou strukturu, která dodává celkové hmotě kovu plasticitu. Pro vznik tohoto typu litiny je velmi důležité postupné ochlazování kovu, neboť ke vzniku grafitu dochází nejen při přechodu z kapalného do tuhého skupenství, ale i v průběhu celého ochlazování. Vzhledem k rychlosti ohřevu velmi úzké svařovací zóny laser tyto problémy do značné míry eliminuje, ale přesto se nebude možné úplně zbavit dvou z nich:

Tendence litiny k „bělení“

Rychlý ohřev a prudké ochlazení bude vždy doprovázeno tvorbou cementitů a v důsledku toho i trhlin. Lze to řešit buď metodou „sage’s hand“, tedy zkušeným svářečem, který umí zvolit správný režim svařování, nebo předehřevem na 500 – 600 ℃ jako u jiných typů svařování. Laser vám však umožní rychle vytvořit šev, díky kterému bude pájená část ochlazována současně a rovnoměrně, alespoň v oblasti švu.

Prudký přechod mezi stavy agregace

Navíc teplota tání se u různých značek liší o desítky stupňů! Opět pomáhá schopnost laseru svařit šev co nejrychleji, než se změní teplota a různé koeficienty roztažnosti způsobí praskliny kolem švu.

Ale nejlepším způsobem, jak dosáhnout kvalitního švu, zůstává svařování nízkouhlíkovou ocelovou elektrodou jako přídavným materiálem nebo litinovými tyčemi ze stejného materiálu jako svařovaný díl. Ale při použití litiny jako přísady tavidlo neublíží. Typicky je to směs 50 % boraxu, 47 % hydrogenuhličitanu sodného a 3 % oxidu křemičitého.