La coloration des soudures est particulièrement importante pour les aciers inoxydables. En effet, cette famille d'acier possède un film protecteur qui protège le métal de la corrosion. Mais ce film peut être altéré sous certaines conditions, notamment lors du soudage.
D'où vient la coloration ?
Les aciers inoxydables se « passivent » naturellement si l'environnement peut fournir suffisamment d'oxygène pour réparer le film composé d'oxyde de chrome. La passivation contribue à protéger l'acier de la corrosion.
Lorsque ce film protecteur d'oxyde de chrome est altéré par une rayure, il se répare si les conditions environnementales sont bonnes ; cela signifie qu'il y avait suffisamment d'oxygène dans la zone de soudage pour recréer le film. Mais le soudage de tubes en acier inoxydable peut détériorer cette capacité si les conditions ne sont pas respectées.
Pendant le processus de soudage, la température augmente et le métal réagit fortement avec l'oxygène présent dans l'air. C'est la raison pour laquelle vous utilisez des gaz de protection pour le soudage TIG qui éliminent l'oxygène de l'air. Après le soudage, près du cordon de soudure, le métal peut être recouvert d'oxydes colorés. Ces oxydes ont des effets néfastes, car ils sont une source de corrosion.
Quelles informations la coloration d'une soudure peut-elle indiquer ?
Chaque couleur correspond à une température spécifique et à une composition spécifique des oxydes. Localement, il peut y avoir une diminution du pourcentage de chrome, ce qui rend difficile la formation du film protecteur et, par conséquent, diminue la résistance de l'acier inoxydable à la corrosion.
Une couleur jaune paille indique un léger manque de protection acceptable pour certaines applications, mais la couleur peut aussi virer au bleu ou au noir. L'acceptation de la couleur doit être définie dans les spécifications du client et/ou acceptée par le client.
Pourquoi est-il si important d'éviter la coloration d'une soudure ?
Après une opération de soudage sur un tube, il est assez facile de vérifier la coloration sur la surface externe du tube. En revanche, selon l'application, il est plus difficile de vérifier la surface interne du tube au niveau de la passe de racine.
C'est la raison pour laquelle il ne faut jamais négliger l'importance du gaz de protection envers. Si cette opération n'est pas gérée correctement, une coloration peut apparaître.
La corrosion est encore plus dangereuse lorsque des gaz ou des fluides sont transportés dans des tubes où aucune corrosion n'est admise. C'est le cas dans divers domaines industriels où un niveau de pureté élevé est la norme, tels que la production de semi-conducteurs, l'industrie alimentaire et l'aéronautique.
Comment éviter la coloration d'une soudure ?
1. La préfabrication est un enjeu important
Pour bien maîtriser une soudure, certaines opérations de pré-soudage doivent être respectées. Exemple : si dans votre atelier vous soudez à la fois de l'acier au carbone et de l'acier inoxydable, vous devrez séparer les deux lignes de production afin d'éviter toute pollution ferreuse.
À aucun moment du processus, l'acier inoxydable ne doit entrer en contact avec l'acier au carbone.
2. Une bonne préparation de la surface à souder
La surface de l'acier inoxydable devra être décapée afin d'éliminer tout oxyde ou autre impureté superficielle ; elle devra ensuite être nettoyée avec un produit sec. Après ces opérations, ne manipulez les pièces qu'avec des gants pour éviter toute trace d'huile sur la surface.
Selon les exigences du client concernant la coloration de la soudure, le soudeur dispose de deux possibilités pour le procédé de soudage de l'acier inoxydable.
Soit il faudra éviter toute trace de coloration, soit si le client accepte une coloration pendant la soudure. Dans ce dernier cas, les pièces devront être « passivées », traitées, afin d'assurer une protection parfaite après la soudure.
3. Si vous souhaitez éviter toute coloration de la soudure :
Pour commencer, vous utiliserez un gaz de protection adapté, généralement de l'argon avec un indice de pureté supérieur à 99,99 %, afin d'éliminer tout oxygène à proximité de la racine du bain de fusion. Ce gaz doit être aussi sec que possible, pour éviter qu'une petite quantité d'humidité ne se décompose en oxygène et ne crée ainsi une coloration.
Cette première option est d'autant plus importante si le matériau de base est très coûteux ou si la géométrie et les conditions de surface ne permettent pas une soudure de réparation.
Vous pouvez également ajouter un oxymètre qui vous informera sur la quantité d'oxygène dans le gaz de protection. Dans le cas d'un niveau programmé indiqué sur l'oxymètre, vous pouvez souder tout en contrôlant la coloration.
4. Parfois, une coloration est tolérée :
D'autre part, pour certaines applications, une coloration de la soudure peut être acceptée si ce défaut de soudure est corrigé par la suite.
Dans ce cas, il faudra décaper la surface de soudage par des moyens mécaniques ou chimiques, puis la repassiver chimiquement par immersion ou pulvérisation d'acide nitrique, permettant ainsi la réparation du film de protection.
Mais gardez à l'esprit qu'il s'agit d'une opération supplémentaire que vous devrez réaliser et que parfois les résultats ne sont pas meilleurs que ceux de la première option.
Conclusion :
Afin de maîtriser la coloration et les coûts de main-d'œuvre (qui représentent le coût le plus élevé d'une opération de soudage), il peut être intéressant de contrôler le gaz de protection (gaz de pré-gazage et gaz de purge) par un contrôle précis des paramètres de protection.
Si vous souhaitez obtenir des soudures de haute pureté sur des tubes minces pour une production en série, l'utilisation d'une tête de soudage fermée vous permettra d'obtenir des soudures sans coloration. Cela est dû au gaz de pré-gazage et au gaz de purge présents dans la chambre de soudage qui entoure le tube.
Encore une fois : la préfabrication d'une soudure est de la plus haute importance. N'hésitez pas à nous contacter pour discuter de votre projet.
