Цветные швы: что они значат и почему имеют значение.

Многое можно сказать по цвету сварного шва

Диапазон цветов, которые встречаются в сварных швах – потрясает и пробуждает ваше воображение. Иногда эти оттенки желательны, а иногда нет. То каким цветом получился шов зависит от процесса сварки, материала, отрасли и области применения.

Цветная радуга на сварном шве и в зоне термического влияния не делает его хорошим сварным швом. Это может, наоборот, указывать на плохой сварной шов (но не обязательно). Материалы и их применение в той или иной сфере имеют большое значение...

Почему сталь меняет цвет?

Здесь задействовано много науки и возможно немного магии. Когда сталь нагревается, вся ее молекулярная структура изменяется. И когда поверхность нагретой стали встречается с атмосферой, она взаимодействует с элементами в воздухе, создавая химическую реакцию. Получаемые цвета зависят от состава металла, состава атмосферы, температуры, при которой они встречаются, и времени нахождения металла при повышенной температуре. Как следствие, металл окисляется.

Оксидирование

Окисление поверхности - это одно, но более глубокое окисление происходит под поверхностью металла и оно вызывает пористость. Именно здесь играют роль защитный газ или флюс, т.к. оба предназначены для защиты зоны горячей сварки от атмосферы до тех пор, пока валик не остынет до такой степени, что смешивание стали и атмосферы не повлияет на конечные свойства металла.

Когда кто-то говорит Вам, что Ваш шов окрашен определенным образом, потому что Вы выполняете сварку с определенной температурой, они только частично правы: многие факторы влияют на это. Иногда эти цвета значат все, а иногда ничего не значат.

Например, на нержавеющей стали любой цвет в сварном шве показывает, что образовался оксидный слой, который может повлиять на коррозионную стойкость. Чем темнее цвет, тем толще окисление.
Цвета следуют предсказуемому образцу: от цвета хрома до соломы, от золота до синего и фиолетового.
В некоторых отраслях, например в фармацевтике, любой цвет кроме хрома в сварном шве недопустим, но в других ситуациях, связанных с санитарной сваркой, например на молочных заводах, допускаются оттенки светло-синего цвета. Эти цвета могут быть удалены механическим или химическим путем, а коррозионная стойкость может быть восстановлена.
Так в чем же дело с использованием нержавеющей стали?
Коррозионная стойкость может быть критической.
Конечно, если Вы такой же художник, как я, то красивые цвета - это то, что Вы ищете. Я часто жертвую антикоррозионной защитой ради внешнего вида.
Из-за химического состава, например нержавеющей стали Aisi 308 — небольшое нагревание может привести к очень ярким цветам. Но мягкая сталь также может давать хорошие цвета, хотя и c более мягкими оттенками. А смешивание двух разных сплавов может привести к интересным результатам.

Титан

На титане история похожая, но с большей разницей. Вместо того чтобы просто снизить коррозионную стойкость, загрязнение из атмосферы может существенно повлиять на целостность сварного шва. Титан является прочным, пластичным материалом, но при повышенных температурах он вбирает водород, азот и кислород, и если ему это разрешить, он станет хрупким.
Хотя это и не абсолютный показатель защиты от неправильного обращения с материалом, полученные цвета являются довольно хорошим показателем прочности сварного шва. Опять же, это в некоторой степени зависит от отрасли и сферы применения. Часто светло-золотой цвет шва является приемлемым, но чем меньше цвета у титана, тем меньше вероятность его загрязнения или брака. Предостережения здесь похожи на нержавеющую сталь.
Титан выглядит потрясающе, когда ему позволяют реагировать на температуру. Многие парни строящие хот-роды и мотоциклы рискуют с "материальной целостностью" на открытых трубах и выхлопах, потому что это выглядит чертовски круто, когда титан становится синим или фиолетовым.

Я хотел бы добавить несколько строк о покрытии защитным газом

Да, газовое покрытие может повлиять на цвет сварного шва. Но это только один из многих факторов.
Производители часто ошибочно полагают, что больше кубических футов в час (CFH) улучшают качество сварки. Больше газа - означает более чистые сварные швы, лучшую дугу и лучшее управление сварочной ванной, верно? На самом деле это не так! Наглядный пример: когда ваш сосед думает, что заправив 95-ым бензином свой Москвич, он каким-то образом превращается в спорткар. Эти двигатели были построены для бензина с октановым числом 80. Горючие жидкости ниже 80 можно заливать, но использование какого-либо топлива с октановым числом выше, чем то, для которого был разработан и откалиброван двигатель, не поможет. Это пустая трата денег. Это может лишь повредить мотор.
То же самое с инертным газом: Вам нужен поток, достаточный для защиты нагретого металла от атмосферы в соответствии со стандартами, к которым Вы применяете сварку. Делаете больше подачу, и Вы тратите впустую газ, а возможно еще и вызываете турбулентность в зоне сварки. Необходимый поток газа может быть разным для каждой работы. Главное, его должно быть достаточно, чтобы покрыть зону сварки до тех пор, пока шов не станет ниже температуры окисления.
Перед началом работы я запускаю дугу и начинаю делать пробные "чешуйки" при этом постепенно закрываю вентиль расходомера, пока он не даст мне достаточно газа, затем открываю его обратно примерно на 1 л/мин и начинаю работать.

Подводя итог...

Длина дуги, длина валика, температура основного материала, чистота и гладкость поверхности, угол заточки вольфрама, угол вольфрама к поверхности, Ваше движение во время сварки, направление сварки, есть задняя продувка или опорная пластина, и пост поддувка, а так же качество защитного газа - все это влияет на конечный результат, цвет шва или его отсутствие. Лучший способ научиться – это просто сваривать, сваривать и сваривать каждый день.

Цвета сварных швов бывают невероятно красивы, и для многих это искусство, но иногда эти цвета указывают на плохой сварной шов, а иногда нет.