Die Verfärbung von Schweißnähten ist bei rostfreien Stählen besonders wichtig. Diese Stahlsorte verfügt nämlich über einen Schutzfilm, der das Metall vor Korrosion schützt. Dieser Film kann jedoch unter bestimmten Bedingungen, insbesondere beim Schweißen, beeinträchtigt werden.
Woher kommt die Färbung?
Edelstähle „passivieren“ sich auf natürliche Weise, wenn die Umgebung genügend Sauerstoff bereitstellt, um den aus Chromoxid bestehenden Schutzfilm wiederherzustellen. Die Passivierung trägt dazu bei, den Stahl vor Korrosion zu schützen.
Wenn diese Schutzschicht aus Chromoxid durch einen Kratzer beschädigt wird, regeneriert sie sich unter günstigen Umgebungsbedingungen von selbst; das bedeutet, dass in der Schweißzone genügend Sauerstoff vorhanden war, um die Schicht wiederherzustellen. Das Schweißen von Edelstahlrohren kann diese Fähigkeit jedoch beeinträchtigen, wenn die Bedingungen nicht eingehalten werden.
Während des Schweißvorgangs steigt die Temperatur an, und das Metall reagiert stark mit dem in der Luft enthaltenen Sauerstoff. Aus diesem Grund werden beimWIG-SchweißenSchutzgase verwendet, die den Sauerstoff aus der Luft verdrängen. Nach dem Schweißen kann das Metall in der Nähe der Schweißnaht mit farbigen Oxiden überzogen sein. Diese Oxide haben negative Auswirkungen, da sie Korrosion verursachen.
Welche Informationen kann die Färbung einer Schweißnaht liefern?
Jede Farbe entspricht einer bestimmten Temperatur und einer bestimmten Zusammensetzung der Oxide. Stellenweise kann es zu einer Verringerung des Chromanteils kommen, was die Bildung des Schutzfilms erschwert und folglich die Korrosionsbeständigkeit des Edelstahls beeinträchtigt.
Eine strohgelbe Farbe deutet auf einen geringen Schutzmangel hin, der für bestimmte Anwendungen akzeptabel ist; die Farbe kann sich jedoch auch ins Blaue oder Schwarze verändern. Die Akzeptanz der Farbe muss in den Spezifikationen des Kunden festgelegt und/oder vom Kunden genehmigt werden.
Warum ist es so wichtig, eine Verfärbung der Schweißnaht zu vermeiden?
Nach einem Schweißvorgang an einem Rohr lässt sich die Verfärbung an der Außenfläche des Rohrs recht einfach überprüfen. Je nach Anwendungsfall ist es hingegen schwieriger, die Innenfläche des Rohrs im Wurzelbereich zu überprüfen.
Aus diesem Grund sollten Sie die Bedeutung des Spülgases niemals unterschätzen. Wird dieser Vorgang nicht korrekt durchgeführt, kann es zu Verfärbungen kommen.
Korrosion ist umso gefährlicher, wenn Gase oder Flüssigkeiten in Rohrleitungen transportiert werden, in denen Korrosion nicht zulässig ist. Dies ist in verschiedenen Industriebereichen der Fall, in denen ein hoher Reinheitsgrad Standard ist, wie beispielsweise in der Halbleiterproduktion, der Lebensmittelindustrie und der Luftfahrtindustrie.
Wie lässt sich eine Verfärbung einer Schweißnaht vermeiden?
1. Die Vorfertigung ist ein wichtiges Thema
Um eine Schweißnaht ordnungsgemäß zu kontrollieren, sollten bestimmte Vorbereitungsmaßnahmen vor dem Schweißen beachtet werden. Beispiel: Wenn Sie in Ihrer Werkstatt sowohl Kohlenstoffstahl als auch Edelstahl schweißen, müssen Sie die beiden Produktionslinien voneinander trennen, um eine Verunreinigung durch Eisen zu vermeiden.
Der Edelstahl darf zu keinem Zeitpunkt während der Verarbeitung mit Kohlenstoffstahl in Kontakt kommen.
2. Eine gute Vorbereitung der zu schweißenden Oberfläche
Die Oberfläche von Edelstahl muss abgebeizt werden, um eventuelle Oxide oder andere Verunreinigungen zu entfernen; anschließend muss sie mit einem trockenen Reinigungsmittel gereinigt werden. Berühren Sie das/die Werkstück(e) nach Durchführung dieser Arbeitsschritte nur mit Handschuhen, um Ölrückstände auf der Oberfläche zu vermeiden.
Je nach den Anforderungen des Kunden hinsichtlich der Färbung der Schweißnaht stehen dem Schweißer zwei Möglichkeiten zur Verfügung, wie er den Edelstahl schweißen kann.
Entweder müssen sie jegliche Verfärbung vermeiden, oder der Kunde muss eine Verfärbung während des Schweißvorgangs akzeptieren. Das bedeutet, dass die Werkstücke „passiviert“, also behandelt werden müssen, um nach dem Schweißen einen einwandfreien Schutz zu gewährleisten.
3. Wenn Sie eine Verfärbung der Schweißnaht vermeiden möchten:
Zunächst verwenden Sie ein geeignetes Schutzgas, in der Regel Argon mit einem Reinheitsgrad von über 99,99 %, um den gesamten Sauerstoff im Bereich der Schweißnahtwurzel zu entfernen. Dieses Gas muss so trocken wie möglich sein, um zu vermeiden, dass sich eine geringe Menge Feuchtigkeit in Sauerstoff zersetzt und dadurch eine Verfärbung verursacht.
Diese erste Option ist umso wichtiger, wenn das Ausgangsmaterial sehr teuer ist oder wenn die Geometrie und die Oberflächenbeschaffenheit eine Reparaturschweißung nicht zulassen.
Sie können außerdem ein Sauerstoffmessgerät anschließen, das Ihnen den Sauerstoffgehalt im Schutzgas anzeigt. Bei einem am Sauerstoffmessgerät voreingestellten Wert können Sie schweißen und dabei die Verfärbung kontrollieren.
4. Manchmal wird eine Verfärbung toleriert:
Andererseits kann bei bestimmten Anwendungen eine Verfärbung einer Schweißnaht akzeptiert werden, sofern dieser Schweißnahtfehler anschließend behoben wird.
In diesem Fall müssen Sie die Schweißfläche mechanisch oder chemisch entgraten und anschließend durch Eintauchen oder Besprühen mit Salpetersäure chemisch re-passivieren, um die Wiederherstellung des Schutzfilms zu ermöglichen.
Bedenken Sie jedoch, dass dies ein zusätzlicher Arbeitsschritt ist, den Sie durchführen müssen, und dass die Ergebnisse manchmal nicht besser sind als bei der ersten Option.
Fazit:
Um die Verfärbung und die Arbeitskosten (die den größten Kostenfaktor bei einem Schweißvorgang darstellen) zu kontrollieren, kann es sinnvoll sein, dasSchutzgas (Vorgas und Nachgas) durch eine präzise Steuerung der Schutzgasparameter zu regeln.
Wenn Sie für die Serienfertigung hochreine Schweißnähte an dünnen Rohren erzielen möchten, können Sie durch den Einsatz eines geschlossenen Schweißkopfes Schweißnähte ohne Verfärbung erzielen. Dies ist auf das Vor- und Schutzgas in der Schweißkammer zurückzuführen, das das Rohr umgibt.
Noch einmal: Die Vorbearbeitung einer Schweißnaht ist von größter Bedeutung. Zögern Sie nicht,unszukontaktieren, um Ihr Projekt mit uns zu besprechen.
