焊缝颜色—它们意味着什么以及为什么它们很重要
从焊缝的颜色可以看出很多东西
焊缝中出现的各种颜色可以震撼你的感官,激起你的想象力。有时这些色调是可取的,有时则是不可取的。它们是如何出现的,以及它们为什么重要,取决于工艺、材料、行业和应用。
引用罗伯特-普兰特的话,"很多人都在谈论,但很少有人知道"。尽管我不是在谈论一个女人的灵魂的创造,而是在谈论焊缝中颜色的成因。在焊缝和热影响区(HAZ)中出现彩虹般的颜色并不自动成为好的焊缝;它甚至可以表明是坏的焊缝,但不一定。这就是材料和应用的重要性所在。
为什么钢铁会变色?
当钢加热时,其整个分子结构发生了变化。当加热的钢的表面遇到大气时,它与空气中的元素相互作用,产生化学反应。产生的颜色取决于金属的构成、大气的成分、它们相遇的温度以及金属在高温下暴露的时间。该金属正在氧化。
氧化
表面氧化是一回事,但更深的氧化,在金属表面以下,会导致孔隙。这就是保护气体或助焊剂的作用,因为两者都是为了保护热的焊接区域不受大气影响,直到焊缝/HAZ冷却到钢/大气混合不会伤害钢的最终特性的程度。当有人告诉你,你的焊缝有某种颜色是因为你在某种温度下焊接,他们只是部分正确。很多因素都会影响到它。有时这些颜色意味着一切,而有时它们又毫无意义。
以不锈钢为例,焊缝或热影响区的任何颜色都表明氧化层已经形成,这可能会影响耐腐蚀性。颜色越深,氧化层越厚。这些颜色遵循一个可预测的模式,从铬到金色到蓝色到紫色。在某些行业,如制药业,焊缝中超过铬的任何颜色都是不可接受的,但在其他卫生焊接情况下--如乳制品--从浅蓝色到深色都是允许的。这些颜色可以通过机械或化学方法清洗掉,并且可以恢复耐腐蚀性。而这正是使用不锈钢的大问题,对吗?抗腐蚀性可能是至关重要的。
当然,如果你是个艺术家,漂亮的颜色有时就是你所追求的。由于像308不锈钢这样的化学成分,稍微加热就能产生一些非常生动的颜色。但是低碳钢也可以产生很好的颜色,尽管有点软;甚至将两者混合起来也可以产生有趣的结果。
钛
在钛上,情况是一样的,但有一个很大的区别。大气中的污染不仅会影响耐腐蚀性,而且实际上会极大地影响焊接的完整性。钛是一种坚固、有韧性的材料,但在高温下,它喜欢吸进氢气、氮气和氧气--如果允许这样做,它就会变得很脆。
虽然不是一个绝对的万无一失的指标,但所产生的颜色是焊接强度的一个相当好的标记。同样,这在一定程度上取决于行业和用途,但通常情况下,你希望焊缝和危险区呈现出明亮的银/铬色,或无色。通常情况下,浅金色是可以接受的(有时会超过这个颜色,这取决于应用或规范)。但钛的颜色越少,它被污染或损害的可能性就越小。这里的注意事项也与不锈钢类似:当允许反应时,它看起来很神奇。很多摩托车制造商会对暴露在外的管道和排气管的材料完整性抱有侥幸心理,因为当它变成蓝色和紫色时,看起来太酷了。
最后的想法
弧长、焊道长度、母材的温度、表面的清洁度和光滑度、钨丝角度、焊接时的动作、焊接的方向、是否有后部清洗或背板以及后部流动都会影响到最终的颜色,或者没有颜色。学习的最好方法就是通过焊接。
总之,焊缝的颜色是漂亮的,许多因素影响着它们的产生。有时它们表明焊缝不好,有时它们不表明。
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