Ce que sont les couleurs de revenu

Les couleurs de revenu sont de fines couches d’oxyde qui se forment à côté du cordon pendant le soudage. Elles apparaissent lorsque le métal chaud entre en contact avec l’oxygène. Le chrome de ces couches manque alors dans l’acier situé dessous, et la résistance à la corrosion y diminue.

À température ambiante, l’acier inoxydable se protège lui-même : une couche passive d’oxyde de chrome de quelques nanomètres seulement se reforme sans cesse à l’air, voir Ce qui rend l’acier inoxydable. Sous la chaleur du soudage, en revanche, l’oxydation progresse plus vite et plus profondément. La couche s’épaissit, change de composition et perd son effet protecteur.

La couleur provient de la réfraction de la lumière dans la couche d’oxyde. Plus on s’éloigne du bain de fusion, plus la couche est mince. Du cordon vers l’extérieur se succèdent à peu près gris, bleu, rouge, jaune puis le métal propre, avec des transitions progressives. La couleur dépend non seulement de la température, mais aussi de la durée d’action de la chaleur et de la quantité d’oxygène présente.

Quelles couleurs sont nocives

Le jaune réduit légèrement la résistance à la corrosion, le rouge et le gris nettement. Comme toute coloration bleue s’accompagne d’une coloration rouge, la règle pratique est : tout ce qui est plus foncé que le jaune doit disparaître si le joint est exposé à la corrosion.

Couleur Effet sur la résistance à la corrosion
Jaune paille à jaune réduction seulement légère de la résistance ; seule couleur qui apparaît aussi isolément
Jaune foncé à rouge au-delà d’un jaune rougeâtre, la sensibilité à la corrosion par piqûres augmente fortement
Bleu en soi de nouveau plus résistant, mais jamais seul : il y a toujours du rouge à côté
Gris, noir, calaminé résistance fortement altérée ; le chrome y est littéralement brûlé

D’après DVS 0937 et Warzawa (DVS-Berichte vol. 275). À l’essai au brouillard salin, la résistance à la corrosion par piqûres diminue régulièrement à mesure que le jaune fonce.

En outre, lors d’un échauffement prolongé, le chrome peut se redistribuer dans la structure. S’il descend localement sous environ 12 %, l’acier n’y est plus inoxydable.

Éviter les couleurs de revenu

Le plus simple est de ne pas laisser les couleurs de revenu se former. Pour cela, il faut tenir l’oxygène éloigné de la surface chaude.

  • Inerter l’envers : Protection de la racine et inertage.
  • Souder l’endroit avec une bonne protection gazeuse, si nécessaire avec un traînard qui couvre ensuite le cordon en refroidissement : Gaz de protection.
  • Limiter l’apport de chaleur : plus le métal reste chaud peu de temps, plus la couche d’oxyde est mince, voir Apport de chaleur et température entre passes.
  • Conduites de gaz sèches et étanches : l’humidité dans le gaz produit elle aussi des couleurs de revenu.

Évaluer les couleurs de revenu

La couleur de revenu encore acceptable doit être fixée avant le soudage, par exemple dans la commande ou dans le descriptif de mode opératoire de soudage (DMOS). Elle est ensuite contrôlée par comparaison avec des nuanciers ou des échantillons de référence.

  • Une même oxydation donne une même couleur, quel que soit le matériau de base. C’est pourquoi les couleurs de revenu peuvent être comparées avec des nuanciers neutres.
  • La lumière et l’observateur influencent le jugement : luminosité, couleur de la lumière, expérience et vision des couleurs. Le mieux est de consigner les conditions d’observation dans le rapport d’essai.
  • À travers un endoscope, les couleurs paraissent différentes. Il est utile d’observer d’abord des surfaces de référence à travers l’endoscope, puis directement.
  • Les surfaces rugueuses et les nuanciers imprimés rendent les couleurs autrement que l’acier lisse.

Éliminer les couleurs de revenu

Couleurs de revenu, calamine, laitier et projections gênent la couche passive et doivent être éliminés des joints exposés à la corrosion, mécaniquement ou chimiquement.

Méthode Avec quoi Quand
Brossage avec des brosses en acier inoxydable réservées à cet usage suffisant en l’absence d’exigences élevées de résistance à la corrosion et si la surface est ensuite à blanc métallique
Meulage disques sans fer ni soufre, finition à un grain d’environ 180 à 240 sur une grande surface et avec peu de pression, afin qu’il ne se forme ni nouvelles couleurs de revenu ni contraintes ; éliminer immédiatement la poussière de meulage
Microbillage, grenaillage billes de verre ; selon la fiche ISER, aussi grenaille d’acier inoxydable ou autres abrasifs sans fer élimine les couleurs de revenu légères et donne une surface uniforme ; pour des exigences élevées, décaper ensuite
Décapage décapage au bain, à la pâte ou par pulvérisation, généralement à l’acide nitrique et fluorhydrique élimine couleurs de revenu, calamine et couche appauvrie en chrome située dessous ; le nettoyage le plus complet
Électropolissage enlèvement électrochimique, pièce en anode surfaces particulièrement lisses et de haute qualité ; en appareil portatif aussi pour nettoyer les cordons

D’après DVS 0931 et la fiche ISER 823 (2019). Pour toutes les méthodes mécaniques : outils et abrasifs réservés aux aciers inoxydables, sinon des particules de fer subsistent et rouillent.

Lors d’un meulage sans décapage ni électropolissage ultérieur, aucune contrainte résiduelle élevée ni déformation à froid ne doit apparaître en surface. Dans les aciers austénitiques, elles peuvent déclencher une corrosion sous contrainte. Là où ce risque existe, par exemple dans des milieux chlorurés, la surface est décapée après le meulage.

Le décapage en pratique

Le décapage dissout chimiquement la couche d’oxyde et la zone appauvrie en chrome située dessous. La couche passive peut ensuite se reformer entièrement. Les instructions du fabricant du produit de décapage priment.

  • Dégraisser d’abord : éliminer complètement les salissures importantes, la graisse et l’huile.
  • Décapage au bain : si possible à température ambiante, durée d’action d’environ 30 minutes à 2 heures.
  • Pâte ou gel de décapage appliqué au pinceau sur le cordon. En raison de la teneur limitée en acide, le risque de surdécapage est plus faible.
  • Décapage par pulvérisation pour les grands réservoirs pour lesquels aucun bain n’est assez grand.
  • Ne pas surdécaper : trop long, trop concentré ou trop chaud nuit à la résistance à la corrosion.
  • Rincer soigneusement jusqu’à ce qu’aucun acide ne soit plus détectable, par exemple avec du papier indicateur. Ne pas oublier les interstices et les angles ; les résidus de décapage y déclenchent de la corrosion.

Sécurité au travail et environnement

Les produits de décapage pour l’inox contiennent généralement de l’acide nitrique et de l’acide fluorhydrique. Ils exigent un personnel formé, des vêtements de protection, des lunettes de protection, si nécessaire une protection respiratoire et un suivi médical du travail. Les eaux de rinçage ne doivent pas aller à l’égout sans traitement ; elles peuvent être neutralisées. Les boues de décapage sont des déchets dangereux.

Passivation

Après décapage et rinçage, la couche passive se forme d’elle-même à l’air. Selon la surface, cela peut prendre plusieurs heures. Une passivation supplémentaire est réalisée si ce temps n’est pas disponible ou si des exigences élevées s’appliquent.

Selon la fiche ISER, un traitement à l’acide nitrique d’environ 20 % peut être utilisé à cet effet. Là aussi, la pièce est ensuite rincée soigneusement à l’eau.

Questions fréquentes

Faut-il éliminer une couleur de revenu jaune paille ?

Le jaune paille ne réduit que légèrement la résistance et est souvent toléré. Qu’il puisse rester dépend des conditions de service et doit être convenu à l’avance.

Le brossage suffit-il ?

Pour de faibles exigences, oui, s’il reste ensuite une surface à blanc métallique sans résidus de couleur. Seul le décapage élimine la zone appauvrie en chrome sous la couleur de revenu.

Puis-je sabler au sable de quartz ?

Pour les aciers inoxydables, DVS 0931 ne cite que les billes de verre, la fiche ISER aussi d’autres abrasifs sans fer. Un abrasif ayant déjà servi sur de l’acier non allié est exclu dans tous les cas.

Faut-il passiver après le décapage ?

Pas obligatoirement. La couche passive se forme d’elle-même à l’air. Une passivation supplémentaire est réalisée si la pièce entre immédiatement en service ou si des exigences particulièrement élevées s’appliquent.

À propos de l’auteur

Robert Lahnsteiner, Ing., est ingénieur international en soudage (IWE) et gérant de MIGAL.CO GmbH. Après une formation en télécommunications et en électronique à la HTL de Braunau, il a travaillé dix-huit ans dans les techniques de soudage chez Fronius à partir de 1983. Depuis 2001, il dirige avec Martin Erl MIGAL.CO, le fabricant de fil de soudage en aluminium établi à Landau an der Isar. Ses domaines de prédilection sont les métaux d’apport en aluminium, la fabrication et le dévidage du fil ainsi que la surveillance des procédés de soudage. Au sein du DVS, il participe depuis une trentaine d’années au comité technique FA03 « Soudage à l’arc » et préside le groupe de travail 2.4.4 « Soudage MIG de l’aluminium ».

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