溶接強度に及ぼす金属表面の黒皮の影響について

質問

抵抗溶接において、被溶接材料の表面に黒皮（酸化皮膜？）がある場合と無い場合では、溶接後の強度に明らかな差が出ます（黒皮があると、強度は黒皮が無い場合の５０％以下になります）。
今回溶接に用いた材料はＳＴＫＭ１３ＣとＳＳ４００で、ＳＴＫＭ１３Ｃの表面に黒皮が出ていました。
これは黒皮のどのような性質が溶接強度に影響を及ぼしているのでしょうか？

回答No.2

noname#230359

酸化物は組成によって、金属成分より低融点の場合と高融点の場合があり、それによって集まり方は異なります。いずれにしても、ミクロ断面を見れば、酸化物と金属組織は明らかに異なりますので、簡単に判別できます。一度　接合面を観察して見て下さい。
接合強度が弱い場合、接合面に沿って、たくさんの酸化物が見えると思います。

2はおっしゃるとおり、スパッタとして現れます。

お礼

ありがとうございました。
早速、接合面を観察してみます。

回答No.1

noname#230359

どちらとも黒皮が酸化物であるためで、
以下の2つ考えられます。

1つは、酸化物が溶接金属中に巻き込むいわゆるスラグ巻き込みです。酸化物は金属と融点が異なるため、凝固途上でひとつの大きな塊となって溶接金属中に残ります。溶接金属と酸化物の塊は接合してませんからその部分に大きな欠陥が生じていることと同等になります。
2つめは、酸化物の酸素が溶接中に鋼中の炭素と反応して二酸化炭素となり、凝固途上の溶接金属を吹き飛ばしてブローホール等の穴明きが溶接金属中に生じることです。

補足

早速のご回答、ありがとうございます。
追加質問させて下さい。
１について、酸化物は金属よりも融点が高いために、溶けずに溶接金属中に残るということですか？これは断面を顕微鏡等で観察すれば見えるものでしょうか？
２について、凝固途上の溶接金属を吹き飛ばす現象は、スパッタが飛び散ることと同じですか？
黒皮付きの材料で溶接した時には、スパッタが飛び散っていました。

宜しくお願いします。