JPH03198997A - アーク溶接特性の優れたアーク溶接用複合ワイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、ガスシールドアーク溶接の用途に供せられ
る、溶接フラックスを内包するアーク溶接用複合ワイヤ
の製造方法に関するものである。

（従来の技術） フラックスが充填された溶接用複合ワイヤは、高能率溶
接が可能な溶接用ソリッドワイヤとスラグ形成によって
全姿勢溶接が可能な被覆溶接棒両者の利点を併せ持つワ
イヤとして、造船、産業機械、橋梁および自動車などの
分野において、その需要が増大している。

かかる溶接用複合ワイヤについては、例えば特開昭６３
−１１５６９７号公報や特開昭５６−１４８４９４号公
報にその製法が開示されている。

前者は薄鋼帯を鋼管体に成形したのち、伸線するもので
あり、後者は成形完了とほとんど同時に合わせ目をシー
ム溶接して鋼管体を形成し、ついで伸線するものである
。

これらはいずれも、成形または成形・溶接が完了する以
前にフラックスを散布・投入して鋼管体への充填を図る
ものであり、鋼管体形成時にフラックスを充填する方式
の溶接複合ワイヤの製造では、通常これらで代表される
いずれかの方法が採用される。

（発明が解決しようとする課題） ところで複合ワイヤの径は一般に、０．６〜２．４鵬と
細径であるが、かかる細径の複合ワイヤでは高電流溶接
時にアークの押し付は力が高くなるため、その反作用で
ワイヤ先端の溶滴が押し上げられる結果、溶滴が溶接プ
ールにスムーズに移行しなくなってスパッタが発生する
などアークの安定性が悪い。そこでアーク安定化のため
に、ＡｒやＨｅ等の不活性ガスによってワイヤの周囲を
シールドしながら溶接する手法が採用されているが、依
然としてワイヤの中心部については押し付は力の低減が
十分とはいえず、満足いくほどのアーク安定化は達成で
きない。

上記の問題を解決するものとして、特開昭６２−２１２
０９６号公報において、少なくともパイプ突き合わせ溶
接工程までに、パイプ内の空気を不活性ガスで置換する
ことからなる溶接用フラックス入りワイヤの製造方法が
提案された。

しかしながら上記の方法では、パイプ内部空間が不活性
ガスで置換されているだけなので、やはり充分満足いく
程のアーク安定化は達成できなかった。この理由は、上
記の方法では、フラックスの粒間に存在していた空気が
そのまま持ち来されると共に、不活性ガス吹き込み時に
空気が巻き込まれ、しかもパイプ内ではかかる空気の逃
げ場がないことから、依然として内部に多量の空気が残
留することによるものと考えられる。

またフラックス中には、通常Ｆｅ−５ｉ、　Ｆｅ−Ｍｎ
等の脱酸剤やＭｇ合金、ふっ素化合物等のアーク安定剤
が添加されていて、これらは本来アーク溶接時に反応し
てその効果を発揮するものであるが、上記の方法では、
ワイヤの内部に多量の空気が残留していることから、電
縫溶接時や伸線途中の中間焼鈍中に酸化反応し、熱劣化
することも判明した。

その他にも特公昭６２−５０２３９号公報にて、パイプ
内部の空気を不活性ガスで予め置換するか、又は該ガス
を注入しながら、フラックスを充填することからなる溶
接用複合ワイヤの製造方法が開示されている。

しかしながらこの方法は、パイプに成形したのちフラッ
クスを充填するものであるから、パイプ先端に行くほど
フラックス自体の充填率が安定化しないだけでなく、い
たるところでフラックス中能率が極めて悪く、充填率も
不安定なために、アークの安定が望めないだけでなく、
フラックスの粒間に存在していた空気がやはり不安定に
そのまま持ち来されるため、当然ながら満足いく程のア
ーク安定化は望み得なかった。

この発明は、上記の諸問題を有利に解決するもので、ア
ーク安定性に極めて優れ、従ってスパッタ等の発生が大
幅に軽減された、アーク溶接用複合ワイヤの有利な製造
方法を提案することを目的とする。

（課題を解決するための手段） さて発明者らは、上記の問題を解決すべく鋭意研究を重
ねた結果、ワイヤ自身すなわちワイヤの軸中心部から不
活性ガスをアーク雰囲気中に流入させること、具体的に
は複合ワイヤに内包されるフラックスの粒間に不活性ガ
スを充填させておくことが、所期した目的の達成に関し
、極めて有効であることの知見を得た。

この発明は、上記の知見に立脚するものである。

すなわちこの発明は、薄鋼帯を成形ロールによって順次
Ｕ型、Ｏ型と成形しつつ、かかる成形の完了前に溶接フ
ラックスを供給し、しかるのちフラックスの充填された
鋼管体に伸線加工を施す工程からなる溶接複合ワイヤの
製造法において、溶接フラックスを供給するに際し、該
溶接フラックスの粒間を予め不活性ガスで満たすと共に
、該溶接フラックスの供給位置および成形完了部周辺を
不活性ガスでシールドすることを特徴とするアーク溶接
特性の優れたアーク溶接用複合ワイヤの製造方法である
。

以下、この発明を具体的に説明する。

第１図に、この発明の実施に供して好適なフラックスの
供給装置を模式的に示し、図中番号１は薄鋼帯、２は成
形された鋼管体、３はＵ型から０型への成形途中の銅帯
、４は成形完了部であり、５で後続の伸線工程を示す。

そして６が溶接フラックスを最初に投入または貯えるホ
ッパー、７がフラックスと不活性ガスの流動層、８が不
活性ガスの吹き込み口、９が不活性ガスの流れ、１ｏが
フラックス、１１が不活性ガスで粒間が満たされた充填
フラックス、１２が高周波シーム溶接用コイル、１３が
フラックス供給位置および成形完了部を覆う遮蔽ボック
スである。

さてホッパー６に投入されたフラックス１ｏは、流動層
７を通過する間に、フラックス粒間に存在していた空気
が不活性ガスと置換され、粒間に不活性ガスが満たされ
た状態で成形途中の銅帯３上に供給される。しかもフラ
ックス供給位置および成形完了部は不活性ガスでシール
ドされているので、このシールドガスがさらに充填され
て粒間に浸透すると共に鋼管体成形時における空気の巻
き込みを効果的に阻止するので、鋼管体中への空気の混
入はほとんどない。ついで鋼管体２に成形されたのち、
伸線工程に供され製品とされるわけであるが、かかる過
程を通じて、鋼管体の内部はフラックス粒間も含めて不
活性ガスで満たされ、この状態が伸線後の製品にも持ち
来されるので、アーク溶接の際に尖鋭的なアーク安定化
効果を発揮することになるのである。

この効果は、成形したまま伸線される複合ワイヤにおい
ては勿論のこと、合わせ目を例えば上述した高周波シー
ム溶接される場合においても充分発揮される。

またその他の効果として、シーム溶接時の熱によってフ
ラックス中に含有される金属成分が酸化される害を、こ
の発明では不活性ガスの存在により有利に防止すること
ができる。

さらに上記の効果は、伸線の途中で中間焼鈍が施される
場合においても同様にして発揮される。

上述のようにして得られた溶接用複合ワイヤの製品にお
けるフラックス粒間の空気量は２〜２５％程度であり、
前掲特公昭６２−２１２０９６号公報に開示のパイプ内
の空気を不活性ガスで置換しつつフラックスを供給する
従来法におけるそれが数十％であることと比べると、空
気量は大幅に低減し、その結果アーク溶接特性の著しい
向上が達成される。

なおこの発明において、銅帯にとくに限定されることは
ないが、ＪＩＳ規格＝ｓｐｃｃ材や５ＰＨＣ材等の軟鋼
帯がとりわけ有利に適合する。

またフラックスについても、その粒度、成分および形状
等には何らの制限はなく、特別な前処理も必要としない
。

さらにこの発明において、流動層の形成には、２ｊＶｍ
ｉｎ程度以上の不活性ガスを流せば良い。

またさらに遮蔽ボックス内における不活性状態の維持は
、該ボックスの内部を予め不活性ガスで満たしておくか
、または適当量（好ましくは流量２１／ｍｉｎ以上）の
不活性ガスをボックス内部に常時給排気してやることに
よって容易に達成される。

（作　用） 一般にパイプ中では、フラックスの占める割合の方が空
間よりも大きい。しかもかかる空間中のガスは、伸線工
程における締め込み成形時に押し出されるが、粒間の大
気はそのまま内部に閉じ込められる。従って単に空間の
みを不活性ガスと置換しただけでは、製品中における空
気分圧を充分に低減することはできない。このため従来
は、充分満足いく程のアーク安定化が図れなかったもの
と考えられる。

これに対し、この発明では、フラックス供給前段階にお
けるフラックス粒間ガスの不活性ガスとの置換およびフ
ラックス供給時における不活性ガスによるシールによっ
て、フラックスの粒間含むパイプ中のガスのほとんどが
不活性ガスで占められているので、とくに製品において
は空気の分圧が低い。

そしてフラックスの粒間に閉じ込められた不活性ガスは
、ワイヤ中心からワイヤの溶融に伴ゲＣアーク柱中心に
尖鋭的に供給され、しがもその後はシールドガスとして
も有効に作用するので、極めて効果的にアークの安定化
を図り得るのである。

（実施例） 前掲第１図に示したフラックスの供給装置を用い、下記
の条件下で、 ・使用鋼帯　　５ＰＨＣ、２，５ｍｍ厚・使用フラック
ス組成：　Ｔｉ０ｚ約０ｚ％を主成分として含み、他は
Ｓｉｎｇ、　ＭｎＯ，八ｈＯｉ、ふっ化物、　ＡｌＭｇ
合金＋Ｆｅ　−Ｍｎ、　Ｆｅ　−Ｓｉなど・不活性ガス
　Ａｒ 流動層への流量：　　２．８　ｊ！　／ｓｉｎ遮蔽ボッ
クスへの流Ｍ　：　３．２１　／ｌｌ１ｉｎ・伸線工程
における中間焼鈍温度：６００°Ｃワイヤ径がそれぞれ
０．８．１．２．１．６　ｓｅｍの複合ワイヤを製造し
た。

また比較のため特公昭６２−２１２０９６号公報に開示
のパイプ内の空気を不活性ガスで置換しつつフラックス
を供給する従来の方法で、上記と同じ径になる複合ワイ
ヤを作成した。

その結果、従来法で作成したワイヤのガス中空気量は５
６％であったのに対し、この発明に従いえられたワイヤ
のガス中空気量は６％と、格段に低減していた。

次に、得られた２種の複合ワイヤを用い、表１に示す条
件の下にガスシールドアーク溶接を行ったときの、アー
ク安定化について調べた結果を表１に併せて示す。なお
アーク安定化は、その代表的指標であるスパッタの発生
量で評価した。

同表より明らかなように、この発明に従い得られた複合
ワイヤを用いた場合は、従来材を用いた場合に比べ、伸
線途中においる中間焼鈍の有無にかかわらず、スパッタ
ロスが非常に少なく、アーク安定性が極めて良好である
ことが確認された。

（発明の効果） かくしてこの発明によれば、従来に比ベアーク安定性に
極めて優れた複合ワイヤを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施に供して好適なフラックスの
供給装置の模式図である。 ｌ・・・Ｗｉ鋼帯 ２・・・鋼管体 ３・・・成形途中の銅帯 ４・・・成形完了部 ５・・・成形後の伸線工程 ６・・・溶接フラックスホッパー ７・・・流動層 ８・・・不活性ガスの吹き込み口 ９・・・不活性ガスの流れ １０・・・溶接フラックス １１・・・粒間が不活性ガスで満たされた充填フラック
ス１２・・・高周波シーム溶接用コイル １３・・・遮蔽ボックス

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、薄鋼帯を成形ロールによって順次Ｕ型、Ｏ型と成形
   しつつ、かかる成形の完了前に溶接フラックスを供給し
   、しかるのちフラックスの充填された鋼管体に伸線加工
   を施す工程からなる溶接複合ワイヤの製造法において、 溶接フラックスを供給するに際し、該溶接フラックスの
   粒間を予め不活性ガスで満たすと共に、該溶接フラック
   スの供給位置および成形完了部周辺を不活性ガスでシー
   ルドすることを特徴とするアーク溶接特性の優れたアー
   ク溶接用複合ワイヤの製造方法。