JPH0452196B2 - - Google Patents
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- JPH0452196B2 JPH0452196B2 JP60152535A JP15253585A JPH0452196B2 JP H0452196 B2 JPH0452196 B2 JP H0452196B2 JP 60152535 A JP60152535 A JP 60152535A JP 15253585 A JP15253585 A JP 15253585A JP H0452196 B2 JPH0452196 B2 JP H0452196B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wire
- annealing
- welding
- layer
- steel wire
- Prior art date
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- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Description
（発明の技術分野）
本発明は送給性のすぐれた全自動および半自動
溶接用鋼ワイヤの製造方法に関する。 （従来の技術） 一般にCO2ガスシールド溶接、MIG溶接等には
0.8〜2.4mmφの鋼メツキした溶接用鋼ワイヤが使
用されている。これらの溶接用ワイヤは通常スプ
ールやボビンに巻装された状態で、あるいはペイ
ルパツクと呼ばれる円筒容器に装填された状態で
溶接と供せられる。これらのワイヤが使用される
ときは、溶接機の付属装置である送給機に設置さ
れ、送給ローラを通り３〜20ｍにおよびフレキシ
ブルコンジツトチユーブ、溶接トーチ、コンタク
トチツプを通じ、溶接が行われる例が多い。 フレキシブルコンジツトチユーブを用いる溶接
ワイヤの送給方式としてはプツシユ式、プル式、
プツシユプル式の３種類あるが、取扱いの簡便
な、プツシユ式の使用比率が高い。しかしプツシ
ユ式の送給機のコンジツトチユーブは通常３ｍ、
広領域の溶接を行う場合には20ｍ程度の長さのも
のが使用され、この時ワイヤ送給性の問題が生じ
る。溶接ワイヤには一定速度で供給されることが
求められるものである。しかしワイヤはフレキシ
ブルコンジツトの案内管であるライナー、トー
チ、チツプとの間の接触抵抗およびフレキシプル
コンジツトチユーブの屈曲部とを通りぬけるため
の抵抗力などが作用する。フレキシブルコンジツ
トチユーブが直線状態である現場作業はほとんど
なく、屈曲状態下で使用されるのが普通であり、
屈曲部が多いほどまた屈曲半径が小さいほど屈曲
部通りぬけの抵抗力は大きい。しかして、前記の
如き溶接ワイヤとの接触抵抗力に打克つ力でワイ
ヤは押進せしめられ送給されるものであるが、接
触抵抗が大きくなると溶接ワイヤの送給速度が不
均一になり、ついには送給停止と事態が生じるよ
うになる。このため、溶接アークの不安定、ビー
ド形状の不揃、融合不良、アンダーカツトの発生
など種々の溶接欠陥を生ずるようになる。 最近、溶接作業の複雑化、高速化、広範囲化に
伴ないフレキシブルジツトライナーとの摩擦抵抗
力が小さく、送給が円滑でかつ安定し、常に定速
送給されうる溶接用ワイヤ、すなわち送給性が安
定な溶接用ワイヤが強く要求されるようになつ
た。 従来、ワイヤの送給性を改善するために、送給
機の送給パワーを高めるかあるいはワイヤ自体の
送給性を向上させることが行われてきた。例えば
特公昭50−3256号公報に開示されたワイヤのよう
にワイヤ自体の送給性の向上をはかるべく、表面
が充分なミクロ的に緻密平滑なワイヤ表面に液状
の潤滑油を塗布し、ワイヤ表面の潤滑能を上げ、
送給抵抗の軽減を計る方法が知られているが必ず
しも安定した送給性を示すものは得られなかつ
た。その理由はワイヤ表面が緻密平滑であること
から液状の潤滑剤をワイヤの表面に均一にかつ安
定した状態で塗布することは困難であり、所定の
性能を得るため潤滑油を多量に塗布せざるを得な
かつたからである。また必要以上に多量に塗布さ
れたワイヤ表面の潤滑油は溶接部の材質変化を生
ぜしめたりあるいは溶接作業性に悪影響をおよぼ
すのみであつた。第３図は表面が緻密平滑な従来
ワイヤの表面状態を示す金属顕微鏡写真（倍率×
400）である。 この従来のワイヤは大気焼鈍すなわち酸素の多
い状態で焼鈍するために、ワイヤ表面より数μｍ
〜10μｍ程度の深さまで鉄酸化物（FeO、Fe3O4、
Fe2O3等）を主成分とする酸化被覆、いわゆる外
部酸化層を生成する。この外部酸化層はワイヤの
めつき密着性に悪影響を及ぼすことから次工程の
めつき前処理（酸洗）で除去し、表面清浄なワイ
ヤとしてその表面に銅めつき等のめつきを施こ
す。このときの鋼ワイヤは外周部に伸びのあるめ
つき層、内部は軟化焼鈍された伸びのある２重構
造のワイヤ断面であり、該ワイヤの伸線加工に際
して、滅面するワイヤにともなつてめつき層が伸
びるので、第３図に示すような表面が緻密平滑な
ワイヤとなる。 その他特開昭54−141349号公報に開示されてい
るように、ワイヤの表面の強制的に加圧し、表面
粗度を変え接触抵抗を軽減する方法などもあるが
その効果は前記した潤滑油の塗布による送給性の
改善の効果と大同小異であり、未だ満足すべきも
のではない。 このような従来ワイヤの欠点を解消する溶接用
鋼ワイヤとして本出願人を特開昭56−144892号公
報に示されたワイヤを開発した。即ち、原線径５
〜６mmφの熱延鋼線材を使用して溶接用鋼ワイヤ
や製造する場合、製品の具備すべき適正な引張強
さを得る意味で伸線加工により硬化した線材の応
力除去を目的に伸線加工途中で雰囲気ガス中での
バツチ式軟化焼鈍を行なう。例えば窒素ガス雰囲
気中で700℃×4hrのバツチ焼鈍を行なう。この焼
鈍により鋼ワイヤは所定の引張強さに下げられる
とともに、鋼ワイヤの表面層は前工程よりワイヤ
表面に付着して焼鈍炉内に持込まれた水分、潤滑
剤等によつて酸化されて深さ数μｍ〜10μｍ程度
の硬い内部酸化層となる。次いでめつき前処理工
程の酸洗処理でめつき密着性を悪くするワイヤ表
面上層部を除去するとともに、最終の仕上伸線工
程で亀甲状の溝が良好に形成されるように前記硬
い内部酸化層の厚さを調整した上で銅めつき等の
めつきを行なう。こうして外周部に軟かく伸びの
あるめつき層、中間部は焼鈍で生成し調整された
硬い内部酸化層、内部は軟化焼鈍された伸びのあ
る線材の３重構造のワイヤ断面を呈する線材が得
られる。次に鋼ワイヤを仕上伸線工程で伸線する
と、それぞれの層間の密着性が損われず、厚さ調
整した中間の内部酸化層の最も薄く伸びの少ない
箇所を基点にして、横溝がワイヤ表面の円周方向
に発達し、ワイヤ表面に亀甲状の溝が生成する。
このワイヤによればできるだけ少ない液状潤滑剤
を安定した状態でワイヤ長手方向に均一に付着さ
せることが可能となる。すなわちワイヤ表面の亀
裂内に液状潤滑剤を保持しワイヤの表面はミクロ
的な含油状態になるのでワイヤ表面の潤滑能が極
めて良好となりコンジツトライナーとの接触抵抗
が軽減される。この結果送給抵抗そのものも低
く、変動範囲が狭くないワイヤ送給性が安定す
る。ワイヤ送給性の安定・均一化によりアークは
安定し、ビード形状の不揃、融合不良などの溶接
欠陥が生じない。さらにメツキ亀裂内に液状潤滑
剤が安定した状態で保持されるため液状潤滑剤は
最小限とワイヤ付着量で安定した送給性が得られ
るので過剰な潤滑剤によるピツト、ブローホール
などの溶接欠陥の発生がなく、すぐれた溶接作業
性が達成される。 ところがこの製造方法はワイヤ表面に前工程に
て付着した水分、潤滑剤等の酸素源のみによりワ
イヤ表面層に内部酸化層を生成せしめようとする
いわば消極的な製造方法があつたので少なくとも
２時間以上の長時間焼鈍を余儀なくされ、各工程
の連続化を困難なものにしていた。なぜならば伸
線、めつく前処理、めつき処理等の各工程の所要
時間は数分以内であり、焼鈍のみ数時間を要した
場合、連続化のためには膨大な長さの焼鈍炉を設
置しなければならないからである。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明はこのようなワイヤ表面に亀甲状と溝を
形成した送給性の良好な溶接用ワイヤの最も好ま
しい製造方法であつて、短時間にかつ安定してワ
イヤ表面に亀甲状の溝を有する溶接用鋼ワイヤを
得ることのできる製造方法を提供することを目的
とする。 又本発明の他の目的は焼鈍−めつき−伸線等の
各工程を連続化しうる溶接用鋼ワイヤの製造方法
を提供することを目的とする。 （問題点を解決するための手段） この目的を達成する本発明の要旨とするところ
は鋼ワイヤ表面に水酸化物を塗布してから非酸化
性雰囲気中で焼鈍を行い、その後伸線加工を施す
ことを特徴とする溶接用鋼ワイヤの製造方法にあ
る。 以下本発明を詳細に説明する。 本発明では非酸化性雰囲気中で軟化焼鈍して鋼
ワイヤ表面層に内部酸化層を生成させる。焼鈍炉
内の酸素量を少なくするためには、アルゴンガス
等の不活性ガスあるいは窒素ガス、一酸化炭素と
二酸化炭素の混合ガス等のいわゆる中性又は還元
性ガスを使用すればよいがランニングコスト、安
全性等を考慮して例えば窒素ガスを使用する。又
本発明ではワイヤに内部酸化層を生成させる時間
を短縮化するために焼鈍前のワイヤに水酸化物を
塗布しこれにより内部酸化層生成を促進せしめ
る。ここでいう水酸化物とはNaOH、LiOH、
KOH等のアルカリ金属の水酸化物あるいはCa
（OH）2、Ba（OH）2、Mg（OH）2等のアルカリ土類
金属の水酸化物の１種もしくは２種以上をいう。 ワイヤ表面に塗布した水酸化物がワイヤの内部
酸化層の生成を促進するのは、水酸化物として水
酸化カルシウムを例にして説明すると、該水酸化
カルシウムが650℃以上の高温で分解し、Ca
（OH）2→CaO＋H2O となつて発生する酸化カルシウムの触媒作用によ
るワイヤ表面層の内部酸化が進むものと考えられ
る。酸素の供給源は水酸化物の分解によつて発生
する水分、焼鈍に供されるワイヤに付着している
水分、伸線潤滑剤あるいは雰囲気ガス中の不純物
であり、これらの酸素の供給源からもたらされる
酸素が高温状態で鋼ワイヤ中の鉄よりも親和力の
強いケイ素、マンガン等の合金元素と水酸化物の
存在により良好に反応してワイヤ表面からほぼ
10μｍ以内にFe2SiO4、FeMnO2等の酸化物から
なる内部酸化層を生成する。このとき窒素ガス雰
囲気中での焼鈍ならば、該窒素およびワイヤに付
着した潤滑剤中の炭素により不可避的に生成する
若干の窒化物、炭化物も内部酸化層中に含有され
る。又ワイヤ表面に若干の鉄の酸化物（FeO、
Fe3O4、Fe2O3等）も生成するが、炉内の酸素が
非常に少ないので前記した鉄の酸化被膜の状態、
すなわち外部酸化の状態にはならない。 本発明では炉内雰囲気を非酸化性雰囲気とする
が、鋼ワイヤ表面層に内部酸化層を効果的に生成
させるためには酸素量2vol.％以下、好ましくは
酸素量1vol.％以下の雰囲気とする。 又、焼鈍温度×時間は鋼ワイヤを所定の引張強
さに下げうる範囲、かつ水酸化物の分解により発
生したアルカリ金属、アルカリ土類金属の酸化物
を触媒として鋼ワイヤ表面層に所望の内部酸化層
を生成させうる範囲とする。従つて使用する水酸
化物の分解温度によつて焼鈍温度の下限値も定ま
り、この下限値以上の温度で鋼ワイヤを焼鈍すれ
ばよい。他方上限値は特に限定しないがエネルギ
ーコストを考えれば900℃以下で望ましい。この
焼鈍温度範囲で１分間以上保持すれば内部酸化層
を生成する目的において充分である。焼鈍温度を
１分間以上長く保持すれば内部酸化層の厚さは焼
鈍時間が長くなるのにつれて厚くいなるが、この
内部酸化層の厚さは少々厚くなつても弊害はない
ことから焼鈍時間の上限値は特に限定せず、エネ
ルギーコスト等から適宜決定すればよい。 このようにして鋼ワイヤは焼鈍されて軟化しか
つワイヤ表面からほぼ10μｍ以内に上記の酸化
物、窒素物、炭化物からなる硬い内部産下層が生
成する。焼鈍工程に次いでめつき前処理の酸洗工
程で、焼鈍で生成しためつき密着性を悪くする鉄
酸化物等の表面上層部を除去すると共に最終仕上
伸線工程で亀甲模様の溝が良好に形成されるよう
に前記の硬い内部酸化層の膜厚を調整したうえで
めつきを行なう。かくして外周部に軟かく伸びの
あるめつき層、中間部は焼鈍で生成し調整された
硬い内部酸化層、内部は軟化焼鈍された伸びのあ
る鋼ワイヤを３重構造のワイヤ断面を呈する線材
が得られる。この３種構造のワイヤを仕上伸線工
程で伸線するとそれぞれの層間の密着性が損われ
ず、硬い中間層の最も伸びの少ない箇所を基点に
して、亀甲模様と溝がワイヤ表面の円周方向に発
生する。 溶接用鋼ワイヤ表面にはワイヤ送給性、耐錆性
のための潤滑材が付着されるが、この潤滑材は油
脂、鉱物油、湿式伸線用潤滑材剤等の液状潤滑剤
であり、これら潤滑剤中に添加される界面活性剤
を含むものである。 本発明の製造方法にて製造された溶接用ワイヤ
が送給性良好なワイヤになる理由は前記したよう
にワイヤ表面の亀甲状の亀裂の伸線時と液状潤滑
剤等の潤滑剤が入り込み、ワイヤ表面がミクロ的
給油状態になつているので溶接時にコンジツトラ
イナー内壁等と接続したとき、亀裂内に存在する
液状潤滑剤が排出され、これにより接触抵抗の軽
減が計れ、よりバラツキのない安定した送給性が
得られるからである。 ここで本発明に適用する焼鈍装置の具体例を第
１図に示す。第１図の具体例において１は焼鈍炉
で焼鈍炉１の前部には乾燥室４を介して水酸化物
水溶液槽２、後部には水槽３が配設されている。
この水酸化物水溶液槽２はワイヤへの水酸化物の
塗布、炉内雰囲気ガス遮へいのために、又水槽３
は焼鈍後のワイヤの冷却、炉内雰囲気ガス遮へい
のために設ける。焼鈍炉１の炉内はラジアントチ
ユーブバーナ方式や電熱ヒータ方式等適宜の加熱
方式により所定の温度に保たれる。６，７，８，
９はそれぞれ炉内への雰囲気ガス供給パイプ、排
出パイプ、圧力計、炉外大気中への雰囲気ガス排
出パイプを又１４，１５は槽２，３内で発生した
水蒸気を大気中に排出するチエツクバルブを備え
た排出パイプを示す。乾燥室と焼鈍炉の間および
焼鈍炉と水槽との間にはワイヤの搬送をさまたげ
ない適当な雰囲気ガスの遮へい手段を設けて乾燥
室内、水槽内の水蒸気が焼鈍炉内に進入しないよ
う配慮している。すなわち焼鈍炉の直前、直後に
第１の雰囲気ガスの遮へい手段を設けるととも
に、さらに液槽、水槽による第２の遮へい手段を
設ける２段方式の遮へいを行なつている。なお遮
へいされた各部の圧力は焼鈍炉、乾燥室およ
び焼鈍炉側の水槽、炉外大気の順に低いので
、、の順にガスの流れが生じてもその逆は
ない。この圧力関係は焼鈍炉内、乾燥室内等で焼
鈍にともなつてガスが発生することによつて起こ
る。 実際にワイヤを焼鈍する場合は次の(イ)〜(ニ)の順
序で行なう。 (イ) 焼鈍を開始する前に雰囲気ガス供給パイプ６
からガスを炉内に導入して初期雰囲気をつくり
バルブを閉めガス供給をストツプする。 (ロ) 所定径に伸線されたワイヤをコイラーにより
ループ状にしてチエーンコンベア１０で横値搬
送（矢印Ａ方向）して水酸化物水溶液槽２に浸
漬し、乾燥室４にて乾燥する。 (ハ) ワイヤに水酸化物を塗布、乾燥後ローラコン
ベア１１により焼鈍炉内を搬送し焼鈍する。炉
内雰囲気は所定温度、所定圧力に保持されてお
り、炉内圧力は圧力計８、該圧力計８からの指
示による開閉する電磁バルブを有する排出パイ
プ９により適宜ガス排出が行なわれることによ
り大気圧以上の所定圧に保持される。 (ニ) 焼鈍炉１内搬送により焼鈍されたループ状の
ワイヤは、ローラコンベア１１からチエーンコ
ンベア１０に受け継がれ焼鈍炉１に後続する水
槽３に浸漬されて冷却された後めつき工程へ搬
送（矢印Ｂ方向）されていく。 以下本発明の製造方法の実施例を述べる。 原線径5.5mmφ、化学成分Ｃ：0.08％、Si：0.85
％、Mn：1.55％の熱延綱線材を原線として、製
品径1.2mmφの溶接用鋼ワイヤを第１表に示す工
程を経て製造した。なお焼鈍装置は第１図に示す
ものを使用した。
溶接用鋼ワイヤの製造方法に関する。 （従来の技術） 一般にCO2ガスシールド溶接、MIG溶接等には
0.8〜2.4mmφの鋼メツキした溶接用鋼ワイヤが使
用されている。これらの溶接用ワイヤは通常スプ
ールやボビンに巻装された状態で、あるいはペイ
ルパツクと呼ばれる円筒容器に装填された状態で
溶接と供せられる。これらのワイヤが使用される
ときは、溶接機の付属装置である送給機に設置さ
れ、送給ローラを通り３〜20ｍにおよびフレキシ
ブルコンジツトチユーブ、溶接トーチ、コンタク
トチツプを通じ、溶接が行われる例が多い。 フレキシブルコンジツトチユーブを用いる溶接
ワイヤの送給方式としてはプツシユ式、プル式、
プツシユプル式の３種類あるが、取扱いの簡便
な、プツシユ式の使用比率が高い。しかしプツシ
ユ式の送給機のコンジツトチユーブは通常３ｍ、
広領域の溶接を行う場合には20ｍ程度の長さのも
のが使用され、この時ワイヤ送給性の問題が生じ
る。溶接ワイヤには一定速度で供給されることが
求められるものである。しかしワイヤはフレキシ
ブルコンジツトの案内管であるライナー、トー
チ、チツプとの間の接触抵抗およびフレキシプル
コンジツトチユーブの屈曲部とを通りぬけるため
の抵抗力などが作用する。フレキシブルコンジツ
トチユーブが直線状態である現場作業はほとんど
なく、屈曲状態下で使用されるのが普通であり、
屈曲部が多いほどまた屈曲半径が小さいほど屈曲
部通りぬけの抵抗力は大きい。しかして、前記の
如き溶接ワイヤとの接触抵抗力に打克つ力でワイ
ヤは押進せしめられ送給されるものであるが、接
触抵抗が大きくなると溶接ワイヤの送給速度が不
均一になり、ついには送給停止と事態が生じるよ
うになる。このため、溶接アークの不安定、ビー
ド形状の不揃、融合不良、アンダーカツトの発生
など種々の溶接欠陥を生ずるようになる。 最近、溶接作業の複雑化、高速化、広範囲化に
伴ないフレキシブルジツトライナーとの摩擦抵抗
力が小さく、送給が円滑でかつ安定し、常に定速
送給されうる溶接用ワイヤ、すなわち送給性が安
定な溶接用ワイヤが強く要求されるようになつ
た。 従来、ワイヤの送給性を改善するために、送給
機の送給パワーを高めるかあるいはワイヤ自体の
送給性を向上させることが行われてきた。例えば
特公昭50−3256号公報に開示されたワイヤのよう
にワイヤ自体の送給性の向上をはかるべく、表面
が充分なミクロ的に緻密平滑なワイヤ表面に液状
の潤滑油を塗布し、ワイヤ表面の潤滑能を上げ、
送給抵抗の軽減を計る方法が知られているが必ず
しも安定した送給性を示すものは得られなかつ
た。その理由はワイヤ表面が緻密平滑であること
から液状の潤滑剤をワイヤの表面に均一にかつ安
定した状態で塗布することは困難であり、所定の
性能を得るため潤滑油を多量に塗布せざるを得な
かつたからである。また必要以上に多量に塗布さ
れたワイヤ表面の潤滑油は溶接部の材質変化を生
ぜしめたりあるいは溶接作業性に悪影響をおよぼ
すのみであつた。第３図は表面が緻密平滑な従来
ワイヤの表面状態を示す金属顕微鏡写真（倍率×
400）である。 この従来のワイヤは大気焼鈍すなわち酸素の多
い状態で焼鈍するために、ワイヤ表面より数μｍ
〜10μｍ程度の深さまで鉄酸化物（FeO、Fe3O4、
Fe2O3等）を主成分とする酸化被覆、いわゆる外
部酸化層を生成する。この外部酸化層はワイヤの
めつき密着性に悪影響を及ぼすことから次工程の
めつき前処理（酸洗）で除去し、表面清浄なワイ
ヤとしてその表面に銅めつき等のめつきを施こ
す。このときの鋼ワイヤは外周部に伸びのあるめ
つき層、内部は軟化焼鈍された伸びのある２重構
造のワイヤ断面であり、該ワイヤの伸線加工に際
して、滅面するワイヤにともなつてめつき層が伸
びるので、第３図に示すような表面が緻密平滑な
ワイヤとなる。 その他特開昭54−141349号公報に開示されてい
るように、ワイヤの表面の強制的に加圧し、表面
粗度を変え接触抵抗を軽減する方法などもあるが
その効果は前記した潤滑油の塗布による送給性の
改善の効果と大同小異であり、未だ満足すべきも
のではない。 このような従来ワイヤの欠点を解消する溶接用
鋼ワイヤとして本出願人を特開昭56−144892号公
報に示されたワイヤを開発した。即ち、原線径５
〜６mmφの熱延鋼線材を使用して溶接用鋼ワイヤ
や製造する場合、製品の具備すべき適正な引張強
さを得る意味で伸線加工により硬化した線材の応
力除去を目的に伸線加工途中で雰囲気ガス中での
バツチ式軟化焼鈍を行なう。例えば窒素ガス雰囲
気中で700℃×4hrのバツチ焼鈍を行なう。この焼
鈍により鋼ワイヤは所定の引張強さに下げられる
とともに、鋼ワイヤの表面層は前工程よりワイヤ
表面に付着して焼鈍炉内に持込まれた水分、潤滑
剤等によつて酸化されて深さ数μｍ〜10μｍ程度
の硬い内部酸化層となる。次いでめつき前処理工
程の酸洗処理でめつき密着性を悪くするワイヤ表
面上層部を除去するとともに、最終の仕上伸線工
程で亀甲状の溝が良好に形成されるように前記硬
い内部酸化層の厚さを調整した上で銅めつき等の
めつきを行なう。こうして外周部に軟かく伸びの
あるめつき層、中間部は焼鈍で生成し調整された
硬い内部酸化層、内部は軟化焼鈍された伸びのあ
る線材の３重構造のワイヤ断面を呈する線材が得
られる。次に鋼ワイヤを仕上伸線工程で伸線する
と、それぞれの層間の密着性が損われず、厚さ調
整した中間の内部酸化層の最も薄く伸びの少ない
箇所を基点にして、横溝がワイヤ表面の円周方向
に発達し、ワイヤ表面に亀甲状の溝が生成する。
このワイヤによればできるだけ少ない液状潤滑剤
を安定した状態でワイヤ長手方向に均一に付着さ
せることが可能となる。すなわちワイヤ表面の亀
裂内に液状潤滑剤を保持しワイヤの表面はミクロ
的な含油状態になるのでワイヤ表面の潤滑能が極
めて良好となりコンジツトライナーとの接触抵抗
が軽減される。この結果送給抵抗そのものも低
く、変動範囲が狭くないワイヤ送給性が安定す
る。ワイヤ送給性の安定・均一化によりアークは
安定し、ビード形状の不揃、融合不良などの溶接
欠陥が生じない。さらにメツキ亀裂内に液状潤滑
剤が安定した状態で保持されるため液状潤滑剤は
最小限とワイヤ付着量で安定した送給性が得られ
るので過剰な潤滑剤によるピツト、ブローホール
などの溶接欠陥の発生がなく、すぐれた溶接作業
性が達成される。 ところがこの製造方法はワイヤ表面に前工程に
て付着した水分、潤滑剤等の酸素源のみによりワ
イヤ表面層に内部酸化層を生成せしめようとする
いわば消極的な製造方法があつたので少なくとも
２時間以上の長時間焼鈍を余儀なくされ、各工程
の連続化を困難なものにしていた。なぜならば伸
線、めつく前処理、めつき処理等の各工程の所要
時間は数分以内であり、焼鈍のみ数時間を要した
場合、連続化のためには膨大な長さの焼鈍炉を設
置しなければならないからである。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明はこのようなワイヤ表面に亀甲状と溝を
形成した送給性の良好な溶接用ワイヤの最も好ま
しい製造方法であつて、短時間にかつ安定してワ
イヤ表面に亀甲状の溝を有する溶接用鋼ワイヤを
得ることのできる製造方法を提供することを目的
とする。 又本発明の他の目的は焼鈍−めつき−伸線等の
各工程を連続化しうる溶接用鋼ワイヤの製造方法
を提供することを目的とする。 （問題点を解決するための手段） この目的を達成する本発明の要旨とするところ
は鋼ワイヤ表面に水酸化物を塗布してから非酸化
性雰囲気中で焼鈍を行い、その後伸線加工を施す
ことを特徴とする溶接用鋼ワイヤの製造方法にあ
る。 以下本発明を詳細に説明する。 本発明では非酸化性雰囲気中で軟化焼鈍して鋼
ワイヤ表面層に内部酸化層を生成させる。焼鈍炉
内の酸素量を少なくするためには、アルゴンガス
等の不活性ガスあるいは窒素ガス、一酸化炭素と
二酸化炭素の混合ガス等のいわゆる中性又は還元
性ガスを使用すればよいがランニングコスト、安
全性等を考慮して例えば窒素ガスを使用する。又
本発明ではワイヤに内部酸化層を生成させる時間
を短縮化するために焼鈍前のワイヤに水酸化物を
塗布しこれにより内部酸化層生成を促進せしめ
る。ここでいう水酸化物とはNaOH、LiOH、
KOH等のアルカリ金属の水酸化物あるいはCa
（OH）2、Ba（OH）2、Mg（OH）2等のアルカリ土類
金属の水酸化物の１種もしくは２種以上をいう。 ワイヤ表面に塗布した水酸化物がワイヤの内部
酸化層の生成を促進するのは、水酸化物として水
酸化カルシウムを例にして説明すると、該水酸化
カルシウムが650℃以上の高温で分解し、Ca
（OH）2→CaO＋H2O となつて発生する酸化カルシウムの触媒作用によ
るワイヤ表面層の内部酸化が進むものと考えられ
る。酸素の供給源は水酸化物の分解によつて発生
する水分、焼鈍に供されるワイヤに付着している
水分、伸線潤滑剤あるいは雰囲気ガス中の不純物
であり、これらの酸素の供給源からもたらされる
酸素が高温状態で鋼ワイヤ中の鉄よりも親和力の
強いケイ素、マンガン等の合金元素と水酸化物の
存在により良好に反応してワイヤ表面からほぼ
10μｍ以内にFe2SiO4、FeMnO2等の酸化物から
なる内部酸化層を生成する。このとき窒素ガス雰
囲気中での焼鈍ならば、該窒素およびワイヤに付
着した潤滑剤中の炭素により不可避的に生成する
若干の窒化物、炭化物も内部酸化層中に含有され
る。又ワイヤ表面に若干の鉄の酸化物（FeO、
Fe3O4、Fe2O3等）も生成するが、炉内の酸素が
非常に少ないので前記した鉄の酸化被膜の状態、
すなわち外部酸化の状態にはならない。 本発明では炉内雰囲気を非酸化性雰囲気とする
が、鋼ワイヤ表面層に内部酸化層を効果的に生成
させるためには酸素量2vol.％以下、好ましくは
酸素量1vol.％以下の雰囲気とする。 又、焼鈍温度×時間は鋼ワイヤを所定の引張強
さに下げうる範囲、かつ水酸化物の分解により発
生したアルカリ金属、アルカリ土類金属の酸化物
を触媒として鋼ワイヤ表面層に所望の内部酸化層
を生成させうる範囲とする。従つて使用する水酸
化物の分解温度によつて焼鈍温度の下限値も定ま
り、この下限値以上の温度で鋼ワイヤを焼鈍すれ
ばよい。他方上限値は特に限定しないがエネルギ
ーコストを考えれば900℃以下で望ましい。この
焼鈍温度範囲で１分間以上保持すれば内部酸化層
を生成する目的において充分である。焼鈍温度を
１分間以上長く保持すれば内部酸化層の厚さは焼
鈍時間が長くなるのにつれて厚くいなるが、この
内部酸化層の厚さは少々厚くなつても弊害はない
ことから焼鈍時間の上限値は特に限定せず、エネ
ルギーコスト等から適宜決定すればよい。 このようにして鋼ワイヤは焼鈍されて軟化しか
つワイヤ表面からほぼ10μｍ以内に上記の酸化
物、窒素物、炭化物からなる硬い内部産下層が生
成する。焼鈍工程に次いでめつき前処理の酸洗工
程で、焼鈍で生成しためつき密着性を悪くする鉄
酸化物等の表面上層部を除去すると共に最終仕上
伸線工程で亀甲模様の溝が良好に形成されるよう
に前記の硬い内部酸化層の膜厚を調整したうえで
めつきを行なう。かくして外周部に軟かく伸びの
あるめつき層、中間部は焼鈍で生成し調整された
硬い内部酸化層、内部は軟化焼鈍された伸びのあ
る鋼ワイヤを３重構造のワイヤ断面を呈する線材
が得られる。この３種構造のワイヤを仕上伸線工
程で伸線するとそれぞれの層間の密着性が損われ
ず、硬い中間層の最も伸びの少ない箇所を基点に
して、亀甲模様と溝がワイヤ表面の円周方向に発
生する。 溶接用鋼ワイヤ表面にはワイヤ送給性、耐錆性
のための潤滑材が付着されるが、この潤滑材は油
脂、鉱物油、湿式伸線用潤滑材剤等の液状潤滑剤
であり、これら潤滑剤中に添加される界面活性剤
を含むものである。 本発明の製造方法にて製造された溶接用ワイヤ
が送給性良好なワイヤになる理由は前記したよう
にワイヤ表面の亀甲状の亀裂の伸線時と液状潤滑
剤等の潤滑剤が入り込み、ワイヤ表面がミクロ的
給油状態になつているので溶接時にコンジツトラ
イナー内壁等と接続したとき、亀裂内に存在する
液状潤滑剤が排出され、これにより接触抵抗の軽
減が計れ、よりバラツキのない安定した送給性が
得られるからである。 ここで本発明に適用する焼鈍装置の具体例を第
１図に示す。第１図の具体例において１は焼鈍炉
で焼鈍炉１の前部には乾燥室４を介して水酸化物
水溶液槽２、後部には水槽３が配設されている。
この水酸化物水溶液槽２はワイヤへの水酸化物の
塗布、炉内雰囲気ガス遮へいのために、又水槽３
は焼鈍後のワイヤの冷却、炉内雰囲気ガス遮へい
のために設ける。焼鈍炉１の炉内はラジアントチ
ユーブバーナ方式や電熱ヒータ方式等適宜の加熱
方式により所定の温度に保たれる。６，７，８，
９はそれぞれ炉内への雰囲気ガス供給パイプ、排
出パイプ、圧力計、炉外大気中への雰囲気ガス排
出パイプを又１４，１５は槽２，３内で発生した
水蒸気を大気中に排出するチエツクバルブを備え
た排出パイプを示す。乾燥室と焼鈍炉の間および
焼鈍炉と水槽との間にはワイヤの搬送をさまたげ
ない適当な雰囲気ガスの遮へい手段を設けて乾燥
室内、水槽内の水蒸気が焼鈍炉内に進入しないよ
う配慮している。すなわち焼鈍炉の直前、直後に
第１の雰囲気ガスの遮へい手段を設けるととも
に、さらに液槽、水槽による第２の遮へい手段を
設ける２段方式の遮へいを行なつている。なお遮
へいされた各部の圧力は焼鈍炉、乾燥室およ
び焼鈍炉側の水槽、炉外大気の順に低いので
、、の順にガスの流れが生じてもその逆は
ない。この圧力関係は焼鈍炉内、乾燥室内等で焼
鈍にともなつてガスが発生することによつて起こ
る。 実際にワイヤを焼鈍する場合は次の(イ)〜(ニ)の順
序で行なう。 (イ) 焼鈍を開始する前に雰囲気ガス供給パイプ６
からガスを炉内に導入して初期雰囲気をつくり
バルブを閉めガス供給をストツプする。 (ロ) 所定径に伸線されたワイヤをコイラーにより
ループ状にしてチエーンコンベア１０で横値搬
送（矢印Ａ方向）して水酸化物水溶液槽２に浸
漬し、乾燥室４にて乾燥する。 (ハ) ワイヤに水酸化物を塗布、乾燥後ローラコン
ベア１１により焼鈍炉内を搬送し焼鈍する。炉
内雰囲気は所定温度、所定圧力に保持されてお
り、炉内圧力は圧力計８、該圧力計８からの指
示による開閉する電磁バルブを有する排出パイ
プ９により適宜ガス排出が行なわれることによ
り大気圧以上の所定圧に保持される。 (ニ) 焼鈍炉１内搬送により焼鈍されたループ状の
ワイヤは、ローラコンベア１１からチエーンコ
ンベア１０に受け継がれ焼鈍炉１に後続する水
槽３に浸漬されて冷却された後めつき工程へ搬
送（矢印Ｂ方向）されていく。 以下本発明の製造方法の実施例を述べる。 原線径5.5mmφ、化学成分Ｃ：0.08％、Si：0.85
％、Mn：1.55％の熱延綱線材を原線として、製
品径1.2mmφの溶接用鋼ワイヤを第１表に示す工
程を経て製造した。なお焼鈍装置は第１図に示す
ものを使用した。
【表】
【表】
〓た。 〓
第２図は第１表に基づいて製造された溶接用鋼
ワイヤの表面状態を示す金属顕微鏡写真（倍率×
400）であり、この写真から明らかなように亀甲
状の亀裂がワイヤ表面上に形成されている。 第４図はワイヤ表面に付着した液状潤滑剤の付
着量と送給抵抗との関係を示す図である。なお送
給性は第２表に示す条件により行なつた。
第２図は第１表に基づいて製造された溶接用鋼
ワイヤの表面状態を示す金属顕微鏡写真（倍率×
400）であり、この写真から明らかなように亀甲
状の亀裂がワイヤ表面上に形成されている。 第４図はワイヤ表面に付着した液状潤滑剤の付
着量と送給抵抗との関係を示す図である。なお送
給性は第２表に示す条件により行なつた。
【表】
【表】
ワイヤの送給性は送給モータ電機子電流で等価
的に示すことができ、この電機子電流値が大きい
程送給抵抗が大きくて送給性の悪いことを意味
し、逆に値が小さい程送給性は良好である。図か
ら明らかなように表面が緻密平滑な従来ワイヤ(B)
に比べて表面に亀甲状の亀裂を有する本発明の製
造方法によるワイヤ(A)は送給抵抗が低く、ワイヤ
の送給性が良好である。 （発明の効果） 以上説明したように本発明によればワイヤ表面
に亀甲状の溝を形成した溶接用鋼ワイヤを短時間
でかつ安定して製造することができる。従つて各
工程の連続化が可能となる。このような効果を有
する本発明の工業的価値は大きい。
的に示すことができ、この電機子電流値が大きい
程送給抵抗が大きくて送給性の悪いことを意味
し、逆に値が小さい程送給性は良好である。図か
ら明らかなように表面が緻密平滑な従来ワイヤ(B)
に比べて表面に亀甲状の亀裂を有する本発明の製
造方法によるワイヤ(A)は送給抵抗が低く、ワイヤ
の送給性が良好である。 （発明の効果） 以上説明したように本発明によればワイヤ表面
に亀甲状の溝を形成した溶接用鋼ワイヤを短時間
でかつ安定して製造することができる。従つて各
工程の連続化が可能となる。このような効果を有
する本発明の工業的価値は大きい。
第１図は本発明に用いる焼鈍装置の具体例を示
す図、第２図、第３図は溶接用鋼ワイヤの表面状
態を示す金属顕微鏡写真（倍率×400）で第２図
は本発明の製造方法によるワイヤ、第３図は表面
が緻密平滑な従来ワイヤである。第４図は液状潤
滑剤の付着量と送給抵抗との関係を示す図であ
る。
す図、第２図、第３図は溶接用鋼ワイヤの表面状
態を示す金属顕微鏡写真（倍率×400）で第２図
は本発明の製造方法によるワイヤ、第３図は表面
が緻密平滑な従来ワイヤである。第４図は液状潤
滑剤の付着量と送給抵抗との関係を示す図であ
る。
Claims (1)
- １ 鋼ワイヤ表面にアルカリ金属またはアルカリ
土類金属の水酸化物の１種もしくは２種以上を塗
布してから非酸化性雰囲気中で焼鈍を行い、その
後伸線加工を施すことを特徴とする溶接用鋼ワイ
ヤの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15253585A JPS6216900A (ja) | 1985-07-12 | 1985-07-12 | 溶接用鋼ワイヤの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15253585A JPS6216900A (ja) | 1985-07-12 | 1985-07-12 | 溶接用鋼ワイヤの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6216900A JPS6216900A (ja) | 1987-01-26 |
| JPH0452196B2 true JPH0452196B2 (ja) | 1992-08-21 |
Family
ID=15542563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15253585A Granted JPS6216900A (ja) | 1985-07-12 | 1985-07-12 | 溶接用鋼ワイヤの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6216900A (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5118236A (en) * | 1974-08-05 | 1976-02-13 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Tetsukoyosetsuyosoritsudowaiyano seizohoho |
| JPS605713B2 (ja) * | 1977-08-05 | 1985-02-13 | 凸版印刷株式会社 | 転写捺染法 |
| JPS55109592A (en) * | 1979-02-14 | 1980-08-23 | Daido Steel Co Ltd | Steel wire for ar-co2 gas shielded arc welding and welding method |
-
1985
- 1985-07-12 JP JP15253585A patent/JPS6216900A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6216900A (ja) | 1987-01-26 |
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Legal Events
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