JPH08243779A - ガスシールドアーク溶接用鋼ワイヤ - Google Patents
ガスシールドアーク溶接用鋼ワイヤInfo
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- JPH08243779A JPH08243779A JP7246995A JP7246995A JPH08243779A JP H08243779 A JPH08243779 A JP H08243779A JP 7246995 A JP7246995 A JP 7246995A JP 7246995 A JP7246995 A JP 7246995A JP H08243779 A JPH08243779 A JP H08243779A
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- arc
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 鋼の全自動および半自動溶接に使用するガス
シールドアーク溶接用鋼ワイヤにおいて、アーク安定性
が良好でスパッタ発生量の少ないワイヤを提供する。 【構成】 硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、塩素酸カリ
ウムの１種または２種以上を潤滑油中に混合し、鋼ワイ
ヤ表面にワイヤ１０ｋｇあたり１．０〜１０．０ｇ付着
させる。
シールドアーク溶接用鋼ワイヤにおいて、アーク安定性
が良好でスパッタ発生量の少ないワイヤを提供する。 【構成】 硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、塩素酸カリ
ウムの１種または２種以上を潤滑油中に混合し、鋼ワイ
ヤ表面にワイヤ１０ｋｇあたり１．０〜１０．０ｇ付着
させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鋼の全自動および半自
動溶接に使用するガスシールドアーク溶接用鋼ワイヤに
関する。
動溶接に使用するガスシールドアーク溶接用鋼ワイヤに
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の傾向としては溶接ロボットや自動
溶接機等を導入して溶接の高速自動化が進められてお
り、それに伴って溶接用ワイヤの性能や溶接作業性など
により高度な要求がされている。一般にＣＯ2 ガスシー
ルドアーク溶接、ＭＩＧ溶接等には０．８〜２．４ｍｍ
径の銅めっき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、あるいはペイルパックに装填された状態で溶
接に供せられる。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におよぶフレキシブルコンジットケー
ブル、溶接トーチ、コンタクトチップを通して溶接が行
われる。
溶接機等を導入して溶接の高速自動化が進められてお
り、それに伴って溶接用ワイヤの性能や溶接作業性など
により高度な要求がされている。一般にＣＯ2 ガスシー
ルドアーク溶接、ＭＩＧ溶接等には０．８〜２．４ｍｍ
径の銅めっき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、あるいはペイルパックに装填された状態で溶
接に供せられる。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におよぶフレキシブルコンジットケー
ブル、溶接トーチ、コンタクトチップを通して溶接が行
われる。
【０００３】ガスシールドアーク溶接法は、他の溶接法
に比較し高能率、高品質かつ低コストである特長を活か
し、その適用範囲を広げる傾向が強まっている。しかし
ガスシールドアーク溶接法は高能率、高品質という特長
を有しているが、溶接時にスパッタが多発する等の問題
がある。そこでガスシールドアーク溶接法においてスパ
ッタ発生量を低減する対策や研究が数多くなされてい
る。まず溶接電源特性の改善、シールドガスのＣＯ2 か
らＡｒへの転換、ワイヤ表層部の酸素濃度を高める方法
が知られているが、溶接電源特性の改善やＣＯ2 からＡ
ｒへの転換等は効果は期待できるものの経済的にはコス
ト高になり好ましくない。
に比較し高能率、高品質かつ低コストである特長を活か
し、その適用範囲を広げる傾向が強まっている。しかし
ガスシールドアーク溶接法は高能率、高品質という特長
を有しているが、溶接時にスパッタが多発する等の問題
がある。そこでガスシールドアーク溶接法においてスパ
ッタ発生量を低減する対策や研究が数多くなされてい
る。まず溶接電源特性の改善、シールドガスのＣＯ2 か
らＡｒへの転換、ワイヤ表層部の酸素濃度を高める方法
が知られているが、溶接電源特性の改善やＣＯ2 からＡ
ｒへの転換等は効果は期待できるものの経済的にはコス
ト高になり好ましくない。
【０００４】一方、特開昭６０−４０６８５号公報、特
開昭６０−１６２５９５号公報等にはワイヤ表層部の酸
素濃度を高める方法が開示されているが、酸素には溶融
金属の表面張力を低下させる作用があるので、ワイヤ先
端に懸垂する溶滴の表面酸素濃度が高くなるとわずかな
ピンチ力でも溶滴の粒子化が起こる。そして微細な溶滴
はクレータへ規則的に移行していきアーク安定性が向上
するものと考えられている。
開昭６０−１６２５９５号公報等にはワイヤ表層部の酸
素濃度を高める方法が開示されているが、酸素には溶融
金属の表面張力を低下させる作用があるので、ワイヤ先
端に懸垂する溶滴の表面酸素濃度が高くなるとわずかな
ピンチ力でも溶滴の粒子化が起こる。そして微細な溶滴
はクレータへ規則的に移行していきアーク安定性が向上
するものと考えられている。
【０００５】ワイヤ表層部の酸素濃度を高める方法とし
ては、ワイヤを酸化性雰囲気中で焼鈍して表面に酸化物
皮膜を生成させた後、酸洗条件をコントロールすること
により適量の酸化物皮膜を残存させる方法がある。この
方法は表面酸素濃度を高めようとした場合、７００℃で
４時間以上の焼鈍が必要になるなど、製造段階での複雑
な熱処理や酸洗コントロールを必要とする。また溶接中
にめっきが剥離してチップに詰まり、ワイヤ送給性を阻
害するためアークが不安定になってスパッタが多発する
等の問題が生じてくる。また、特公昭６４−６８７３号
公報にはめっき後酸化性雰囲気で銅を酸化するなどして
必要な酸素を富化する方法が開示されているが、銅めっ
きを故意に酸化させるためにワイヤとチップ間の通電性
が不安定となりスパッタが多発するという問題がある。
ては、ワイヤを酸化性雰囲気中で焼鈍して表面に酸化物
皮膜を生成させた後、酸洗条件をコントロールすること
により適量の酸化物皮膜を残存させる方法がある。この
方法は表面酸素濃度を高めようとした場合、７００℃で
４時間以上の焼鈍が必要になるなど、製造段階での複雑
な熱処理や酸洗コントロールを必要とする。また溶接中
にめっきが剥離してチップに詰まり、ワイヤ送給性を阻
害するためアークが不安定になってスパッタが多発する
等の問題が生じてくる。また、特公昭６４−６８７３号
公報にはめっき後酸化性雰囲気で銅を酸化するなどして
必要な酸素を富化する方法が開示されているが、銅めっ
きを故意に酸化させるためにワイヤとチップ間の通電性
が不安定となりスパッタが多発するという問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
のような従来ワイヤの問題点を解消し、アーク安定性向
上およびスパッタ低減をするためになされたものであっ
て、溶接作業性が改善される全自動および半自動溶接用
鋼ワイヤを提供するものである。
のような従来ワイヤの問題点を解消し、アーク安定性向
上およびスパッタ低減をするためになされたものであっ
て、溶接作業性が改善される全自動および半自動溶接用
鋼ワイヤを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するものであって、ガスシールドアーク溶接用鋼ワイヤ
において、硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、塩素酸カリ
ウムの１種または２種以上を潤滑油中に混合し、鋼ワイ
ヤ表面にワイヤ１０ｋｇあたり１．０〜１０．０ｇ付着
させることを特徴とするガスシールドアーク溶接用鋼ワ
イヤである。
するものであって、ガスシールドアーク溶接用鋼ワイヤ
において、硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、塩素酸カリ
ウムの１種または２種以上を潤滑油中に混合し、鋼ワイ
ヤ表面にワイヤ１０ｋｇあたり１．０〜１０．０ｇ付着
させることを特徴とするガスシールドアーク溶接用鋼ワ
イヤである。
【０００８】
【作用】以下本発明について詳細に説明する。ワイヤ表
層部の酸素濃度を高めることにより、溶接作業性を良好
にする方法は先に述べたように数多く開示されている
が、焼鈍時間・温度等で従来よりコスト高になる問題が
ある。本発明はそれらの点に鑑みなされたものである。
酸素は表面張力を低下させる元素であり、その作用によ
って溶滴移行性が良好になるものと考えられているが、
本発明者らは酸素が溶鋼の粘性を下げる作用も発揮する
ことに着目した。すなわち酸素の存在が溶鋼の粘性を低
下させ、その結果ワイヤの先端からの溶滴の離脱が容易
となり、アーク安定性の向上に寄与するものと推定し
た。
層部の酸素濃度を高めることにより、溶接作業性を良好
にする方法は先に述べたように数多く開示されている
が、焼鈍時間・温度等で従来よりコスト高になる問題が
ある。本発明はそれらの点に鑑みなされたものである。
酸素は表面張力を低下させる元素であり、その作用によ
って溶滴移行性が良好になるものと考えられているが、
本発明者らは酸素が溶鋼の粘性を下げる作用も発揮する
ことに着目した。すなわち酸素の存在が溶鋼の粘性を低
下させ、その結果ワイヤの先端からの溶滴の離脱が容易
となり、アーク安定性の向上に寄与するものと推定し
た。
【０００９】焼鈍時間や温度コントロール方法を用いな
いでワイヤ表層部の酸素濃度を高める方法としては、ア
メリカ特許第２８１８４９６号にワイヤ表面に機械的に
凸凹を設けて酸化鉄を塗布する方法、あるいは特開平５
−６９１８１号公報には酸化鉄粉を混合した潤滑油を用
いて伸線し、めっき層の凹部に酸化鉄粉を取込む方法が
開示されている。これらは、いずれも酸化鉄を酸素源と
しているところが共通しているが、酸化鉄を用いること
により溶接時チップとワイヤ間でアークが発生しアーク
不安定となり、さらには酸化鉄粉がチップ内に詰まり溶
接を阻害するため好ましくない方法である。
いでワイヤ表層部の酸素濃度を高める方法としては、ア
メリカ特許第２８１８４９６号にワイヤ表面に機械的に
凸凹を設けて酸化鉄を塗布する方法、あるいは特開平５
−６９１８１号公報には酸化鉄粉を混合した潤滑油を用
いて伸線し、めっき層の凹部に酸化鉄粉を取込む方法が
開示されている。これらは、いずれも酸化鉄を酸素源と
しているところが共通しているが、酸化鉄を用いること
により溶接時チップとワイヤ間でアークが発生しアーク
不安定となり、さらには酸化鉄粉がチップ内に詰まり溶
接を阻害するため好ましくない方法である。
【００１０】本発明者等は、前記した諸問題の解決を目
指して基礎研究を重ねた結果次のような知見を得た。硝
酸カリウム、硝酸ナトリウム、塩素酸カリウムは、４０
０℃付近でたとえば下式に示すように酸素を放出し分解
する特性を有していることに着目した。 ２ＫＣｌＯ3 →２ＫＣｌ＋３Ｏ2
指して基礎研究を重ねた結果次のような知見を得た。硝
酸カリウム、硝酸ナトリウム、塩素酸カリウムは、４０
０℃付近でたとえば下式に示すように酸素を放出し分解
する特性を有していることに着目した。 ２ＫＣｌＯ3 →２ＫＣｌ＋３Ｏ2
【００１１】硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、塩素酸カ
リウムはいずれも金属粉ではないため溶接時チップとワ
イヤ間でアークが発生しないので溶接を阻害することは
ない。ワイヤへの付着方法としては、仕上げ伸線時に用
いる植物油、鉱物油等からなる潤滑油に混合することに
より可能である。いずれも密度は２．１〜２．３ｇ／ｍ
3 であるため潤滑油に均一に混合することが容易であ
る。密度の高い酸化鉄粉のように潤滑油中で沈澱するこ
とがないので、ワイヤへ均一、かつ確実に付着さすこと
ができる。
リウムはいずれも金属粉ではないため溶接時チップとワ
イヤ間でアークが発生しないので溶接を阻害することは
ない。ワイヤへの付着方法としては、仕上げ伸線時に用
いる植物油、鉱物油等からなる潤滑油に混合することに
より可能である。いずれも密度は２．１〜２．３ｇ／ｍ
3 であるため潤滑油に均一に混合することが容易であ
る。密度の高い酸化鉄粉のように潤滑油中で沈澱するこ
とがないので、ワイヤへ均一、かつ確実に付着さすこと
ができる。
【００１２】次に各成分の限定理由について説明する。
硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、塩素酸カリウムのワイ
ヤへの付着量をワイヤ１０ｋｇあたり１．０〜１０．０
ｇと限定した理由は以下の通りである。すなわち、１．
０ｇ未満では溶接作業性改善の効果は認められず、１
０．０ｇ超では溶接時に放出される酸素量が多過ぎスパ
ッタ低減には効果があるもののワイヤ表面の導電性が低
下し、チップとワイヤ間の通電性が悪化しアークが不安
定となるのでワイヤ１０ｋｇあたり１．０〜１０．０ｇ
と限定した。
硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、塩素酸カリウムのワイ
ヤへの付着量をワイヤ１０ｋｇあたり１．０〜１０．０
ｇと限定した理由は以下の通りである。すなわち、１．
０ｇ未満では溶接作業性改善の効果は認められず、１
０．０ｇ超では溶接時に放出される酸素量が多過ぎスパ
ッタ低減には効果があるもののワイヤ表面の導電性が低
下し、チップとワイヤ間の通電性が悪化しアークが不安
定となるのでワイヤ１０ｋｇあたり１．０〜１０．０ｇ
と限定した。
【００１３】
【実施例】次に実施例により本発明をさらに具体的に説
明する。０．４μｍの銅めっきを施したガスシールドア
ーク溶接用鋼ワイヤ（ＪＩＳ Ｚ３３１２ ＹＧＷ１
１、Ｃ：０．１０％、Ｓｉ：０．８１％、Ｍｎ１．６１
％、Ｐ：０．０１０％、Ｓ：０．０１６％、Ｔｉ：０．
２２％、ワイヤ径：２．４ｍｍ）を最終伸線工程（２．
４→１．２ｍｍ）で、潤滑油中に硝酸カリウム、硝酸ナ
トリウム、塩素酸カリウムの組合せを変えて添加する試
験を行った。付着量についても種々に変えて試験を行っ
た。表１に本発明のワイヤと比較のため本発明の範囲外
のワイヤを用いて溶接した時の通電性、スパッタ量、ビ
ード外観を評価し、得られた値を併せて示す。
明する。０．４μｍの銅めっきを施したガスシールドア
ーク溶接用鋼ワイヤ（ＪＩＳ Ｚ３３１２ ＹＧＷ１
１、Ｃ：０．１０％、Ｓｉ：０．８１％、Ｍｎ１．６１
％、Ｐ：０．０１０％、Ｓ：０．０１６％、Ｔｉ：０．
２２％、ワイヤ径：２．４ｍｍ）を最終伸線工程（２．
４→１．２ｍｍ）で、潤滑油中に硝酸カリウム、硝酸ナ
トリウム、塩素酸カリウムの組合せを変えて添加する試
験を行った。付着量についても種々に変えて試験を行っ
た。表１に本発明のワイヤと比較のため本発明の範囲外
のワイヤを用いて溶接した時の通電性、スパッタ量、ビ
ード外観を評価し、得られた値を併せて示す。
【００１４】
【表１】
【００１５】通電性はチップとワイヤ間の通電性で調査
した。良否は悪化するとチップとワイヤ間でアークが発
生しワイヤ送給が不安定となり溶接を中断することによ
り判断した。コンジットライナーは６ｍ（内径：１．４
ｍｍのステンレス製）を用い、これに中間位置に直径３
００ｍｍのループを施した。
した。良否は悪化するとチップとワイヤ間でアークが発
生しワイヤ送給が不安定となり溶接を中断することによ
り判断した。コンジットライナーは６ｍ（内径：１．４
ｍｍのステンレス製）を用い、これに中間位置に直径３
００ｍｍのループを施した。
【００１６】スパッタ量は銅製の捕集箱内に捕捉された
スパッタを秤量した。溶接はＣＯ2ガスシールドで行
い、溶接条件は３２０Ａ−３２Ｖ−３０ｃｍ／ｍｉｎの
下向ビードオンプレート溶接とし、チップと母材間距離
は２０ｍｍ一定とした。なおスパッタ量については市販
ワイヤはこの溶接条件では通常２．０ｇ／ｍｉｎ前後で
あるが、本発明の主目的はスパッタ量低減であるため
１．５ｇ／ｍｉｎ以下を合格とした。通電性はアークが
１回中断すると不合格とした。ビード外観の良否はビー
ド趾端部の揃いやビード波形などを評価した。
スパッタを秤量した。溶接はＣＯ2ガスシールドで行
い、溶接条件は３２０Ａ−３２Ｖ−３０ｃｍ／ｍｉｎの
下向ビードオンプレート溶接とし、チップと母材間距離
は２０ｍｍ一定とした。なおスパッタ量については市販
ワイヤはこの溶接条件では通常２．０ｇ／ｍｉｎ前後で
あるが、本発明の主目的はスパッタ量低減であるため
１．５ｇ／ｍｉｎ以下を合格とした。通電性はアークが
１回中断すると不合格とした。ビード外観の良否はビー
ド趾端部の揃いやビード波形などを評価した。
【００１７】表１に示すように本発明ワイヤ１〜１０
は、スパッタ量はいずれも１．５ｇ／ｍｉｎ以下であ
り、さらに通電性は溶接中アークは中断することはな
く、良好な溶接作業性を示すと同時にビード外観も良好
であった。
は、スパッタ量はいずれも１．５ｇ／ｍｉｎ以下であ
り、さらに通電性は溶接中アークは中断することはな
く、良好な溶接作業性を示すと同時にビード外観も良好
であった。
【００１８】比較例ワイヤ１１〜１４はワイヤ１０ｋｇ
あたり付着量が１２．５〜４０．５ｇと多すぎるもので
あって、ワイヤ先端部に懸垂する溶滴の表面酸素濃度が
高すぎ溶滴が大きく成長しスパッタが多発しアークも不
安定となった。一方、付着成分を用いなかった従来ワイ
ヤ１５では目標であるスパッタ発生量１．５ｇ／ｍｉｎ
以下とならなかった。
あたり付着量が１２．５〜４０．５ｇと多すぎるもので
あって、ワイヤ先端部に懸垂する溶滴の表面酸素濃度が
高すぎ溶滴が大きく成長しスパッタが多発しアークも不
安定となった。一方、付着成分を用いなかった従来ワイ
ヤ１５では目標であるスパッタ発生量１．５ｇ／ｍｉｎ
以下とならなかった。
【００１９】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成され、硝酸カリ
ウム、硝酸ナトリウム、塩素酸カリウムの１種または２
種以上を潤滑油中に混合し、鋼ワイヤ表面にワイヤ１０
ｋｇあたり１．０〜１０．０ｇ付着させることにより、
溶接作業性が良好になり溶接の自動化、ロボット化、高
能率化に応えるため工業的価値は高い。
ウム、硝酸ナトリウム、塩素酸カリウムの１種または２
種以上を潤滑油中に混合し、鋼ワイヤ表面にワイヤ１０
ｋｇあたり１．０〜１０．０ｇ付着させることにより、
溶接作業性が良好になり溶接の自動化、ロボット化、高
能率化に応えるため工業的価値は高い。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１０Ｍ 101:02 101:04 125:18 125:20） Ｃ１０Ｎ 10:02 40:32
Claims (1)
- 【請求項１】 ガスシールドアーク溶接用鋼ワイヤにお
いて、硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、塩素酸カリウム
の１種または２種以上を潤滑油中に混合し、鋼ワイヤ表
面にワイヤ１０ｋｇあたり１．０〜１０．０ｇ付着させ
ることを特徴とするガスシールドアーク溶接用鋼ワイ
ヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7246995A JPH08243779A (ja) | 1995-03-07 | 1995-03-07 | ガスシールドアーク溶接用鋼ワイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7246995A JPH08243779A (ja) | 1995-03-07 | 1995-03-07 | ガスシールドアーク溶接用鋼ワイヤ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08243779A true JPH08243779A (ja) | 1996-09-24 |
Family
ID=13490212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7246995A Withdrawn JPH08243779A (ja) | 1995-03-07 | 1995-03-07 | ガスシールドアーク溶接用鋼ワイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08243779A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8901455B2 (en) | 2008-06-18 | 2014-12-02 | Lincoln Global, Inc. | Welding wire for submerged arc welding |
| US8952295B2 (en) | 2008-06-18 | 2015-02-10 | Lincoln Global, Inc. | Welding wire with perovskite coating |
-
1995
- 1995-03-07 JP JP7246995A patent/JPH08243779A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8901455B2 (en) | 2008-06-18 | 2014-12-02 | Lincoln Global, Inc. | Welding wire for submerged arc welding |
| US8952295B2 (en) | 2008-06-18 | 2015-02-10 | Lincoln Global, Inc. | Welding wire with perovskite coating |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020507 |