JPS59232236A - 溶接用ワイヤの焼鈍方法 - Google Patents
溶接用ワイヤの焼鈍方法Info
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- JPS59232236A JPS59232236A JP10711783A JP10711783A JPS59232236A JP S59232236 A JPS59232236 A JP S59232236A JP 10711783 A JP10711783 A JP 10711783A JP 10711783 A JP10711783 A JP 10711783A JP S59232236 A JPS59232236 A JP S59232236A
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- Japan
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- wire
- annealing
- welding
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- wire rod
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
- C21D9/525—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length for wire, for rods
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/40—Making wire or rods for soldering or welding
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は溶接用ワイヤの焼鈍方法に関し、詳しくは適量
のＣＮ Ｓ ｌ ％ Ｍ ｎｚ Ｔ ｌを含み、溶接作
業性及び溶接金属性能の良好な溶接用ワイヤを製造する
に当たり、特に伸線加工前に行なわれる焼鈍方法を改善
することによってワイヤ表層部の粒界酸化を防止し、Ｃ
ｕめっき等の乗り具合い及び伸線性を高める方法に関す
るものである。
のＣＮ Ｓ ｌ ％ Ｍ ｎｚ Ｔ ｌを含み、溶接作
業性及び溶接金属性能の良好な溶接用ワイヤを製造する
に当たり、特に伸線加工前に行なわれる焼鈍方法を改善
することによってワイヤ表層部の粒界酸化を防止し、Ｃ
ｕめっき等の乗り具合い及び伸線性を高める方法に関す
るものである。
溶接用ワイヤを製造するに当たっては、最終の仕上げ伸
線に先立って伸縮性を高める為の焼鈍を行なうのが通例
である。ところが焼鈍後の線材表層部には粒界酸化が起
こり易く、これが原因になって伸線性を十分に高めるこ
とができなかったり或は以後のＣｕめつき処理（通電性
改善の為）においてめっきの乗りが悪（なる等の問題を
生じることがある。特にワイヤ素材としてＳ ｌ ％
Ｍ ｎ ＮＴｉの様な酸素との親和力の強い元素を含む
鋼材を用いた場合は、上記の問題が顕著に場われる。
線に先立って伸縮性を高める為の焼鈍を行なうのが通例
である。ところが焼鈍後の線材表層部には粒界酸化が起
こり易く、これが原因になって伸線性を十分に高めるこ
とができなかったり或は以後のＣｕめつき処理（通電性
改善の為）においてめっきの乗りが悪（なる等の問題を
生じることがある。特にワイヤ素材としてＳ ｌ ％
Ｍ ｎ ＮＴｉの様な酸素との親和力の強い元素を含む
鋼材を用いた場合は、上記の問題が顕著に場われる。
こうした表層部の粒界酸化を抑制する為には、上記の様
な酸素との親和力の強い元素を含まない銅材を用いるこ
とも一つの方策ではあるが、後述する様にＳ Ｉ Ｎ
Ｍ ｎ ％ Ｔ ｉ等の元素は溶接作業性や溶着金属性
能を高めるうえで欠くことのできないものであるから、
これらの元素を含む鋼材を用いた場合でも粒界酸化を生
じさせない様な技術を確立する必要がある 本発明者等はこうした状況を踏まえ線材表層部の粒界酸
化を抑制することによって伸縮性及びＣｕめっき等の乗
り具合いの優れたワイヤを得ることのできる様な技術特
に焼鈍条件の確立によって上記目的を達成しようと考え
種々研究を進めてきた０本発明はかかる研究の結果完成
されたものであって、その構成とは、 Ｃ：Ｏ，ｔ％（重量％：以下同じ）以下Ｓｉ：０．４〜
１．５９６ Ｍｎ ： ０．８〜２．５％ Ｔｉ：０．０５〜０．８％ を含有する鋼線材を、露点が一２５℃以下でかつＮ２
ガスを９９９６以上含有する雰囲気中で焼鈍するところ
に要旨を有するものである。
な酸素との親和力の強い元素を含まない銅材を用いるこ
とも一つの方策ではあるが、後述する様にＳ Ｉ Ｎ
Ｍ ｎ ％ Ｔ ｉ等の元素は溶接作業性や溶着金属性
能を高めるうえで欠くことのできないものであるから、
これらの元素を含む鋼材を用いた場合でも粒界酸化を生
じさせない様な技術を確立する必要がある 本発明者等はこうした状況を踏まえ線材表層部の粒界酸
化を抑制することによって伸縮性及びＣｕめっき等の乗
り具合いの優れたワイヤを得ることのできる様な技術特
に焼鈍条件の確立によって上記目的を達成しようと考え
種々研究を進めてきた０本発明はかかる研究の結果完成
されたものであって、その構成とは、 Ｃ：Ｏ，ｔ％（重量％：以下同じ）以下Ｓｉ：０．４〜
１．５９６ Ｍｎ ： ０．８〜２．５％ Ｔｉ：０．０５〜０．８％ を含有する鋼線材を、露点が一２５℃以下でかつＮ２
ガスを９９９６以上含有する雰囲気中で焼鈍するところ
に要旨を有するものである。
本発明において鋼線材の含有成分を限定した理由は、主
に溶接用ワイヤとして要求される諸性能を確保する為で
あって、具体的には下記の通りである。
に溶接用ワイヤとして要求される諸性能を確保する為で
あって、具体的には下記の通りである。
Ｃ：０．１９６以下
Ｃは溶接金属の強度を高める土で必須の元素であるが、
０．１９６を越えるとスパッターが多発する等溶接作梨
性が劣悪になると共に、溶接金属が硬くなりすぎて耐衝
溶性能が低下する。
０．１９６を越えるとスパッターが多発する等溶接作梨
性が劣悪になると共に、溶接金属が硬くなりすぎて耐衝
溶性能が低下する。
Ｓｉ：０．４〜１．５％
溶接金属に十分な引張り強さを与える為には少なくとも
０．４％含有させなければならないが、多すぎると溶接
金属中の不純介在物量が増加して切欠靭性が低下するの
で１．５９６以下に抑えるべきである。
０．４％含有させなければならないが、多すぎると溶接
金属中の不純介在物量が増加して切欠靭性が低下するの
で１．５９６以下に抑えるべきである。
Ｍｎ：０゜８〜２．５％
Ｍ ｎは溶接金石の引張り強さを高めると共に高温割れ
を抑制する作用があり、これらの効果を有効に発揮させ
る為には０．８％以上含有させなければならない。しか
し多すぎると引張り強さに反比例して伸びが低下し、極
端な場合は伸線工程で断線小数を起こすこともあるので
２．５％以下に抑えなければならない。
を抑制する作用があり、これらの効果を有効に発揮させ
る為には０．８％以上含有させなければならない。しか
し多すぎると引張り強さに反比例して伸びが低下し、極
端な場合は伸線工程で断線小数を起こすこともあるので
２．５％以下に抑えなければならない。
Ｔｉ：０．０５〜０．８％
Ｔｉは溶接金属の組織を微細化して靭性を高めると共に
、アークをソフトにしてスパッター等を減少する作用が
あり、これらの効果は０．０５％以上の添加で有効に発
揮される。しかし多すぎると炭化物を形成して粒界に析
出し、後述する如く焼鈍条件を如何に適正に保っても炭
化物に起因して粒界酸化が著しく促進されるのでＯ，ａ
＊以下に抑えなければならない。
、アークをソフトにしてスパッター等を減少する作用が
あり、これらの効果は０．０５％以上の添加で有効に発
揮される。しかし多すぎると炭化物を形成して粒界に析
出し、後述する如く焼鈍条件を如何に適正に保っても炭
化物に起因して粒界酸化が著しく促進されるのでＯ，ａ
＊以下に抑えなければならない。
本発明における焼鈍対象の鋼線材は上記の趣旨から理解
される様に酸素との親和力の強い合金元素の存在が問題
の原因となるものであるから、上記４元素のみが規制の
対象となる。従って残部は不純物元素及び鉄である場合
に限られず若干の合金元素が積極的に添加される（例え
ばＣｒやＭｏ）場合も本発明の対象に含まれる。
される様に酸素との親和力の強い合金元素の存在が問題
の原因となるものであるから、上記４元素のみが規制の
対象となる。従って残部は不純物元素及び鉄である場合
に限られず若干の合金元素が積極的に添加される（例え
ばＣｒやＭｏ）場合も本発明の対象に含まれる。
ところで溶接用ワイヤの一般的な製造工程を見ると鋼線
材を熱間伸線加工した後スケールが付着したままの状態
で焼鈍し、それにより伸線性を高めた後仕上げ伸線を行
なっているが、このとき線材表面のＦｅは焼鈍炉内に存
在するＮ２０によって下記の様な酸化反応を受け、粒界
酸化層を形成する原因になっている。
材を熱間伸線加工した後スケールが付着したままの状態
で焼鈍し、それにより伸線性を高めた後仕上げ伸線を行
なっているが、このとき線材表面のＦｅは焼鈍炉内に存
在するＮ２０によって下記の様な酸化反応を受け、粒界
酸化層を形成する原因になっている。
Ｆｅ ＋Ｈ２０−ＦｅＯ＋Ｈ２
８ＦｅＯ＋ Ｎ２０ −＊ Ｆｅ３Ｏ４＋ Ｎ２２Ｆ
ａ３０４＋Ｈ２ｏ →８Ｆｅ２０３＋ Ｎ２ところが
Ｍ線材中に、８１ ％ Ｍ ｎｚ Ｔ ｉの様にＦｅよ
りも酸素との親和力の大きい元素が含まれていると、主
として粒界に存在するこれらの元素が上記Ｆ６の酸化反
応と同様の酸化反応を受けて酸化物となり、Ｆｅ酸化物
と共に粒界酸化層を形成することがある。そしてこの様
な粒界酸化層が形成されると、以後の伸線性が著しく低
下してくる。しかも溶接用ワイヤは溶接性及び耐錆性の
改善を期してＣｕめつき処理するのが通例であるが、上
記の様な粒界酸化層が形成されていると、その後の仕上
げ伸線工程で受ける荷重によってＣｕめつき層の付着力
が低下し、一部は完全に剥離し或は剥離の一歩手前に至
る。即ちめっきの密着不良が生じる。この様なワイヤを
溶接装置に適用すると、剥離したＣｕめつきがワイヤ送
給ローラやコンジットケーブル内等に付着してワイヤ送
給性が阻害され、極端な場合は送給不能に陥る。従って
こうした問題を回避する為にはＣｕめつき処理の前に酸
洗等で粒界酸化層を完全に除去しておく必要があるが、
その為には酸洗時間を極端に長くしなければならず、生
産性が低下すると共に酸洗時の素地の溶出による歩留り
の低下及び酵消費承の増大等の問題が生じる。
ａ３０４＋Ｈ２ｏ →８Ｆｅ２０３＋ Ｎ２ところが
Ｍ線材中に、８１ ％ Ｍ ｎｚ Ｔ ｉの様にＦｅよ
りも酸素との親和力の大きい元素が含まれていると、主
として粒界に存在するこれらの元素が上記Ｆ６の酸化反
応と同様の酸化反応を受けて酸化物となり、Ｆｅ酸化物
と共に粒界酸化層を形成することがある。そしてこの様
な粒界酸化層が形成されると、以後の伸線性が著しく低
下してくる。しかも溶接用ワイヤは溶接性及び耐錆性の
改善を期してＣｕめつき処理するのが通例であるが、上
記の様な粒界酸化層が形成されていると、その後の仕上
げ伸線工程で受ける荷重によってＣｕめつき層の付着力
が低下し、一部は完全に剥離し或は剥離の一歩手前に至
る。即ちめっきの密着不良が生じる。この様なワイヤを
溶接装置に適用すると、剥離したＣｕめつきがワイヤ送
給ローラやコンジットケーブル内等に付着してワイヤ送
給性が阻害され、極端な場合は送給不能に陥る。従って
こうした問題を回避する為にはＣｕめつき処理の前に酸
洗等で粒界酸化層を完全に除去しておく必要があるが、
その為には酸洗時間を極端に長くしなければならず、生
産性が低下すると共に酸洗時の素地の溶出による歩留り
の低下及び酵消費承の増大等の問題が生じる。
本発明者等はこうした問題を解消する為、焼鈍条件を工
夫することによって前述の様な粒界酸化を抑制すること
はできないかと考え、まず焼鈍炉内のび囲−気ガス中の
Ｃ０１ＣＯ２，０□及びＨ２Ｏ等の含有率が粒界酸化に
どの様な影響を与えるか調べた。その納采炉内ガス中に
含まれるＨ２Ｏの急によって粒界酸化の程度が著しく変
わってくるという事実を確認した。そこで炉内ガス中の
馬Ｏに重点をおき、特にＨ２０濃度の基準として炉内ガ
スの露点を取り上げて粒界酸化との相間々係を調べた。
夫することによって前述の様な粒界酸化を抑制すること
はできないかと考え、まず焼鈍炉内のび囲−気ガス中の
Ｃ０１ＣＯ２，０□及びＨ２Ｏ等の含有率が粒界酸化に
どの様な影響を与えるか調べた。その納采炉内ガス中に
含まれるＨ２Ｏの急によって粒界酸化の程度が著しく変
わってくるという事実を確認した。そこで炉内ガス中の
馬Ｏに重点をおき、特にＨ２０濃度の基準として炉内ガ
スの露点を取り上げて粒界酸化との相間々係を調べた。
その結果は第１図に示した通りであり（但し鋼線材の化
学成分はＣ：０．０６％、Ｓｉ：０．８２％、Ｍｎ：１
．６６％、Ｔｉ：０．１８％、残部Ｆｅ及び不可避不純
物、焼鈍条件；７５０°Ｃ×６０分）、露点が一２５°
Ｃ以下の雰囲気中で焼鈍を行なえば、粒界酸化層の発生
を殆んど見なくなることが判明した。商用２．８図は焼
鈍後の線材表層部の断面を示す図面代用顕微鏡写真で、
第２図は露点が一２０°Ｃ１の雰囲気で焼鈍を行なった
もの、第８図は露点が一８０℃の雰囲気で焼鈍を行なっ
たものを示す。
学成分はＣ：０．０６％、Ｓｉ：０．８２％、Ｍｎ：１
．６６％、Ｔｉ：０．１８％、残部Ｆｅ及び不可避不純
物、焼鈍条件；７５０°Ｃ×６０分）、露点が一２５°
Ｃ以下の雰囲気中で焼鈍を行なえば、粒界酸化層の発生
を殆んど見なくなることが判明した。商用２．８図は焼
鈍後の線材表層部の断面を示す図面代用顕微鏡写真で、
第２図は露点が一２０°Ｃ１の雰囲気で焼鈍を行なった
もの、第８図は露点が一８０℃の雰囲気で焼鈍を行なっ
たものを示す。
この様に本発明では焼鈍時における雰囲気ガスの露点を
一２５℃以下に抑えることが不可欠の要件となるが、該
雰囲気ガス自体が酸化性であると当然粒界酸化は促進さ
れるので、雰囲気ガスとして不活性ガスを使用すべきで
あることは言うまでもない。不活性ガスとしては窒素、
アルゴン或は各種燃焼排ガス等が挙げられる。しかし、
工業的に安価に、かつ簡単に得られるガスとしては、燃
料と空気の品合比率を変化させて燃焼させた時に得られ
るＮｘガスをベースにして、かつ酸化性のガス（ＣＯ□
、ＣＯ）の極力少ないもの（０，２％程度以下）を選択
するのが好ましい。
一２５℃以下に抑えることが不可欠の要件となるが、該
雰囲気ガス自体が酸化性であると当然粒界酸化は促進さ
れるので、雰囲気ガスとして不活性ガスを使用すべきで
あることは言うまでもない。不活性ガスとしては窒素、
アルゴン或は各種燃焼排ガス等が挙げられる。しかし、
工業的に安価に、かつ簡単に得られるガスとしては、燃
料と空気の品合比率を変化させて燃焼させた時に得られ
るＮｘガスをベースにして、かつ酸化性のガス（ＣＯ□
、ＣＯ）の極力少ないもの（０，２％程度以下）を選択
するのが好ましい。
本発明は概略以上の様に構成されており、焼鈍工程で生
じていた粒界酸化を実質的に無くすことができたから、
該粒界酸化に起因する伸線不良やＣｕめつき不良等の問
題を解消することができ、高性能の溶接用ワイヤを生産
性良く製造し得ることになった。しかも焼鈍後の予備処
理として不可欠の工程とされていた粒界酸化層除去の為
の酸洗処理を省略し或は著しぐ簡略化することができる
ので、酸消費量の激減及び鋼線材の歩留り向上等とも相
まって溶接用ワイヤの製造コストを低減させることがで
きた。
じていた粒界酸化を実質的に無くすことができたから、
該粒界酸化に起因する伸線不良やＣｕめつき不良等の問
題を解消することができ、高性能の溶接用ワイヤを生産
性良く製造し得ることになった。しかも焼鈍後の予備処
理として不可欠の工程とされていた粒界酸化層除去の為
の酸洗処理を省略し或は著しぐ簡略化することができる
ので、酸消費量の激減及び鋼線材の歩留り向上等とも相
まって溶接用ワイヤの製造コストを低減させることがで
きた。
次に本発明の実施例を示す。
実施例１
４．５調φの鋼線材（化学成分Ｃ：０．０９９６、ｓｉ
：０．８９％、ｋｉｎ：１．８０％、Ｔｉ：０．１０％
、残部Ｆｅ及び不可避不純物）を、下記の条件で焼鈍し
、得られた線材表層部の断面を顕微鏡により観察した。
：０．８９％、ｋｉｎ：１．８０％、Ｔｉ：０．１０％
、残部Ｆｅ及び不可避不純物）を、下記の条件で焼鈍し
、得られた線材表層部の断面を顕微鏡により観察した。
その結果粒界酸化は認められなかった。
温 度 ；７９０°Ｃ
時 間 ： ７０分
雰囲気ガス： Ｎ２＋ ０．１％０□
露点ニー２９℃
実施例２
４、５ ａｍφの鋼線材（化学成分Ｃ：０．０１ｆ、Ｓ
ｉ：０．７０％、Ｍｎ：１．１０％、Ｔｉ：０．１４％
、残部Ｆｅ及び不可避不純物）を下記の条件で焼鈍し、
得られた線材表層部の断面を顕ａ鏡により観察した。そ
の結手粒界酸化は認められなかった。
ｉ：０．７０％、Ｍｎ：１．１０％、Ｔｉ：０．１４％
、残部Ｆｅ及び不可避不純物）を下記の条件で焼鈍し、
得られた線材表層部の断面を顕ａ鏡により観察した。そ
の結手粒界酸化は認められなかった。
温 度 ：８１０°Ｃ
時 間 ： ５０分
裳囲気ガス：Ｎ２＋０．００８％０２
露点ニー８７８Ｃ
参考例
上記で得た各焼鈍済み鋼線材を酸洗処理することなく直
接Ｃｕめつき処理し、次いで１．２ ｒｐｍφまで仕上
げ伸線を行なってＣｏ２溶接用ワイヤを得た。
接Ｃｕめつき処理し、次いで１．２ ｒｐｍφまで仕上
げ伸線を行なってＣｏ２溶接用ワイヤを得た。
伸線工程での断線は全く起こらず、又得られたワイヤに
おけるＣｕめつき層の密着性は伺れも極めて良好であっ
た。更にこれらのワイヤを用いて下記の条件で溶接実鹸
を行なったところ、Ｍ１図に示す如く溶接作業性及び溶
接金属性能共に極めて良好であった。
おけるＣｕめつき層の密着性は伺れも極めて良好であっ
た。更にこれらのワイヤを用いて下記の条件で溶接実鹸
を行なったところ、Ｍ１図に示す如く溶接作業性及び溶
接金属性能共に極めて良好であった。
〔溶接条件」
ワイヤ ：ＹＣＷ−１
母材：５Ｍ５０Ａ
溶接条件： ａ ００（Ａ）Ｘ８０（Ｖ）開先形状：第
４図 第１表 溶接試駆結果
４図 第１表 溶接試駆結果
第１図は焼鈍炉内ガスの露点と粒界酸化層の保さとの関
係を示す実験グラフ、第２．８図は、実施例及び比較例
で得た焼鈍後の線材表１ｍ部の断面を示す図面代用顕微
鏡写真、第４図は溶接実験で採用した開先形状を示す図
である。 出願人 株式会社神戸製痢所 第１図 第２０ 第４図
係を示す実験グラフ、第２．８図は、実施例及び比較例
で得た焼鈍後の線材表１ｍ部の断面を示す図面代用顕微
鏡写真、第４図は溶接実験で採用した開先形状を示す図
である。 出願人 株式会社神戸製痢所 第１図 第２０ 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ｃ ：ｏ、ｉｉ（重量％：以下同じ）以下Ｓｉ：０．
４〜１．５％ Ｍｎ ： ０．８〜２．５％ Ｔｉ：０．０５〜０．８％ を含有する鋼線材を、露点が一２５℃以下でかっＮ２
ガスを９９９６以上含有する雰囲気中で焼鈍することを
特徴とする、粒界酸化の生じない溶接用ワイヤの焼鈍方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10711783A JPS59232236A (ja) | 1983-06-14 | 1983-06-14 | 溶接用ワイヤの焼鈍方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10711783A JPS59232236A (ja) | 1983-06-14 | 1983-06-14 | 溶接用ワイヤの焼鈍方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59232236A true JPS59232236A (ja) | 1984-12-27 |
| JPS6256932B2 JPS6256932B2 (ja) | 1987-11-27 |
Family
ID=14450905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10711783A Granted JPS59232236A (ja) | 1983-06-14 | 1983-06-14 | 溶接用ワイヤの焼鈍方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59232236A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6257798A (ja) * | 1985-09-05 | 1987-03-13 | Nippon Steel Weld Prod & Eng Co Ltd | 溶接用鋼ワイヤの製造方法 |
-
1983
- 1983-06-14 JP JP10711783A patent/JPS59232236A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6257798A (ja) * | 1985-09-05 | 1987-03-13 | Nippon Steel Weld Prod & Eng Co Ltd | 溶接用鋼ワイヤの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6256932B2 (ja) | 1987-11-27 |
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