JPS60234795A - フイラーワイヤの製造方法及び装置 - 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】 本発明は、粉体材料を充填した金属チューブから成る任
意長さの溶接又はシームド（ｓｅａｍｅｄ　）フィラー
ワイヤ（ｆｉｌｌｅｒ　ｗｉｒｅ　）を連続製造する方
法にして、上部が開口したスプリット　チューブ又はオ
ーブン　ジヨイント（ｊｏｉｎｔ　）　チューブを金属
ストリップから形成し、該チューブを連続的に進行させ
つつ該チューブ内へ粉体材料を導入し、該デユープを圧
縮して該チューブの長手方向エツジを溶接又はシーミン
グ（ｓｅａｍｉｎｇ　）　Ｌ／て粉体材料充填デユープ
を形成し、続いて所定フィラーワイヤフを形成するよう
に該チューブ径を減少させる１稈を含む方法に関する。

また本発明は、前記方法を実施づ゛るための装置に関す
る。

フィラーワイヤの連続製造方法は既に知られている。該
方法を実施するために用いられる装置によると、任意の
長さ及び異なる梠成を有し、各種分野に用いられるフィ
ラーワイヤを製造することが可能である。公知の方法に
おいては（ＥＰ−Ａ−３３７０）　、該フイラーワイＡ
７は金属ストリップからパウダー充填デユープの形態に
製造される。

該ストリップは、最初、チャンネルに形成され、該チャ
ンネル内にパウダーが導入される。続いて該チャンネル
がデユープに成形され、溶接される。

該チューブに設けられた接点が高周波発生装置へ連結さ
れる。該高周波発生装置によってチューブに導かれる高
周波電流は、デユープを形成するように圧縮されたチャ
ンネルの長手方向エツジの部分に集中し、該エツジを加
熱して溶接温度にまで上昇させる。溶接後、該チューブ
を引抜き加工によってＲ縮径へ縮少する前に、該溶接処
理によってデユープ上に形成されたウェルド　ビード（
ｗｅｌｄ　ｂｅａｄ　）が平滑にされ、該チューブは調
整乃至サイズ決めされる。

斯かる方法及び装置によるとフィラーワイヤは相当な高
速度で生産され得る。しかしながら、引続くフィラーワ
イヤの銅メッキのために要求される充分に満足すべきウ
ェルドを確実に得るということが出来ないという不利が
ある。

チューブ状ワイヤを形成する他の公知方法においては（
ＤＥ−ＡＩ−２５１５３４２）、金属ストリップからチ
ャンネルが形成され、該チャンネルに］アーを形成する
ための粉体材料が充填される。同時に長手方向に折目を
有するカバーストリップが該チャンネルの中に配置され
、該チャンネルはデユープに形成され、その長手方向エ
ツジに沿って溶接装置により溶接される。該溶接の後、
この閉じられたデユープは引抜き加工によって所ｇ１径
まで加工される。

ｊｆｆかるカバーストリップが用いられる理由は前記ウ
ェルドの品質を害しないように、溶接されるべ７キｆ−
コープの長手方向エツジ上に粉体材料粒子がｉ、１７．
ることを防止するためである。しかしながら、（、゛を
来の溶接速匹においてはそれは満足すべき程に達成され
ず、信頼すべきウェルドは得られない。

また、チューブ壁における不均一な材１１分布み、溶接
中に溶接棒を曲げると・いうような不都合をもたらす。

本発明は、また、金属ストリップを成形して連続的にフ
ィラーワイヤを製造することに関する。

本発明の目的は、既述の従来方法における不都合を無く
し、高生産能率でもって充分に満足すべき閉じた又は縫
着乃至シーミングされたフィラーワイヤを生産すること
ができる方法を提供することにある。

本発明によれば、チューブの溶接又はシーミング加工の
間に、スプリット　デユープ及び閉じたチューブの中に
発生する空気流れを該溶接又はシーミングゾーンの近く
において吸引することにより達成される。

本発明は、また、溶接又はシーミング　ステーションを
備えた装置にして、本発明方法を最適条件で実施できる
装置を提供づることを目的とする。

本発明のこの目的は、前記溶接又はシーミングステーシ
ョンの上流側に配置された少くとも１つの吸引装置にし
て、その吸引パイプが前記オープン　デユー、ブの端の
上に配置されている該吸引装置を備えることによって達
成される。

本発明は、まＩζ、本発明による前述の装置を有する装
置乃至設備にして前記溶接及びシーミングステーション
の下流側に延伸−縮少用圧延装置を設【プた該装置乃至
設備を提供するものである。

該圧延装置はデユープをフィラーワイヤの最終所望径又
はそれに近い値にまで縮少するための少くとも１０個の
ロールスタンドを備えている。

第１図に線図的に示されたフィラーワイヤの連［４造装
置は紙面の都合上３つの部分に分割されており、之等の
部分は矢印によって結ばれている。

実際には、之等すべて裸部分は同一の面に連続的に配置
されている。

ストリップ（３）は供給ステーション（１）に回転自在
に搭載された金属ストリップリールから繰りだされ、該
ストリップはストリップ溜め乃至マガジン（４）に送ら
れる。ストリップ　ウェルディング装置（５）は使用中
の金属ス［ヘリツブリール（２）の末端と図外の次の金
属ストリップリールの引出し端とを結合するために用い
られる。

ストリップ　マガジン（４）は装置における速度変化を
吸収するために用いられる。チューブ成形装置（６）で
は、ストリップ（３）からスプリット　チューブが予め
形成される。チューブ成形装Ｗ（６）は段階的にチュー
ブ（７）を形成することができる複数対のローラー装置
を備えている。

該オープン　デユープ（７）は、デユープ成形装置（６
）からパウダー供給バランス（ｂａｌａｎｃｅ　）（９
）、（１０）を備えた供給ステーション（８）へ送られ
る。供給ステーション（８）にセットされたパウダー供
給バランスの数は、オープン　ヂユーブ（７）に充填さ
れるべき異なるパウダー成分の数による。

オープン　チューブ（７）は、供給ステーション（８）
から調整（キＡ７リプレイテイング）乃至サイジング　
ステーション（１１）を通り、溶接ステーション（１２
）へ送られる。該溶接ステーション（１２）に付いては
のちほど詳細に説明する。オープン　チューブ（７）の
に長手方向エツジは溶接ステーション（１２）において
溶接温度まで加熱され、続いて圧縮ロールステーション
（１３）において溶接される。該ステーション（１３）
は、２つの圧縮ローラー（４０）、（４１）を備えてい
る。該ローラーはこれを表わすのを容易にするため、第
２図においては９０゜回した状態で示されている。溶接
ステーション（１２）としては様々な態様のものを使用
できるが、例えば第１図に示すような高周波溶接装置を
備えたものとすることができる。しかしながら、そのほ
か抵抗溶接装置又はその類いのものを備えたものとして
もよい。

シエーウイング（ｓｈａｖｉｎｇ）又はチップカッティ
ングステーション（１４）では例えば削り操作によって
今や閉じた形のチューブ（１５）状の溶接部乃至ウェル
ドが平滑にされる。図外の冷却装置が、圧縮ローラース
テーション（１３）とチップカッティングステーション
（１４）との間に配置されうる。装置中の対ローラ−（
１６）はスプリットチューブ（７）及び閉じたチューブ
（１５）を案内する。ローラー（１６）は必要とあれば
個々のステーションの間に挿入されうる。

パウダー充填剤を有する閉デユープ（１５）が、圧延装
置（１７）へ導かれる前に、該デユープ（１５）は、■
マルジョンタンク（１８）で処理される。該チューブの
径は、長い圧延装置（１７）に於て減少せしめられる。

圧延装置では多数のロールスタンド（１５）が用いられ
、それらはグループで又は別／２に駆動される。ロール
スタンド（１９）はデユープの圧延とチューブ径の減少
との間の比が任意にセットされつるように決めることが
できる。

例えば、閉チューブ（１５）が１１から１６ｍｍの径を
右づる場合において、圧延装置（１７）ではＯ１？的に
３乃至５ｍｍのチューブ径が得られる。この３乃至５ｍ
ｍのデユープ径は多くの場合において所望される数値で
ある。この最終チューブ径を得るためには比較的多数の
ロールスタンド（１９）が用いられねばならないが、チ
ューブ（１５）をより速く走らせて作業することができ
、更に充１眞ファクター、Ｐ口ちフィラーワイヤのデユ
ープ材料及びそこに導入される充填材料との比を広い範
囲から選んでデユープを製造することができるという利
点がある。

より小径のフィラーワイヤが要求された場合には、前記
圧延加工に続いて引抜き加工を行えばよい。この為、チ
ューブ（１５）は例えば高周波、中周波又は抵抗加熱装
置を備えたやきなまし装置（２０）において前記圧延装
置から阿れた時と同じ速度でもって連続的にやきなまじ
される。続いて該デユープは冷却装＠（２１）に於て冷
却され、引抜き装置（２２）において所望の最終チュー
ブ径まで加工される。引抜き装置（２０）は？！！数の
精密用法きブロック（２３）を（ぜｈえており、前記チ
ューブはこのブロック（２３）によって壁厚に重大な変
化を与えることなく最終径まで引抜かれる。検査ステー
ション（２５）では、完成したフィラーワイヤ（２５）
が、粉体材料によって芯の完全な充填が行なわれている
かどうかヂエツクされる。該フイラーワイＶは続いて巻
きとりステーション（２６）のスプール（２７）上に巻
きとられる。更に少くとももう１つの巻きとりステーシ
ョンがあり、フィラーワイヤ（２４）は一杯になったス
プール（２７）から次のスプールへどぞの、ス（行速直
をかえることなく移され（りる。もし必要とあれば、銅
メッキ浴がフィラーワイヤ製造プロセス中に配置される
。

記述の装置は溶接フイラーワイＶ及びシームドフイラー
ワイヤの双方製造することができる。シームドフイラー
ワイヤの場合、前記溶接ステーションはそれ相当のシー
ミングステーションに置換えられる。しかし、装置の残
りの部分を変更する必要はない。尤も閉じたフィラーワ
イヤを製造する場合には溶接性能を改良した第２図乃至
第６図に示す装置部分によって生産能率を飛曜的に向上
さゼ°ることができる。

第２図から第６図においては第１図に示された部分と同
じ部分については同じ参照数字が付されている。、第２
図に於てオーブン　デユープ（７）は左から右へ矢印の
方向に進行する。第１のバラク−１１％給バランス（９
）では、スプリットチューブ（７）の底部を覆う例えば
強磁性又はフエライｔ〜系パウダー（２８ンのような粉
体材ｒ１の第１の成分が供給される（第５図参照）。次
の第２のパウダー供給バランス（１０）によって別の成
分、例えばフラッグ（ｆｌａｇ）パウダー（２９）が第
１コーテイング（２８）上に開口される。必要とあれば
３Ｖ！以上のコーティングが供給されうる。このために
はそれ相当の数のパウダー供給バランズが使用される。

粉体材料（２８）、（２９）で嵩だされたオーブン　チ
ューブ（７）は調整乃至サイジング　ステーション（１
１）においてキャリプレイティングローラー乃至サイジ
ングローラー（３０）、（３１）によって調整乃至サイ
ズ決めされ、溶接ステーション（１２）へ進行する。溶
接ステーション（１２）にはインダクションコイル（３
２）だけが示されており、該コイル（３２）はチューブ
状連結ピース（３３）のまわりに配置されている。該ピ
ース（３３）は例えばセラミック材料のような耐熱性材
料から作られており、デー１゜−ブ（７）のまわりに間
隙を於いて配置されている。連結ピース（３３）の入口
側の端には例え１．１２部分構成のケーシング（３４）
が設けられている。、該ケーシング（３４）はプラステ
ィック製であることがか好ましい。該ケーシングには第
３ｒ１に示づようにスプリットチューブ（７）用の狭い
３１＋＋路（３８）が形成されている。第３図はまたス
プリットデユープ（７）の開口上に通路（３５）から枝
分れしたチューブライン（３６）、（３７）を示してい
る。該チューブラインはケーシング（３４）中に設（す
られたドライブライン（３８）とともにジェット乃至ブ
ラスティング装置を形成１゛る。ドライブライン（３Ｂ
）に圧縮空気又は水が供給されるとライン（３６）、（
３７）中に誘発吸引力が発生し、オーブン　チューブ（
７）から空気が扱かれる。このジェット乃至ブラスティ
ング装置は真空ポンプで置換えてもよい。

２つのジェット装置のサクションライン（３６〉、（３
７）を通じてオーブン　デユープ（７）から空気を抜く
と、連続溶接部分の性質が大幅に改善される。走行する
スプリットデユープ（７）はその移動方向に流れる冷た
い空気流れを産みだすが、チューブ（１５）は溶接され
た後間じられ、その中に狭いチャンネル（３９）が形成
されるので、その中で空気は加熱され、ダストを含む空
気流れがチューブの移動方向とは反対の方向に形成され
る。互いに反対方向に作用するこれら２つの空気流れは
、２つのサクションライン（３６〉、（３７）を通じて
吸引される。この空気除去の結果、スプリットチューブ
（７）の長手方向エツジの上に載っていたパウダー粒子
も吸引され、該オーブンスプリット　チューブ（７）の
２つの長手方向エツジの溶接にとって好ましい条件が提
供される。第４図は溶接プロセスを示している。上方へ
向は開口したスプリットチューブ（７）は、誘導高周波
電流によって長手方向エツジに沿って加ｎされる。該エ
ツジは続いて圧縮ローリングステーション（１３）にお
いて溶接される。

「ウェルドスポット（４２）はローラー（４０）、（４
１）の最も狭い間隔部分に存する。

周波数１００乃至５００　Ｋ　ＨＺによる＾周波溶接に
おいてはスプリットチューブ（７）に交番電流が流れ、
該電流の一部はチューブの周囲に流れてアクティブ電流
となるけれども、溶接に有効なのはスプリットに沿って
流れる電流だけである。

インピーダー（ｉｍｐｅｄｅｒ　）の助けを借りてチュ
ーブの内部に電流を集中させることが知られている。

この場合該インピーダーは、必須的にフェライト系材料
ロッドであり、フィールドコイル中で鉄芯として作用す
る。このインビータ−が溶接ステーション（１２）に於
てオープンスプリットチューブ（７）中に置かれると、
一定の溶接パワーを得るための高周波発生装置のパワー
を減少させることが可能であることが認められている。

しかしながら、該インピータ−は相当加熱され、従って
ずつと冷やしつづけられなければならず、その桔宋イン
ピーダーのために装置がｒ！１ｍになるという不利があ
る。驚くべきことに、粉体材￥３１を供給するとき、例
えばコーティング（２８）としてスプリットチューブ（
７）中にフェライト系又は強磁性成分を導入するとこれ
が公知のインピーダーにとってかわることができる。パ
ウダー（２８）によって形成されたこのインピーダーは
、チューブ（７）の中央部にはないけれども、ウェルデ
ィングパワーにおけるゲイン（ｇａｉｎ）は、公知のイ
ンピーダーと同じ大きさである。

少くとも１つの非磁性材成分（２９）が該強磁性パウダ
ー（２８）上に置かれるので、該パウダー　（２８）の
スプリットチューブ（７）のに長手方向エツジ上に沿う
移動は防止される。フェライト系又は強磁性パウダーか
らなる成分（２８）は、□無限に長いインピーダーに相
当し、該インピーダーは移動するスプリットチューブ（
７）における一定の更新のために同等冷却を必要としな
い。

前述の方法及び装置の結果、ウェルドの品質はほぼ５０
ｍ／ｍｉｎにも及ぶ＾溶接速度の場合であ。

つても改良される。これは一方でオープンンチューブに
おける冷たい空気流れを除去し、他方において閉じたチ
ューブ（１５）の狭いチャンネル（３９）におけるダス
ト粒子によって汚染された凸部の戻り空気流れを除去す
ることによって達成される。１つ又は２以上のサクショ
ンラインを備えたサクション装置が、前記異なる強さ及
び潤度の２つの空気流れが衝突するとき、オープンスブ
リツｉ−デユープ（７）の長手方向エツジ間で前記パウ
ダーをまき上げることを防止する。また、こ゛の吸引に
よる方法はインタクションコイルとチューブとの間のエ
レクトリック　フラッシュオーバーに対する保護及びイ
ンダクションコイルの汚染に対する保護を提供する。更
に、スプリットデユープ（７）の底部に配置されたフェ
ライト系又は強磁性粉体材料の使用によって、溶接能力
が改良される。該粉体材料インピーダーの代りにワイヤ
又はロッドがスプリットチューブ（７）の底部に配置さ
れても同じことである。吸引除去を伴った又は伴わない
粉体状、ワイヤ状の又はロッド状のインピーダーの挿入
は、フィラーワイヤのｖｆｆｉの・みならず、充填材料
を伴わないチューブのテＪ　ｊ５にも有利である。なぜ
ならば、該インサートは杵返し使用できるからである。

吸引除去によると、例えば集塊材料又はフェライト系又
は強磁性成分を含んだミクスチＡ７のような他の粉体材
ｒ１を使用して同じ効果を得ることかできる。各成分を
層状に配置すると特に好ましい結果が（ｑられる。既述
の方法及び−装置はイナートガス、メタルアーク、アー
クストリップ（ａｒｃ　５ｔｒｉｐ　）　、サブマージ
ドアーク（ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ　ａｒｃｓ）　、エレク
トロスラック及びエレクトロガス溶接のためのフィラー
の製造に適しており、更に冶金処理技術分野において使
用されるインジェクション及びモデイフイケイションワ
イヤの製造にも適している。製造されるべきフィラーワ
イヤ又はチューブの形状については何ら制限はない。

【図面の簡単な説明】

第１図はフィラーワイヤの連続製造装置の一例の電路線
図、第２図は、第１図のＰｉ同におけるパウダー供給ス
テーション及び溶接ステーションを含む部分の慨ｒ８線
図、第３図は第２図の■〜■枳に沿う断面図、第４図は
第２図における方向ＩＶからみた概路線、第５図は第２
図のｖ−ｖ線に沿う閂面図、第６図は第２図の■−ｖｒ
線に沿う断面図−Ｃあ　イ）。 （１）・・・ストリップ供給ステーション、（２）・・
・今月ストリップリール、 （３）・・・ストリップ、 （４）・・・ストリップ溜め乃至マガジン、（５）・・
・ストリップ溶接装置、 （６）・・・デユープ成形装置、 （７）・・・オーブン　デユープ、 （８）・・・パウダー供給ステーション、（９）、（１
０）・・・パウダー供給バランス、（１１）・・・調整
乃至サイジングステーション、（１２）・・・溶接ステ
ーション、 （１３）・・・圧縮ローリングステーション、（１４）
・・・カッティングステーション、（１５）・・・閉じ
たチューブ、 （１６）・・・対ローラ−、 （１７）・・・圧延装置、 （１８）・・・エマルジョンタンク、 （１９）・・・ロールスタンド、 （２０）・・・やきなまし装置、 （２１）・・・冷却装置、 （２２）・・・引抜き装置、 （２３）・・・精密引抜きブロック、 （２４）・・・フィラーワイヤ、 （２５）・・・検査ステーション、 （２Ｇ）・・・ｙｇきとりステーション、（２７）・・
・スプール、 （２Ｂ）・・・パウダー、 （２つ）・・・フラッグ成形パウダー、（３０）、（３
１）・・・調整乃至ザイジングローラ、（３２）・・・
インダクションコイル、（３３）・・・デユープ状連結
ピース、（３４）・・・ケーシング、 （３３５）・・・通路、 （３６）、（３７）・・・サクションライン、（３８）
・・・ドライブライン、 （３９）・・・狭いチャンネル、 （４０）、（４１）・・・アップツセテイングローラ、
（４２）・・・ウェルドスポット。 （以　上） 代理人　弁理士　三　枝　英　二

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■　粉体材料を充填した金属チューブから成る任′意長
   さの溶接又はシームド　フィラーワイＡ７を連続製造す
   る方法にして、上部が開口したスプリツ１−　チューブ
   又はオーブン　ジヨイントデユープを金属ストリップか
   ら形成し、該チューブを連続的に進行させつつ該チュー
   ブ内へ粉１本材料を導入し、該デユープを圧縮して該チ
   ューブの長平方向エツジを溶接又はシーミングし″ｌ粉
   体材料充填チューブを形成し、続いて所定フィラーワイ
   ヤを形成するように該チューブ径を縮少きせる工程を含
   み、前記溶接又はシーミングエ稈においては前記スプリ
   ット　チューブ及び開しられたチューブ内に発生する空
   気流れを該溶接又はシーミング　ゾーンの近くで吸引づ
   −ることを特徴とする方法。 ■　前記デユープの進行方向に配置される前記粉体材料
   は、前記空気の吸引位置の上流側で前記スプリットチュ
   ーブに導入される特許請求の範囲第１項記載の方法。 ■　前記粉体材料が、非塊状又は塊状或いはこれら２つ
   のパウダー状態の組み合せのドライミクスチャーとして
   導入される特許請求の範囲第１項又は第２項記載の方法
   。 ■　強磁性材及び非磁性材成分からなることが好ましい
   前記粉体材料が、順次に前記デユープ内へ導入され、異
   なる材料からなる層が形成される特許請求の範囲第３項
   記載の方法。 ■　溶接又はシーミングのあと前記チューブが所望最終
   径まで圧延加工される特許請求の範囲第１項又は第２項
   記載の方法。 ■　溶接又はシーミングのあと、前記デユープが圧延加
   工及び引抜き加工によって所望Ｒ縮径とされ、該圧延加
   工の後では該チューブは連続的きなましされる特許請求
   の範囲第１項又は第２項記載の方法。 ■　溶接又はシーミング　ステーションを有する特許請
   求の範囲第１項から第６項のいずれかに記載の方法を実
   施するための装置にして、該溶接又はシーミング　ステ
   ーションの上流側に少くとも１つの吸引装置が設けられ
   、該吸引装置にお１プる吸引パイプは前記オーブン　チ
   ューブの端上に配置されている装置。 ■　前記吸引装置が１又は２以上の吸引パイプを備え、
   該吸引パイプは前記チューブを囲むケーシングに配置さ
   れている特許請求の範囲第７項記載の装置。 ■　前記溶接ステーションが高周波装置を備え、該高周
   波装置は、高周波コイル及び前記スプリット　チューブ
   間に配置された連結ピースを備え、前記吸引装置は該連
   結ピースの前記スプリット　チューブの進入側の端に固
   定されている特許請求にやの範囲第７項又は第８項記載
   の装置。 ［株］　特許請求の範囲第７項から第９項のいずれかに
   記載の装置を備えたフイラーワイＡ７製造装置にして、
   前記溶接及びシーミング　ステーションのあとに、延伸
   −縮少用圧延装置が設けられ、該圧延装置はチューブ乃
   至フィラーワイヤを所望径まで縮少させるための少くと
   もＩｎのロールフレームを備えていることを特徴どする
   、７フイラーワイヤの製造装置。 ■　やきなまじ装置が前記圧延装置の下流側に設けられ
   ており、該やぎなまし装置は前記チューブが前記圧延装
   置を離れるのと同じ速度でもって該チューブを連続的に
   Ｉｂきなますようになっている特許請求の範囲第１０項
   記載の装置。 ＠　前記やきなまじ装置が高周波、中周波、又は抵抗加
   熱装置を備えている特許請求の範囲第１１項記載の装置
   。