JPS61126995A - 溶接用ソリツドワイヤの製造方法 - 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） 本発明は、ガスメタルアーク溶接に用いるソリッドワイ
ヤの製造方法に関し、この明細書では、適当な潤滑剤を
採用することにより、素線から最終線径に至るまでの工
程を焼鈍やめっきの工程を経ることなく連続的に伸線製
品とする技術について提案するものである。

（従来の技術） 溶接用ワイヤの一般的製造方法は、まず熱間圧延により
製造された線材についてその表面のスケールを除去する
工程、伸線前処理剤を付着させるコーティング工程、中
間径まで伸線する１次伸線工程、１次伸線による加工硬
化を除去する暁鈍工穆、酸洗・めっき工程、および製品
径まで仕上げる２次伸線（仕上伸線）工程、そして最後
に巻替梱包工程と７エ程に分けて製造されている。

上記従来製造方法の場合仄のような問題点が指摘されて
いた。

（１１作業工程が細分化されているために作莱能率面で
効率が悪い。

〈２）　　焼鈍工程などがあって裂遣日数が長くかかる
。

（８）′　製造コストが高い。

（４１銅めっきを施すこととしているため廃液処理に大
きな設備と費用がかかる。

かような実情に鑑みその解決を目指した次のような従来
技術がある。例えば、特開昭５５−５４２９６号は、ｊ
Ｋ線ワイヤを中間で焼鈍することなく伸線加工を行うこ
とにより、連続的な短時間で製造する方法が述べられて
いる。この方法は、連続伸線を行うことができるが、め
っきまでも省略する方法ではないから上記（４１の欠点
が残り、また引張強さのばらつきやアーク安定に対する
配慮がないことから、溶接作業性改善に対し積極的にそ
の改良を行っている技術とは言い難い。

また、同じく連続工程を採用する従来技術として１０％
開昭５６−１５１１９７号があるが、この方法は焼鈍・
めっき工程があるので上記（２１、（ａ）、　（４１の
欠点が残り、４１！！遣工穆の簡素化のメリットが減殺
されている。

さらに、特公昭５８−４３１９５号として提案の技術は
、ワイヤ成分、特にＣ，Ｓｉ、ＴｉＪｔを規定し、製品
径までの伸線を可能にしたものであるが、上記の限られ
た成分系にのみ適用できるものであり、ワイヤの送給性
や給電性の改良は論じられていない。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、従来技術のもとで指摘されていた■製造時間
およびコストのかかる焼鈍工程を省き、■廃液処理等で
問題点のあるめつきニー程を省き、■しか本素線から製
品ワイヤまでの作業を連続化することを目的とする。そ
してこのことにより、作業工程の簡素化に伴う製造コス
ト削減、製造日数の短縮およびめつき工程の省略つまり
銅めつきがなされないことによる溶接時のコンジットチ
ューブ内への銅粉の目づまりの防止を実現することにあ
る。

（問題点を解決するための手段） 本発明の着想の基需となる点は、焼鈍工程およびめっき
工程を省略化し、かつ工程の連続化を図ることにある。

ただこのことによって、例えば焼鈍工程の省略で熱間で
の引張強さのバラツキが残留しワイヤ送給時の送給性の
不均一を招いたり、まためっき工程の省略により給電抵
抗が高まり、特にチップ部でのワイヤ融着現象に基づく
均一送給が困難になるという問題が生じる。

このことだ対して本発明では、次のような手段を採用し
てその克服を図ることとした。すなわち、酸洗した線径
４．５〜５．５ｆｉφの素線に対し、焼鈍およびめっき
の工程を経ることなく、給電向上剤ならびにアーク安定
剤を含有させた防錆性、潤滑性を示す油性潤滑剤を用い
て、最終ダイスにおける減面藁が２〜１２％になるよう
に伸線して巻替えをする連続工程からなる溶接用ソリッ
ドワイヤの製造方法について提案する。

そして、伸線副滑剤として、伸線初期たとえば第１ダイ
ス及び第２ダイスに二硫化モリブデンもしくは電化硼素
を３〜１５％含有した潤滑剤を用いることにより、焼鈍
、メッキ各工程省略の不足をこの潤滑剤コーティングに
より補うことにした。

さらに、最終ダイスに用いる油性潤滑剤に関しては、ワ
イヤ製品表面に、給電向上剤として、５０〜３００　ｐ
ｐｍ、アーク安定剤として、１０〜８００　ｐｐｍを残
留させるべく、給電向上剤とアークな定則を含有するも
のを用いる。

（作用） 本発明の特徴は、素線は焼鈍・めっき工程を経ることな
く直接伸線加工し、巻替工程までの４工程を連続的に行
う点にある。このような連続伸線加工を行うと、ワイヤ
自体が加工硬化を起し極端に伸線性が劣化する。

しかしながら、本発明者らの研究によれば、かかる工程
において、伸線初期たとえば第１ダイス及び第２ダイス
に二鎖化モリブデン又はこれと同等の効果をもつ電化硼
素を、３〜１５％含有する潤滑剤を使用すれば、伸線性
を低下させることなく伸線が可能になるとの知見を得た
。

これに対し乾式潤滑剤により連続的な伸線加工を行うと
、伸線潤滑剤がワイヤ表面に多く残留するため、浴接中
のワイヤ送給時にコンジットチュ−ブ内に該潤滑剤が付
着して送給を妨げ、さらには該残留潤滑剤てより溶接チ
ップでの給電性が劣化し、送給性能の劣化と溶接作業性
（アーク安定性）を阻害することが実験の結果明らかと
なった。

このような事実から本発明者らは伸線最終ダイス部の潤
滑剤及びその減面率を工夫することに着目した。つまり
潤滑剤には防錆性及び潤滑性を有する油性潤滑剤（たと
えばパーム油、オリーブ油の精製品）を採用し、かつそ
の中には給電向上剤（たとえば炭素など）及びアーク安
定剤（たとえばアルカリ金属）を含有させることとし、
一方上記減面率としては２〜１２％で伸線を行うという
条件を採用したのである。

まず本発明において油性潤滑剤を選んだ理由は、第３図
から明らかなように前工程で付着残留している乾式潤滑
剤の除去を図るのに好適で、フンジットチューブ内Ｋか
すの残留が少ないこと、及び乾式潤滑剤より防錆、潤滑
効果が優れているからである。

なお、さらに乾式潤滑剤の除去効果を高めたい場合ある
いはアーク安定剤等の添加効果を高めたい場合には、前
工程のダイスにも同様の潤滑剤を用いることが好ましい
。

次に、かかる油性潤滑剤中に含有させる給電向上剤につ
いて述べる。溶接作業性を良くするためにワイヤの送給
性を改善することは有効なことであるが、ワイヤ潤滑性
だけがコンジットチューブ内送給性に彰啼を及ぼすので
はなく、給′―状況もワイヤ送給性能に砂場を及ぼ丁こ
と力を明らかとなった。

第４図に示すように、Ｗ機子電匠はワイヤ送給量を一定
として非溶接時にワイヤのみ送給する場合二つまりイン
チング状態のときと、溶接時に送給モータで送給すると
きを比較すると、前者の方が小さいことがわかる。すな
わちインチング状態では、電流の変動が少なく、一様に
ワイヤが送られているが、溶接時では急に変動が大きく
なり給電チップ部での給電状態が送給性に大きく影響し
、この変動が大きくなると、極端な場合ノッキング現象
、ワイヤづまりなど溶接性に悪影響を及ぼすヶしたがっ
て、本発明のように、特に銅めつきのような給電を助け
る媒体のないＪｓ＠−にはさらに給電性の向上が望まれ
る。この点については本発明者らの研究ではワイヤ表面
上に給電向上剤つまり炭素などを適量含有させることが
有効であることをつきとめた。その添加量は、給電効果
についてみると多い程好ましいが、また多過ぎるとフン
ジットチューブ内へのかすの残留等で悪影響を及ぼすの
で、第５図から下限として５０　ｐｐｍ　、また上限を
８００　ｐｐｍとした。

次にアーク安定剤について述べる。溶接作業性向上のた
め、ワイヤ送給性のほかにアーク自体の安定性を保つこ
とが必要である。そのためには、ワイヤ表面て電離電圧
の低い元素を残留させ、金属イオンの発生を促しアーク
長の安定化を維持することが有効である。この目的に叶
うものとして、アーク金属（Ｌｉ　、　Ｋ　、　０８等
）が好適である。このようにアーク安定剤の添加により
、第６図に示すように、短絡回数（短絡移行域）が増加
し、細かい溶滴移行となってアークが安定スる。この添
加量としては、１０　ｐｐｍ以上の添加が有効で、上限
としては給電向上剤とのかね合いもあり、送給性を阻害
しない点を考慮して８００　ｐｐｍとした。

ワイヤの引張強さについては、ワイヤ送給性能に関係し
アークの安定性にも影響することが知られている。従っ
て、引張強さが均一なワイヤの製造を行わなければなら
ない。この点連続伸線工程では、均一な引張強ざを維持
することはきわめて困難であり、しかも標＠偏差（σ値
）値でワイヤ１０ｍ当り１　、２　ｋｌ？　ｆ　／ｌ＊
”を下回るものを製造するのは困難であった。

この不均一な引張強さ：すなわちσ＝　１．２　ｋｇｆ
／ｎ２以上では、第７図に示すように、依然送給性能に
問題があるため、σ＜１．２に維持すべく検討を進めた
結果、伸線時の保有熱を除去することが有効であること
がわかる。

最後に減面率の範囲の限定理由について述べる。

減面率を２％以上１２％以下としたのは、２％未請では
減面率が小さいため製品表面への潤滑剤のもち出しが多
く、また潤滑剤の付着量が不均一となりやすいためであ
、る。一方１２％を越える場合、これまでてワイヤはか
なりの加工硬化を受けているため著しくダイス寿命が劣
化すること、及び潤滑剤中の添加剤の付着量が一定に維
持し得る限界となるからである。

ＩＥＩＮは以上の結果をまとめたものであるが、上述し
た総ての条沖を満足するものが最も有効である。

第１表 良好と思われるものが５であり、以下中なくなる租界化
する。

（実施例） 第１図にもとすき本発明製造法を、従来製造法（第゛２
図）との比較のもとに説明する。まず本発明の場合、熱
間圧延線材（素線）１を、酸洗２および油性潤滑剤コー
ティング３工程を経由させ、そしてタンデムに配列した
最終製品径にまで伸線する伸線機４に導き、最後に巻替
機８に供給して製品とする。この点従来のものは、第２
＠に示すように、素線１をスケール除去１ａｌ、て第１
次伸線機１ｂにて伸線し、焼鈍ＩＣ−酸洗１ｄ−めつき
１ｅと経て、最終線径とする２次伸線９′を行うという
多数の工程を経なければならない。

さて、本発明方法につきさらに詳しく説明すると、まず
５．５ｕφの熱間圧延線材１　（ＪＩＳ　Ｚ３３１２７
ＧＷ　−１２，）を酸洗し、油闇滑剤コーティング８後
、ｌｏ数個の伸線ダイス４に通し、線速（，１，２ｅｍ
φ）　５００　ｍ／分で伸線しその後巻替５を行った。

このとき第１ダイスでは二硫化モリブデン７％、ステア
リン酸カルシウム５０％、残り石灰という乾式潤滑剤を
用い、最終ダイスにはオリーブ油系の油性潤滑剤に給電
向上剤として炭素を、そして安定剤として炭酸リチウム
＋炭酸カリウムを添加したものを用い、７．２％の減面
率にて１．２ｔａまで伸線加工し、伸線残留量としてそ
れぞれ給電向上剤が１２０　ｐｐｍ、アーク安定剤が２
０８ｐｐｍになるようにした。またこのときのワイヤ引
張強さは、ワイヤ１０ｍにおいて平均１１２ｋｌｌ　ｆ
　／＋ｎ＋”、標市偏差０　、８　ｋｌｉｌ　ｆ　７ｍ
”であった。

上記ワイヤを使った溶接試験結果を第２表に示すがいず
れも好ましい結果が得られた。

第２表 （発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、焼鈍をしないので
製造工程が簡素化して製造効率が高くコストも安くなる
上、銅めつきを施さないのでワイヤ送給時の目詰りもな
く、さらには良好な溶接性を示す溶接用ソリッドワイヤ
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる溶接用ワイヤの製造工程の路
線図、 第２図は、従来法にかかる溶接用ワイヤの製造工程の路
線図、 第３図は、コンジットライナー内の残留物量に及ぼすワ
イヤ使用せの影響を示すグラフ、第４図は、ワイヤ送給
性への給電てよる彩りを示すグラフ、 第５図は、給電向上剤の効果を示すグラフ、第６図は、
アーク安定剤の効果を示すグラフ、第７図は、ワイヤ送
給性への引張類さとばらつきの影響を示すグラフである
。 １・・・ワイヤ（素＃）　　　２・・・酸洗工程８・・
・コーティング工程　４・・・伸線工程５巻替工程 電機子（嵐砥（Ａ） も　＼　〜　（も　切 別ｇ回数Ｃ町偽Ｃ） （宕

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、酸洗した線径４．５〜５．５ｍｍφの素線に対し、
   焼鈍およびめつきの工程を経ることなく、給電向上剤な
   らびにアーク安定剤を含有させた防錆性、潤滑性を有す
   る油性潤滑剤を用いて、最終ダイスにおける減面率が２
   〜１２％になるように伸線して巻替えをする連続工程か
   らなる溶接用ソリッドワイヤの製造方法。 ２、ワイヤ製品表面に残留する給電向上剤及びアーク安
   定剤がそれぞれ５０〜３００ｐｐｍ、１０〜３００ｐｐ
   ｍである特許請求の範囲１に記載の製造方法。 ３、伸線潤滑剤として伸線初期に二硫化モリブデンもし
   くは電化硼素を３〜１５％含有した潤滑剤を用いること
   を特徴とする特許請求の範囲１に記載の製造方法。