JPS6333959B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の目的） 本発明は自動・半自動溶接用フラツクス入りワ
イヤの製造方法に関するものである。

（従来技術） 一般に、溶接用フラツクス入りワイヤは鋼帯を
ある断面形状に成形したものに脱酸性元素、スラ
グ形成剤等から成る粉粒状フラツクスを充填して
複合したものである。この溶接用ワイヤは軟鋼か
ら低合金および高合金鋼の溶接まで広い用途に用
いられている。

従来のフラツクス入りワイヤの製造方法は薄鋼
板の帯をＵ形に成形した後、所定の成分調整を行
つた粉粒状の溶接用フラツクスを一様に充填し、
所定の断面形状に成形した後伸線加工するもので
ある。この方法で製造されたワイヤは種々の欠点
を有している。

すなわち、フラツクス入りワイヤの製造時ある
いは製品とした場合、その合わせ目が開口し易
く、ワイヤ製造に支障を来たすうえ、開口部より
ワイヤ外面の水分又は製造工程中に使用される潤
滑剤などの有機物質がフラツクス中に浸入し、こ
れを使用して溶接した場合、溶接金属中の拡散性
水素を増加させたり、ワイヤ内面の金属帯表面の
酸化を促進させて溶接金属中の酸素を増加させ、
溶着金属の機械的性能を劣化させる。又、溶接用
ソリツドワイヤにおいては、ワイヤ表面の防錆お
よび溶接時の導電性向上を目的にワイヤ表面に銅
めつきを施こすことが行なわれるが、上記の溶接
用フラツクス入りワイヤにはこのめつき処理を適
用できない。その理由は銅めつき処理が被めつき
物（ワイヤ）をめつき浴に浸漬してめつきを施こ
す湿式法であるため、合せ目からめつき液がワイ
ヤ内部に浸入する不都合を呈するからである。

この欠点を解消する方法としてフラツクスの充
填と並行して被覆管の合せ目を溶接して接合する
ことが提案されている。例えば特開昭54−109040
号公報には鋼帯を開口した溝に形成し、該溝にフ
ラツクス粉体を次の造管溶接時における管内に充
分に満たない範囲で落下供給した後、溝の縁を一
緒に閉じて長手方向連結部を溶接して密封した管
を連続的に造管形成し、そしてフラツクス粉体を
管内部に堅固に詰め込むように管の寸法を減少す
ることにより製造する方法が示されている。この
方法において、フラツクスが造管溶接の際に管の
全体でなくその一部のみを占めるように構成して
いるのは、溶接位置とフラツクス位置とが近すぎ
ると相互に悪影響を及ぼし合うので溶接による熱
が過剰にフラツクスに達しないようにするためで
ある。すなわち鋼帯の溝の縁を溶接する場合、溶
接により発生した熱がフラツクスの成分を変え、
あるいは不適切なものにしてしまう危険があり、
又、フラツクスが溶接により存在する磁場によつ
て渦を巻き、溝の縁の接触表面に付着して、溶接
を弱めることがある、という理由によるが、この
問題点は上記製造方法によつても十分解決されて
いるとは認められず、溶接部とフラツクスは相互
に悪影響を及ぼし合うことを余儀なくされてい
た。又上記製造方法によるとフラツクスの供給量
が制限されるので必然的に製品のフラツクス充填
率が低く制限されることになり、これも不利な点
である。さらに溶接後の管寸法減少工程において
フラツクスを管全体に満たし、管内の空気を除去
し、フラツクスの管長手方向の移動を防ぐためフ
ラツクスを堅固に詰め込むが、このときフラツク
ス充填率のバラツキが生じやすいという問題があ
る。

（発明の目的） 本発明は以上従来の問題点をことごとく解消す
ること、すなわち製造時あるいは製品においてワ
イヤの合せ目が開口しない、銅めつき等のめつき
処理を施こすことのできる溶接用フラツクス入り
ワイヤの製造方法を提供することを目的の１つと
し、更に生産能率が良好で、製品品質が良好な溶
接用フラツクス入りワイヤを製造することができ
る製造方法を提供することを重要な目的とする。

（発明の構成） この目的を達成する本発明の要旨とするところ
は、中空の鋼パイプをフラツクスの安息角以上に
傾斜させてフラツクス充填位置に配置し、該鋼パ
イプにフラツクスを鋼パイプ上端孔から落下供給
して充填し、該鋼パイプと新しい中空の鋼パイプ
とを溶接接合して再び中空の鋼パイプ中にフラツ
クスを落下供給して充填する操作を複数回繰り返
すことによりフラツクス充填鋼パイプをつくり、
該フラツクス充填鋼パイプを所望径まで減径する
ことにある。

以下本発明の内容を具体例に基づいて詳細に説
明する。

第１図ａは中空の鋼パイプ中にフラツクスを充
填する工程の具体例を示した断面図である。フラ
ツクス充填位置に、図の如く定尺直管の鋼パイプ
１が複数の固定治具２で固定され鉛直に起立して
設けられ、該鋼パイプの上端孔には、図示しない
大容量のタンクから送られてくるフラツクス粉末
を受ける小容量のフラツクスホツパー３に接続さ
れ、フラツクス流量調整バルブ４を備えたフラツ
クス供給管５の先端が挿入される。鋼パイプ１の
下端は片側がクリツプ６で閉じたビニールホース
７で固定具８で止めて栓をされ、鋼パイプ１の上
端孔から供給されるフラツクスがこぼれないよう
にしている。また鋼パイプ１はフラツクスホツパ
ー３からのフラツクス投入と同時に１つ又は複数
の振動機９により振動し、鋼パイプ１内にフラツ
クス１０を均一なる沈殿密度で充填するようにし
ている。

こうしてフラツクスホツパー３中のフラツクス
はフラツクス供給管５を介して鋼パイプ中に落下
供給されるが、供給充填が進行し第１図ｂに示す
如く、鋼パイプ１中のフラツクス１０上面と鋼パ
イプ上端との距離ｌが所定長になると、フラツク
ス流量調整バルブ４を閉じフラツクスの供給を停
止する。この距離ｌはフラツクス充填が終了した
鋼パイプ上端と新しい中空の鋼パイプ下端とを溶
接接合する際（第２図ｂ）、溶接作業と充填され
たフラツクス（上面）とが相互に悪影響を及ぼし
合わないだけの距離であり、少なくとも鋼パイプ
の内径程度、好ましくは内径の数倍の距離が望ま
しい、フラツクス１０の上面の位置は該位置を超
音波等によるフラツクス上面検知装置１１により
検知し、これをフラツクス流量調整バルブ４にフ
イードバツクして、鋼パイプ上端から所定距離ｌ
だけ離れた位置になるとフラツクス供給を停止す
るようにしている。

鋼パイプ１中へのフラツクス充填が終了した
ら、第２図ａに示すように巻取機１２に取り付け
られた巻取ボビン１３に鋼パイプ１を、その上端
がフラツクス充填時の鋼パイプ下端位置になるま
で巻取り、その後新しい中空の鋼パイプ１′をフ
ラツクス充填位置に配置して、フラツクスを充填
した鋼パイプ１上端と中空の鋼パイプ１′下端と
を溶接接合、例えばTIG溶接により溶接する。鋼
パイプ１の移送は固定治具２による固定解除、図
示しない移送ローラによる挾持移送により行なわ
れ移送後再び固定治具１２により固定され、そし
て起立状態で搬送されてフラツクス充填位置にて
固定治具２で固定された新規の中空鋼パイプと溶
接接合される。この間、フラツクス供給装置３，
４，５は図示の如く上方に持ち上げられ待機状態
にある。第２図ｂは鋼パイプ１と１′の接合部の
拡大図であり、１４は溶接部を示す。このように
して鋼パイプ１と１′の接合が終了したら、フラ
ツクス供給装置３，４，５を再び下降させフラツ
クス供給管５を鋼パイプ１′上端孔に挿入し、フ
ラツクス流量調整バルブ４を開き、振動機９を
ONにして鋼パイプ１′を振動させ、フラツクス
の落下供給を開始し鋼パイプ１の場合と同様に鋼
パイプ１′中にフラツクスを充填する。以後所望
重量になるまでこの操作を繰り返してフラツクス
充填鋼パイプをつくる。

このようにして得たフラツクス充填鋼パイプは
その後、引抜ダイスあるいはロール圧延等により
所望径まで減径される。その途中で必要に応じて
焼鈍、めつき処理等を施して製品としての溶接用
フラツクス入りワイヤを得る。

めつき処理では、鋼パイプにその表面の防錆お
よび溶接時における導電性向上を目的として主と
して銅めつきを施すが、この点は溶接用ソリツド
ワイヤと同様であり、従来の合せ目を有するワイ
ヤではめつき処理を行なえないことは前述のとお
りである。又めつき処理は銅めつきに限らず他の
Mn、Zn、Ti、Al、Ni、Cr、Snの単味の金属め
つき、Sn＋Cu合金めつき、Ni＋Crの二重めつき
等々を溶接金属の性質を損なわない範囲で施こし
てもよいことは言うまでもない。

本発明においてフラツクス充填に供する鋼パイ
プは、鋼帯を円筒形に形成して合せ目を溶接した
電縫管等の溶接管、溶接などによる継目をもたな
い継目無管のいずれかを使用し、状況に応じて選
定する。そしてそのパイプ長を例えば５〜20ｍと
する。

又、鋼パイプ相互の溶接は、突合せ抵抗溶接、
TIG溶接等色々あるが、溶接部の裏ビートがパイ
プ内面に出すぎるとフラツクスの供給充填を阻害
するので、該ビードのあまり出ないTIG溶接によ
り行なうことが好ましい。

又上記具体例では鋼パイプを鉛直に起立して、
すなわち鋼パイプの傾斜角90゜（傾斜角の最大値）
としてフラツクスを供給充填する例を示したが、
本発明では鋼パイプからフラツクスが自重にて落
下する角度、即ち安息角以上の角度に鋼パイプを
維持することが必要である。さらに鋼パイプ中に
供給充填するフラツクスを粉末状のフラツクスと
したが、ペレツト状フラツクスでもよい。このペ
レツト状フラツクスは所定の割合に配合したフラ
ツクス原材料を乾式混合した後、水ガラス等の粘
結剤を添加してフレツトミルにより適当時間混式
混合し、プレスによりノズル孔より押し出して成
形し乾燥して得る。

又上記具体例ではフラツクスの充填が終つた鋼
パイプをボビンに巻取つたが、これに限らずコイ
ラーによりコイル状にして積層してもよい。

（実施例） 第１図、第２図に示す本発明の具体例に基づ
き、CO₂ガスアーク溶接用フラツクス入りワイヤ
を製造した。

鋼パイプ：外径25.4mm、肉厚5.0mm、パイプ長5.5
ｍ 充填フラツクス：ルチール、Si−Mn、鉄粉を主
成分とする。

鋼パイプの接合：TIG溶接により20本の鋼パイプ
を接合し、全長110ｍのフラツクス充填鋼パイ
プとする。距離ｌ＝30mm 製品ワイヤ：ワイヤ径1.6mm、表面銅めつき その結果、生産能率良好に製造でき、これによ
つて得られた溶接用フラツクス入りワイヤは品質
良好であつた。すなわちこの製品ワイヤを用いて
溶接を行なつたところ、ワイヤ送給性、溶接作業
性ともに良好であり、溶接金属の拡散性水素量も
低く、その機械的性質は極めて良好であつた。

（発明の効果） 本発明の溶接用フラツクス入りワイヤの効果を
まとめると次の通りである。

鋼パイプ同しの溶接接合を、充填フラツクス
から充分離れた位置で実施できるので、溶接作
業とフラツクスが相互に悪影響を及ぼし合うこ
とがない。

フラツクス充填時のパイプ外径と肉厚、ペレ
ツト状フラツクスの場合はさらにフラツクス供
給量を任意に選択することができるので、従来
の製造方法にくらべ広範囲の充填率設計ができ
る。又充填率のバラツキが生じることはない。

鋼パイプ内へのフラツクス充填と、鋼パイプ
の接合を分けて実施するので互いに干渉し合う
ことなく、それぞれ最適な状態で実施すること
ができ、極めて効率よく生産性が高い。

鋼パイプの長手方向に開口部がないため製造
時、あるいは製品において外部から水分、潤滑
剤が侵入する等の要因で内部のフラツクスが変
質することなく、常に設計どおりの製品品質が
得られる。またワイヤ表面にめつきその他の表
面処理を行なうことが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは本発明におけるフラツクス充填工程
の具体例を示す断面図で、同図ｂは充填が進行し
た状態を示す部分図である。第２図ａは前記フラ
ツクス充填工程に続く鋼パイプ相互の接合工程を
示す説明図で、同図ｂはその部分拡大図である。 １，１′……鋼パイプ、２，１２……固定治具、
３……フラツクスホツパー、４……バルブ、５…
…フラツクス供給管、６……クリツプ、７……ビ
ニールホース、８……固定具、９……振動機、１
０……フラツクス、１１……上面検知装置、１３
……巻取ボビン、１４……溶接部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 中空の鋼パイプをフラツクスの安息角以上に
   傾斜させてフラツクス充填位置に配置し、該鋼パ
   イプにフラツクスを鋼パイプ上端孔から落下供給
   して充填し、さらに該鋼パイプと新しい中空の鋼
   パイプとを溶接接合して再び中空の鋼パイプ中に
   フラツクスを落下供給して充填する操作を複数回
   繰り返すことによりフラツクス充填鋼パイプをつ
   くり、該フラツクス充填鋼パイプを所望径まで減
   径することを特徴とする溶接用フラツクス入りワ
   イヤの製造方法。