JPS649920B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はアーク溶接用ワイヤの製造方法に関す
るもので、特にワイヤ送給性を向上させたアーク
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。 一般に溶接においてアーク溶接用ワイヤは自動
及び半自動で使用され、長時間溶接されるため、
溶接電圧変動の小さいワイヤの恒久的な安定した
送給が要求され、潤滑性のあるワイヤ表面とワイ
ヤ送給路を防ぐはく脱物発生のないワイヤ表面が
必要である。 かゝるアーク溶接用フラツクス入りワイヤとし
て使用されているワイヤは、帯鋼にフラツクスを
充てん封入した円形ワイヤであり、銅メツキした
ソリツド状のアーク溶接用ワイヤと比較して、製
造技術上複雑である。 かゝる従来よりのアーク溶接用フラツクス入り
ワイヤの製造方法の１例を示すと、材料としての
帯鋼は成形機に供給され、こゝで順次所定形状に
ロール成形されていき、円形ワイヤを形成される
ものであるが、この途中において、給粉機により
所定量のフラツクスをワイヤの中に充てんする。
続いて、冷間引抜きの伸線工程において、固定さ
れた伸線ダイスで伸線されるのであるが、高荷重
伸線であり、ソリツド状ワイヤと相違して、フラ
ツクス入りワイヤは中空で伸線性が劣るため、脂
肪酸塩を含むことを必須とした固体粉末により構
成された乾式伸線潤滑剤（以下潤滑剤と云う）で
もつて伸線され、アーク溶接用フラツクス入りワ
イヤの素線とされている。 そして伸線のまゝの素線を溶接に供するには、
後述するごとくワイヤ表面付着の潤滑剤が、ワイ
ヤ送給路ではく脱、たい積して、ワイヤの送給を
妨害するため、ワイヤ表面付着の粘結剤として作
用している脂肪酸塩を高温加熱により大気中で燃
焼、あるいは無酸化雰囲気中で昇華させることに
よつて、潤滑剤のワイヤ表面からの除去を行なつ
ている。 しかし、潤滑剤の無いワイヤ表面は、潤滑性が
なく、ワイヤへ送給が出来なくなるため、はく
脱、たい積しない液状の潤滑剤を塗布、もしくは
冷間引抜き伸線することによつて、アーク溶接用
フラツクス入りワイヤとしている。 こゝで従来からの冷間引抜による伸線工程での
ワイヤ表面における潤滑剤の付着状態の推定と、
ワイヤ送給性について説明する。 まず潤滑剤のワイヤ表面への付着状態について
説明すると、伸線前ワイヤは潤滑剤をワイヤ表面
に付着させ、固定した伸線ダイス内に引き込まれ
る。そこでワイヤは引抜き力によりダイス径まで
減面される。そして固体粉末である潤滑剤はダイ
スの導入面と、ワイヤ面にはさまれ、まず強くワ
イヤ表面に破砕を受けながら圧着作用を受ける。 続いて潤滑剤中の脂肪酸塩が、さらに圧着を受
けるダイス面箇所において、展伸・溶融し、潤滑
剤の粒子間あるいはワイヤ表面との間隙を接着せ
しめる粘結剤と作用し、ワイヤ表面に強固に圧密
着された被膜を形成せしめる。 溶融するまでにいたらなかつた脂肪酸塩は、そ
のまゝ固体粒子として存在し、他の固体粒子と共
にころの役割でもつて、ワイヤ表面とダイス内面
との潤滑作用を助けながら、ワイヤがダイスを通
過するが、ワイヤ表面と圧密着できなかつた前記
ころ的役割の固体粒子は、圧着状態から解放され
ると、粒子間には圧縮を受けていた空気が膨張
し、粒子はワイヤ表面に単純に付着している状態
となり、容易にはく脱され易くなる。 次にワイヤの送給性について説明すると、溶接
時のワイヤ送給は、溶接機及びその端子におい
て、円形内部の送給路を各々持つ送給ローラか
ら、長く曲りくねつたコンジツトケーブル直線状
の溶接チツプへ、強制押し出し送給されるもので
あり、ワイヤ表面は絶えず上記円形内部送給路壁
と、そがれるような形でもつて接触しながら、ワ
イヤの送給が進行する。即ち、容易にはく離する
潤滑剤の付着したワイヤ表面の場合、送給路の内
部壁とそがれるような形でもつて、ワイヤ表面は
接触するため、はく脱し易い潤滑剤は、容易には
く脱し、順次長時間溶接するとによつてたい積
し、送給路をふさぎワイヤの送給を阻止する。 言い換えれば、前述したように伸線工程でのワ
イヤ表面において、圧密着されていない付着して
いるだけの潤滑剤は、容易にワイヤ送給路におい
てはく脱たい積するものである。逆に潤滑剤を全
く有しないワイヤ表面は、ワイヤの送給路におい
て、接触抵抗が大きくなりすぎ、円滑なワイヤ送
給ができない欠点をそれぞれ有していた。 また、強制的手段のみによる研摩はく脱も、は
く脱した潤滑剤を完全に除去できないため再付着
してしまい、ワイヤ送給路においてはく脱たい積
して、ワイヤの送給を阻止する欠点を有してい
た。 本発明の目的は上述した従来技術の欠点を解消
したもので、伸線したワイヤをワイヤ送給時にお
いてはく脱物が生じないように研磨洗浄し、そし
て強固に圧密着された伸線時に使用した潤滑剤を
残留させ、その残留した潤滑剤の潤滑性を利用
し、ワイヤの送給性を向上させたものである。 即ちその要旨とするところは、ステアリン酸ナ
トリウム又はステアリン酸カルシウムを10％重量
比以上含む粉末潤滑剤を用いて冷間引抜きによる
伸線加工を行い、ついでワイヤ表面を研磨し、沸
点150℃以下、粘性0.9C.P（20℃）以下の有機溶剤
で洗浄して、引続き150℃以下の温度で乾燥する
ことにより、前記伸線加工時の粉末潤滑剤を、ワ
イヤ重量10Kg当り、0.005〜1.0ｇ残存させること
を特徴とするアーク溶接用ワイヤの製造方法。に
ある。 本発明は、従来問題視されていた伸線工程にお
ける潤滑剤のワイヤ表面付着を完全に除去する事
なく、ワイヤ表面からのはく脱を防止して、潤滑
剤の持つワイヤ表面の良好なる潤滑性を利用し
て、溶接時のワイヤ送給性を飛躍的に向上させた
ものである。 すなわち、本発明ははく脱し易いワイヤ表面に
付着している潤滑剤を研磨はく脱して、再付着が
ないように洗浄を実施し、強固にワイヤ表面に被
膜形成し、圧接着している潤滑剤を残存させ、そ
の潤滑剤が持つ良好なる円形内部壁に対する潤滑
性を生かすため、ワイヤ及び潤滑剤が変質しない
乾燥温度でもつて、洗浄液を残留しないように乾
燥し、ワイヤ送給性の向上を計つたものである。 なお、本発明の実施に際しての乾式伸線潤滑剤
の構成は、脂肪酸塩としてステアリン酸ナトリウ
ムもしくはステアリン酸カルシウムを、後述に示
す適量含有する以外、鋼線の伸線に適用される任
意の公知の乾式伸線潤滑剤であればよく、粉末の
粒子径も任意の公知の粒子径で良い。 また、ワイヤ表面を研磨し、潤滑剤をはく脱す
る方法は、ワイヤ表面をしごけば良く、ワイヤブ
ラシあるいは砂等による公知の任意の方法でも良
い。 本発明の範囲について以下に説明する。 乾式伸線潤滑剤における脂肪酸塩類に属するス
テアリン酸ナトリウムもしくはステアリン酸カル
シウムは、冷間引抜の伸線工程において、伸線の
ダイスの消耗度が小さく、かつ溶接において、溶
接性に影響を与えない。 本潤滑剤に含まれるナトリウムあるいはカルシ
ウムのステアリン酸塩の含有量は、10重量％以上
であれば、ワイヤ表面に強固な被膜形成がなされ
ているためか、本発明のはく脱洗浄方法でのワイ
ヤは、ワイヤ送給時にはく脱物の発生もなく、ワ
イヤ送給性は良好である。前記のステアリン酸塩
が10重量％未満の含有量であると、ワイヤ表面の
潤滑剤がはく脱し易くなるため、研磨はく脱洗浄
后、潤滑剤はワイヤ表面に残存しにくくなり、ワ
イヤ表面の潤滑性が損なわれ、ワイヤ送給性が低
下する。 ワイヤ表面からはく脱した潤滑剤を洗浄する溶
液は、はく脱した潤滑剤の再付着を防止できれば
良く、かつ容易に乾燥できる溶液であれば良いの
であるが、作業上及びワイヤの品質上、乾燥温度
との関係で、沸点150℃以下、粘性0.9C.P（at20
℃）以下の有機溶液が最適で、ワイヤの送給時に
はく脱物の発生をみず、ワイヤの送給性を向上さ
せる。 有機溶液の沸点が150℃超であると、溶液をワ
イヤに残存させないため、150℃超の乾燥温度を
必要するので、脂肪酸塩が軟化することと、大気
乾燥ではワイヤが酸化する等のためかワイヤの送
給性が劣化する。 また、粘性が0.9C.P（20℃）超であると、ワイ
ヤ洗浄后の溶液のワイヤ表面での膜厚形成が大と
なり、膜厚中にはく脱した潤滑剤が残存するため
か、ワイヤ送給においてはく脱物が生じる。 なお、有機溶液以外の水あるいは無機質水溶液
であると、粘性が高いためか、ワイヤ送給におい
てはく脱物が生じ、ワイヤの送給性が劣化する。 本発明においては乾式伸線潤滑剤を残存させ、
アーク溶接用ワイヤのワイヤ送給性を向上させる
ものである。 前述の本発明の範囲内において製造されたアー
ク溶接用ワイヤのワイヤ表面に、該潤滑剤残存付
着量が、ワイヤ重量10Kgあて0.005〜1.0ｇであれ
ば、ワイヤ送給路においてはく脱物発生もなく、
ワイヤ送給性が向上する。 又、0.005ｇ未満であれば、ワイヤ表面の潤滑
性が不足するためかワイヤ送給の安定性がなくな
り、ワイヤ送給性が劣化する。一方1.0ｇ超であ
れば、ワイヤ表面への潤滑剤のはく脱不良のため
か、ワイヤ送給路においてはく脱物が発生たい積
して、ワイヤ送給を阻害するためワイヤ送給性を
劣化させる。 次に本発明の実施例として、炭酸ガスアーク溶
接用フラツクス入りワイヤ直径1.6mmの製造例は
第１表及び第２表に示す。 ワイヤはJIS規格の厚さ0.9mmの鋼帯を、幅13mm
にスリツトし、成形ローラでもつてＵ型からワイ
ヤの横断面が単純なＯ型に成型するが、途中Ｕ型
溝部内に、酸化チタンを主成分とするフラツクス
が、ワイヤ重量あて15％充てんされ、直径2.2mm
の伸線用素線が作成される。 伸線は減面率20％以下にJIS・W104型の７個の
ダイスでもつて、直径1.6mmに最終伸線速度900
ｍ／分で実施された。 さらに伸線終了のワイヤを、固定してある金属
タワシで、全長50cmにわたり巻つけ、該金属タワ
シ部の全面に、連続して洗浄液を５／分でふり
かけ注ぎ、ワイヤ送給速度300ｍ／分でもつて、
ワイヤ表面の研磨、洗浄を行ない、10分間の大気
加熱乾燥して製造された。 そして、上述のワイヤ製造条件下において、伸
線時使用の乾式伸線潤滑剤は、第１表に示される
種類を各ダイス前に設け、ワイヤを通した箱に満
してある。 また、洗浄液種類及び乾燥温度を第１表に示し
ているが、洗浄液は過循環している。 なお第１表には本発明の範囲にかゝわる使用洗
浄液の沸点及び20℃における粘度も併記してあ
る。 かゝるワイヤの試験は、ワイヤ10Kg重量あて乾
式伸線潤滑剤付着量と、ワイヤ10Kgを直流溶接機
において、連続自動溶接した時の溶接電圧の変化
幅によるワイヤ送給の安定性の判定及び溶接機か
らのワイヤ送給路であるコンジツトケーブル内
に、はく脱物の発生有無を調査し、ワイヤ送給性
を判定した。 結果を第２表に示す。 なお、かゝる試験での溶接条件は、炭酸ガス流
量20／分、電圧30V、電流350Amp、溶接速度
300mm／分で、コンジツトケーブルは長さ３ｍで、
直径400mmのループ状にしてある。

【表】

【表】

【表】 No.１ワイヤは伸線のまゝのため、本発明の範囲
外であり、潤滑剤のワイヤ表面残存付着量も本発
明範囲外となり、ワイヤ送給の安定度に欠け、ま
たはく脱物発生もあり、ワイヤ送給性が劣る。 No.２ワイヤは洗浄液が水で、本発明の範囲外で
あり、潤滑剤のワイヤ表面残存付着量も本発明の
範囲外となり、ワイヤ送給の安定度に欠け、また
はく脱物発生もありワイヤ送給性が劣る。 No.３ワイヤは粘度が本発明の範囲外の洗浄液種
類であり、潤滑剤のワイヤ表面残存付着量も本発
明の範囲外となり、ワイヤ送給の安定度はある
が、はく脱物発生があり、ワイヤ送給性が劣る。 No.４ワイヤは乾燥温度において本発明の範囲外
であり、はく脱物発生は無いが、ワイヤ送給の安
定度に欠け、ワイヤ送給性が劣る。 No.５ワイヤは乾式伸線潤滑剤種類において、ス
テアリン酸カルシウムの含有量が、本発明の範囲
外であり、ワイヤ送給の安定度に欠け、またはく
脱発生も有り、ワイヤ送給性が劣る。 No.６ワイヤは伸線乾式潤滑剤種類、洗浄液種
類、乾燥温度及び潤滑剤のワイヤ表面の残存付着
量において、本発明の範囲内の実施例であり、ワ
イヤ送給の安定度があり、はく脱物発生もなく、
ワイヤ送給性がすぐれている。 No.７ワイヤはNo.６ワイヤと同様本発明の範囲内
の実施例であり、ワイヤ送給の安定度があり、は
く脱物発生もなく、ワイヤ送給性がすぐれてい
る。 No.８ワイヤはNo.６及びNo.７ワイヤ同様本発明の
範囲内の実施例であり、ワイヤ送給の安定度があ
り、はく脱物発生もなく、ワイヤ送給性がすぐれ
ている。 以上本発明を主としてアーク溶接用フラツクス
入りワイヤの製造について説明したが、勿論本発
明はこれに限定されるものではなく、本発明の目
的に反しない限り、その範囲を逸脱するものでは
ない。 このような点から、乾式伸線したアーク溶接用
ワイヤのワイヤ表面に付着している乾式伸線潤滑
剤を、全面除去することなく、かつ再度潤滑剤で
再処理して、ワイヤ送給性を向上させるのでな
く、残存乾式伸線潤滑剤が持つ潤滑性を利用し、
ワイヤ送給性を向上させた本発明の工業的価値は
大きい。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ステアリン酸ナトリウム又はステアリン酸カ
   ルシウムを10％重量比以上含む粉末潤滑剤を用い
   て冷間引抜きによる伸線加工を行い、ついでワイ
   ヤ表面を研磨し、沸点150℃以下、粘性0.9C.P（20
   ℃）以下の有機溶剤で洗浄して、引続き150℃以
   下の温度で乾燥することにより、前記伸線加工時
   の粉末潤滑剤を、ワイヤ重量10Kg当り、0.005〜
   1.0ｇ残存させることを特徴とするアーク溶接用
   ワイヤの製造方法。