DE69527397T3

DE69527397T3 - Fülldraht und Volldraht zum Lichtbogenschweissen

Info

Publication number: DE69527397T3
Application number: DE69527397T
Authority: DE
Inventors: Norio Fujisawa-shi Kanagawa-ken Masaie; Tomoyuki Fujisawa-shi Kanagawa-ken Tachibana; Hiroyuki Fujisawa-shi Kanagawa-ken Shimizu; Kazuhiko Fujisawa-shi Kanagawa-ken Ito; Akira Fujisawa-shi Kanagawa-ken Matsuguchi; Yoshikazu Ibaraki-shi Sasa; Atsushi Nishi-ku Kobe-shi Hyogo Furuya
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1994-05-06
Filing date: 1995-04-20
Publication date: 2008-11-13
Anticipated expiration: 2015-04-21
Also published as: KR0163244B1; EP0685293B2; DE69527397T2; US5550348A; JP2682814B2; JPH0819893A; EP0685293B1; EP0685293A1; KR950031360A; US5672287A; DE69527397D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf Drähte für das Lichtbogenschweißen, insbesondere auf einen flußmittel-gefüllten Draht bzw. einen Fülldraht (flux-cored wire) und einen Volldraht (solid wire) für das Lichtbogenschweißen, die durch das Befestigen bzw. Anbringen von Molybdändisulfid (nachstehend wird darauf als MoS₂ Bezug genommen) an ihre Oberfläche in Bezug auf die Lichtbogenstabilität ohne eine Beschichtung bzw. Plattierung verbessert wurden.
2. Beschreibung des In Beziehung stehenden Stands der Technik
Volldrähte, die zum Schweißen von Weichstahl in einer Schutzatmosphäre, wie Kohlendioxid oder Argongas, verwendet wurden, wurden im allgemeinen mit einer Kupferplattierung bzw. einem Kupferüberzug auf ihren Oberflächenschichten versehen. Diese Drähte wurden im allgemeinen mittels eines Verfahrens verwendet, in dem beispielsweise ein Draht mit einem kleinen Durchmesser in einem Bereich von 0,9 bis 1,6 mm einem zu schweißenden Bereich bzw. Schweißbereich mit einer Schweißgeschwindigkeit von 1 bis 20 m/min zugeführt wird, und einem großen Schweißstrom von 80 bis 500 A zum Schmelzen des Schweißbereichs ausgesetzt wird. Eine Plattierung mit Kupfer bzw. eine Verkupferung wird als wirkungsvoll für die Verbesserung der Drahtzuführbarkeit, für die Verstärkung der Stromführungseigenschaften zwischen einem Zufuhrpunkt (Schweißmundstück bzw. Schweißspitze) und dem Draht und für die Verbesserung der Rostbeständigkeit der Drähte während der Lagerung angesehen. In letzter Zeit wurden unter praktischen Gesichtspunkten starke Forderungen nach einem kontinuierlichen Schweißen über einen langen Zeitraum hinweg unter Anwendung von Robotern und automatischen Schweißmaschinen laut, und es wurde, um diesen Forderungen gerecht zu werden, desweiteren die Verbesserung der Drahtzuführbarkeit, der Stromführungseigenschaften zwischen einer Spitze und dem Draht und die Verschleißbeständigkeit der Spitze zu einer wichtigen Aufgabe.
Es wurde jedoch darauf hingewiesen, daß selbst verkupferte Drähte den schwerwiegenden Nachteil aufweisen, daß sie zu einer Lichtbogeninstabilität führen und dadurch die Menge der Spritzer vergrößern. Nachstehender Grund wird dafür angenommen: Der Kupferüberzug wird möglicherweise auf Grund der Ungleichmäßigkeit der Beschichtung, die von Schwankungen bei der Herstellung herrührt, und auf Grund der Reibung zwischen dem Draht und der Verkleidung einer Drahtführungsröhre, zu der es bei dem Ziehverfahren nach der Plattierung und während der Drahtzufuhr kommt, von dem Draht abgelöst, so daß das Eisen-Grundmetall freigelegt wird und die stabile Stromführung (current-carrying) zerstört wird.
Um die vorstehenden Nachteile zu beseitigen, wurde die Vergrößerung der Menge des Kupferüberzugs in Betracht gezogen. Falls dies erfolgt, trennt sich der Kupferüberzug jedoch noch einfacher ab; und es treten die weiteren Nachteile zu Tage, daß während des Schweißens schädlicher Rauch, der Kupfer und Kupferoxide enthält, in großer Menge erzeugt wird, was in Bezug auf die Schweißumgebung ziemlich unerwünscht ist, und daß desweiteren die Menge des Kupfers in dem Schweißmetall zunimmt, was zu einer Hochtemperatur-Rißbildung führt.
Unter den verkupferten Drähten ist eine Art von Draht bekannt, in der durch die Einstellung der Glühtemperatur und der Atmosphäre in den Herstellungsverfahren eine sauerstoffreiche Schicht auf der Oberfläche des Drahtes erzeugt wird, um die Oberflächenspannung der Tröpfchen beim Schweißen herabzusetzen, wodurch die Stabilität des Lichtbogens verbessert und die Menge der Spritzer verringert wird.
Mit dem vorstehenden Draht wurde jedoch nur versucht, das Tröpfchen zu verfeinern, und der Draht trägt nichts zur Verbesserung der Stabilität der Stromführung bei. Zudem weist der intergranular oxidierte Draht im allgemeinen zusätzlich zu der oxidierten Schicht viele Oberflächenunregelmäßigkeiten auf, so daß es dem Kupferüberzug erleichtert wird, sich von dem Draht zu lösen, was negative Auswirkungen auf die Stabilität der Stromführung hat.
Angesichts des vorstehend beschriebenen ist es wesentlich, eine geeignete Oberflächenbehandlung anstelle der Kupferbeschichtung durchzuführen. Anders ausgedrückt ist das Vorhandensein eines Kupferüberzugs auf der Oberfläche eines Drahtes nicht wünschenswert, und somit ist es wesentlich, den Kupferüberzug zu beseitigen und eine geeignete Oberflächenbehandlung durchzuführen, die geeignet ist, verschiedenen Anforderungen zu genügen.
Drähte ohne Kupferüberzug wurden beispielsweise in den Geprüften Japanischen Patentschriften Nr. SHO 55-128395 , SHO 53-6247 und SHO 53-3940 , und in der Ungeprüften Japanischen Patentschrift Nr. SHO 49-91950 vorgeschlagen. In diesem Stand der Technik wurde versucht die Drahtzuführbarkeit, die Stabilität der Stromführung zwischen einer Spitze und dem Draht und die Rostbeständigkeit durch Beschichten der Oberfläche eines Drahtes mit MoS₂, Graphit, Zinkthiophosphat, Schmieröl, einem Inhibitor und ähnlichem in geeigneter Menge zu verbessern.
Die vorstehenden Techniken sind jedoch für die Verbesserung der Drahtzuführbarkeit und der Stabilität der Stromführung unzureichend.
Die Ungeprüfte Japanische Patentschrift Nr. HEI 6-262389 offenbart einen Draht, der auf seiner Oberfläche zur Verbesserung der Drahtzuführbarkeit mit organischem Molybdän beschichtet ist. Dieser Draht ist in Bezug auf die Drahtzuführbarkeit wirkungsvoll, er ist aber nicht in Bezug auf die Stabilität der Stromführung wirkungsvoll.
Dem vorstehende Stand der Technik gelang es im wesentlichen nicht, das Problem zu lösen, daß die Rostbeständigkeit eines Drahtes ohne Kupferüberzug im Vergleich zu einem verkupferten Draht schlecht ist.
Die britische Patentschrift GB-A-2 136 021 löst das Problem der Verbesserung der Drahtzuführbarkeit durch Aufbringen von Molybdändisulfid auf die Oberfläche des Drahtes.
Die amerikanische Patentschrift US-A-3 622 383 löst das Problem der Verbesserung der Stabilität der Stromführung und der Drahtzuführbarkeit als auch der Rostbeständigkeit durch Aufbringen einer Beschichtung aus einer Natriumseifen-Zusammensetzung und einer Detergens-Zusammensetzung.
Die japanische Patentschrift JP-A-05 023731 löst das Problem der Verbesserung der Stabilität der Stromführung und der Drahtzuführbarkeit als auch der Rostbeständigkeit durch Aufbringen einer Beschichtung aus Polyethylentetrafluorid, Molybdändisulfid, Graphit und einer aus Glimmer, Sericit und Talk, wobei die Menge des Molybdändisulfids in einem Bereich von 1 bis 50 Gewichts-% liegt.
Die japanische Patentschrift JP-A-58 135795 löst das Problem der Verbesserung der Drahtzuführbarkeit durch Aufbringen einer Beschichtung aus Graphit und/oder Molybdändisulfid mit Glaspulver, wobei die Menge des Molybdändisulfids in einem Bereich von 10 bis 60 Gewichts-% liegt.
Die japanische Patentschrift JP-A-56 084195 löst das Problem der Verbesserung der Stabilität der Stromführung und der Drahtzuführbarkeit als auch der Rostbeständigkeit durch Aufbringen einer Beschichtung aus einer Verbindung auf Fluorbasis mit niedrigem Polymerisationsgrad, Graphit und/oder Molybdändisulfid, wobei die Menge des Molybdändisulfids in einem Bereich von 0,1 bis 20 Gewichts-% liegt.
Desweiteren werden in der japanischen Patentschrift JP-A-55 141 395 ein Fülldraht und ein Volldraht für das Lichtbogenschweißen offenbart, wie sie in den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 5 definiert sind, wobei Molybdändisulfid an die Oberfläche des Drahtes in einer Menge von < 0,2 g/m² angebracht wird, und kein Kupferüberzug auf der Oberfläche des Drahtes aufgebracht ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines nicht plattierten Drahtes für das Lichtbogenschweißen, der geeignet ist, Anforderungen, wie der Drahtzuführbarkeit, der Stabilität der Stromführung zwischen einer Spitze und dem Draht und der Rostbeständigkeit, zu genügen.
Um die vorstehende Aufgabe zu lösen, wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ein Fülldraht für das Lichtbogenschweißen nach Anspruch 1 zur Verfugung gestellt.
Um die vorstehende Aufgabe zu lösen, wird gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ein Volldraht für das Lichtbogenschweißen nach Anspruch 5 zur Verfugung gestellt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1A und 1B sind Diagramme, die jeweils die Beziehung zwischen den Oberflächenunregelmäßigkeiten und der Menge des MoS₂ und dem Kontaktwiderstand zeigen, wobei die 1A den Fall wiedergibt, in dem die Oberfläche des Drahtes glatt ist, und die 1B den Fall wiedergibt, in dem geeignete Unregelmäßigkeiten und MoS₂ auf der Oberfläche des Drahtes auftreten;
2 ist eine typische Ansicht, die die reale Oberfläche in einem Mikrobereich auf der Oberfläche eines Drahtes unter Verwendung eines dreidimensionalen orthogonalen Koordinatensystems zeigt;
3 ist eine typische Ansicht, die den Meßbereich für das Messen der spezifischen Oberfläche der Oberfläche eines Drahtes zeigt;
4 ist eine typische Ansicht, die die Maschen zeigt, die den Meßbereich für die Berechnung der realen Oberfläche unterteilen;
5 ist eine typische Ansicht, die die Höhe der realen Oberfläche an jedem Kreuzungspunkt der Maschen unter Verwendung des dreidimensionalen Koordinatensystems für eine Näherungsberechnung der realen Oberfläche durch das Verbinden von Dreiecken zeigt;
6 ist eine typische Ansicht, die ein Verfahren der Berechnung der Fläche eines jeden in 6 gezeigten Dreiecks zeigt;
7 ist eine typische Ansicht, die eine Vorrichtung für die Messung des Kontaktwiderstandes zeigt;
die 8 und 9 sind Ansichten, die jeweils eine Vorrichtung zur Messung des Zufuhrwiderstandes zeigen, wobei 8 den Fall wiedergibt, in dem das Zufuhrsystem streng bzw. schwierig (severe) ist, und 9 den Fall wiedergibt, in dem das Zufuhrsystem normal ist.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Erfinder führten Untersuchungen durch, um die vorstehen beschriebenen Nachteile der Drähte vom Stand der Technik zu lösen, und fanden, daß ein Draht, an dessen Oberfläche gleichmäßig eine geeignete Menge MoS₂ angebracht wurde, eine ausgezeichnete Drahtzuführbarkeit und eine ausgezeichnete Stabilität der Stromführung zwischen einer Spitze und dem Draht aufweist.
Es wurde auch gefunden, daß MoS₂ leicht an die Oberfläche eines Drahtes mit geeigneten Unregelmäßigkeiten angebracht werden kann. Auf der Oberfläche eines Drahtes mit geeigneten Unregelmäßigkeiten wird das MoS₂ in vertieften Bereichen der Unregelmäßigkeiten eingeschlossen bzw. festgehalten, d. h. es verbleibt leicht auf der Oberfläche des Drahtes, und ist somit gleichmäßig daran befestigt; und ferner ist das MoS₂ durch die Ankerwirkung der Unregelmäßigkeiten schwer von der Oberfläche des Drahtes abzutrennen.
Die herkömmlichen Untersuchungen auf nicht plattierten Drähten beabsichtigten den Kontaktwiderstand (Widerstand der Stromführung) auf ein Maß zu verringern, das mit dem eines verkupferten Drahtes vergleichbar ist. Deshalb wurde die Glätte der Oberfläche eines Drahtes als am wichtigsten angesehen.
Verschiedene Untersuchungen zeigten jedoch, daß mit einer Verringerung des Kontaktwiderstandes die Möglichkeit zunimmt, daß es während des Schweißens zu einer plötzlichen Instabilität des Lichtbogens kommt.
Als Ergebnis der Untersuchungen der Drähte, bei denen es zu einer Instabilität des Lichtbogens kam und eine große Menge an Spritzern erzeugt wurde, wurde gefunden, daß eine Variation bzw. Änderung des Kontaktwiderstandes zu einer Instabilität des Lichtbogens und zu einer großen Menge an Spritzern führt.
Was die Änderung des Kontaktwiderstandes angeht, so wies sie bei allen untersuchten Drähte das gleiche Ausmaß auf. Es scheint, daß eine Änderung des Kontaktwiderstandes in einem Draht, der einen geringeren Kontaktwiderstand aufweist, eine große Wirkung auf die Stromführungseigenschaften und die Stabilität des Lichtbogens des Drahtes ausübt.
Da die Änderung des Kontaktwiderstandes auch durch die Oberflächeneigenschaften (Glätte und Anhaften eines Schmiermittels und anderer Fremdstoffe) eines Drahtes beeinflußt wird, ist es schwierig, die Änderung des Kontaktwiderstandes so zu verringern, daß sie das gleiche Ausmaß wie beim Kupferüberzug aufweist.
Im Unterschied zur Lehre vom Stand der Technik waren die Erfinder davon überzeugt, daß in dem Fall, in dem die Änderung des Kontaktwiderstandes das gleiche Ausmaß aufweist, durch eine Zunahme des Kontaktwiderstandes erreicht werden kann, die Auswirkungen der Änderung des Kontaktwiderstandes auf die Stromführungseigenschaften und die Stabilität des Lichtbogens zu verringern.
In dieser Hinsicht wurde der Kontaktwiderstand eines Drahtes durch eine geeignete Steuerung der Oberflächeneigenschaften des Drahtes vergrößert, und als Ergebnis zeigte der Draht eine ausgezeichnete Stabilität des Lichtbogens, die der eines verkupferten Drahtes entsprach oder sie übertraf, wodurch die Menge der erzeugten Spritzer deutlich verringert werden konnte. Die 1A und 1B sind Diagramme, die jeweils die Beziehung zwischen der Drahtlänge (Abszisse) und dem Kontaktwiderstand (Ordinate) zeigen, wobei die 1A den Fall wiedergibt, in dem die Oberfläche des Drahtes glatt ist (mittlerer Widerstand = 0,033 Ω, Standardabweichung = 0,071 Ω), und die 1B den Fall wiedergibt, in dem auf der Oberfläche eines Drahtes geeignete Unregelmäßigkeiten und MoS₂ vorhanden sind (mittlerer Durchmesser = 0,146 Ω, und Standardabweichung = 0,021 Ω).
Wie aus den 1A und 1B hervorgeht, ist in dem Fall, in dem auf der Oberfläche des Drahtes Unregelmäßigkeiten und MoS₂ vorhanden sind, der mittelere Kontaktwiderstand im Vergleich zu dem Fall, in dem die Oberfläche des Drahtes glatt ist, groß, wobei seine Änderung aber extrem gering ist.
Die nachstehenden Punkte müssen untersucht werden, um das MoS₂ gleichmäßig auf der Oberfläche eines Drahtes anzubringen. Zunächst müssen die Unregelmäßigkeiten (Rauhigkeit) der Oberfläche eines Drahtes, die für die Erfindung wesentlich sind, bestimmt werden. Der Grund dafür wurde vorstehend beschrieben. Anschließend wird es wichtig, was das nasse Beschichten mit MoS₂ angeht, die Dispersionsstabilität des MoS₂ in einer MoS₂-Dispersionslösung zu gewährleisten, insbesondere die Viskosität der Lösung einzustellen und einen optimalen Dispersionsstabilisator auszuwählen; und in einigen Fällen ist es notwendig, um eine einheitliche Beschichtung zu erreichen, eine elektrostatische Beschichtung (für ein Endprodukt, oder ein halbfertiges Produkt vor dem Kaltnachwalzen) durchzuführen. Andererseits wird es, was das trockene Beschichten mit MoS₂ angeht, beispielsweise in dem Fall, in dem MoS₂ einem trockenen Schmiermittel zugegeben und durch Ziehen in Druckkontakt mit der Oberfläche eines Drahtes gebracht wird, wichtig, das Fließvermögen des trockenen Schmiermittels zu vergrößern und es dem MoS₂ zu ermöglichen, durch eine geeignete Einstellung der Behandlungsbedingungen der Drahtoberfläche nach dem Ziehen (zum Beispiel trockenes Polieren, Maßreinigung, Dekapieren und Wärmebehandlung) gleichmäßig auf der Oberfläche des Drahtes zu verbleiben. Außerdem weist der Draht der Erfindung keinen Kupferüberzug auf und MoS₂, als Grund für das Auftreten von Rost, ist direkt an der Oberfläche des Fe-Grundmetalls angebracht; dementsprechend muß eine ausreichende Rostbeständigkeit sichergestellt werden, genauer gesagt durch eine Kontrolle des pH-Wertes auf der Oberfläche des Drahtes (pH-Wert: 3,5 bis 10), die Verwendung eines Inhibitors und einer Kombination daraus.
In dem erfindungsgemäßen Fülldraht zum Lichtbogenschweißen liegt die mittels der vorstehenden Gleichung definierte spezifische Oberfläche in einem Bereich von 0,005 bis 0,35, und das Molybdändisulfid wird in einer Menge von 0,004 bis 0,24 g/m² an der Oberfläche des Drahtes angebracht, und es ist kein Überzug auf der Oberfläche des Drahtes aufgebracht.
In dem erfindungsgemäßen Volldraht für das Lichtbogenschweißen liegt die mittels der vorstehenden Gleichung definierte spezifische Oberfläche in einem Bereich von 0,0005 bis 0,05, und das Molybdändisulfid ist in einer Menge von 0,001 bis 0,5 g/m² an der Oberfläche des Drahtes angebracht, und es ist kein Überzug auf der Oberfläche des Drahtes aufgebracht.
Die reale Oberfläche Sa auf der Oberfläche eines Drahtes, die mittels der vorstehenden Gleichung angegeben wurde, wird durch das dreidimensionale Messen feiner Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche des Drahtes erhalten.
Nachstehend wird das Verfahren der Messung der spezifischen Oberfläche beschrieben. 2 zeigt einen Mikrobereich einer Drahtoberfläche unter Anwendung eines dreidimensionalen orthogonalen Koordinatensystems. In dieser Zeichnung weist die reale Oberfläche 2 eines Drahtes Unregelmäßigkeiten auf und die Fläche Sa der realen Oberfläche 2 ist größer als die Fläche Sm der scheinbaren Oberfläche 3, die durch eine Projektion der realen Oberfläche 2 auf die X-Y-Ebene erhalten wird. Wie in 3 gezeigt ist, wird ein Meßbereich (Meßfeld) mit einer Länge in Längsrichtung (nachstehend wird darauf als seitliche Länge Bezug genommen) von 600 μm und einer Länge in Richtung des Umfangs bzw. einer Umfangslänge (nachstehend wird darauf als vertikale Länge Bezug genommen) von 500 μm auf der Oberfläche des Drahtes herangezogen. Dieser Meßbereich wird wie in 4 gezeigt als Ebene entfaltet, und in diesem entfalteten Meßbereich wird die seitliche Länge in 256 Teile und die vertikale Länge in 200 Teile unterteilt, um endliche Abschnitte mit einer Anzahl von 256 × 200 Teilen zu bilden. Anschließend wird die Position der realen Oberfläche an jedem Schnittpunkt der Maschen (d. h. die Höhe der realen Oberfläche) gemessen. In dem in 2 gezeigten dreidimensionalen orthogonalen Koordinatensystem entspricht die X-Y-Ebene dem Meßfeld und die Höhen H11, H12 und dergleichen der realen Oberfläche (siehe 5) werden als Werte entlang der x-Achse erhalten. Die Positionen, wie die Höhen H11, H12 und dergleichen, werden miteinander verbunden, dergestalt, daß durch die Verbindung der benachbarten drei Punkte wie in 5 gezeigt jeweils ein Dreieck gebildet wird. Durch Verknüpfen einer großen Anzahl von Dreiecken, die durch das Verbinden der Höhen H11, H12, H21 und dergleichen erhalten wurden, erfolgt eine Näherung der realen Oberfläche. Somit kann die reale Oberfläche Sa durch die Berechnung jeder der Flächen S11, S12 und dergleichen dieser Dreiecke und der Bildung der Gesamtsumme dieser Flächen erhalten werden.
Die Höhen H11, H12 und dergleichen der realen Oberfläche an den Schnittpunkten der Maschen in diesem Meßfeld können mittels einer Vorrichtung zur Analyse der dreidimensionalen Rauhigkeit unter Anwendung eines Elektronenstrahls gemessen werden. Die Vorrichtung zur Analyse der dreidimensionalen Rauhigkeit ist eine Art REM (Rasterelektronenmikroskop), das dafür ausgelegt ist, Informationen über Positionen im dreidimensionalen System (X, Y, Z) durch die Bestrahlung mit einem Elektron in der Richtung, die im wesentlichen senkrecht zur Probenebene verläuft, den Nachweis eines Sekundärelektrons durch vier Detektoren in den vier Richtungen, die den Bestrahlungspunkt des Elektronenstrahles gleichmäßig unterteilen, und das Berechnen des Nachweisergebnisses mittels eines Mikrocomputers zu erhalten.
Die scheinbare Oberfläche Sm ist die Fläche des Meßbereichs (Meßfeld), d. h. Sm = 500 (μm) × 600 (μm) = 300000 (μm²)
Auf Grundlage der scheinbaren Oberfläche Sm und der realen Oberfläche Sa, die die Unregelmäßigkeiten der realen Ober fläche berücksichtigt, wird die spezifische Oberfläche des Drahtes gemäß der vorstehen beschriebenen Gleichung {(Sa/Sm) – 1} erhalten.
Wenn die reale Oberfläche tatsächlich erhalten wird, ist es erforderlich, die Abwesenheit von Kratzern auf der Drahtoberfläche zu überprüfen und Verunreinigungen, die an der Drahtoberfläche in dem Meßbereich der realen Oberfläche haften, in ausreichendem Maße zu entfernen. Darüberhinaus wird die spezifische Oberfläche des Drahtes durch den Durchschnitt der an einer Vielzahl von Bereichen {beispielsweise neun Bereiche (drei Teststücke × drei Bereiche)} der Drahtoberfläche gemessenen Werte angegeben.
Durch die Zunahme der Teilungszahl der in 4 gezeigten Maschen kann der gemessene Wert der realen Oberfläche dem wahren Wert weiter angenähert werden. Die spezifische Oberfläche, die wie vorstehend beschrieben, durch Aufteilen des Bereichs (500 μm × 600 μm) in 200 × 256 Teile erhalten wird, zeigt eine ausgezeichnete Korrelation zur Lichtbogenstabilität, und reicht zur Beurteilung des Drahtes aus. Andererseits, wenn die Maschen feiner als im vorstehenden Fall gemacht werden, erfordert die Computeranalyse eine Menge Zeit und desweiteren erhöht sich die Genauigkeit bei der Beurteilung des Drahtes nicht so stark. Dementsprechend ist in der Erfindung in den Ansprüchen die spezifische Oberfläche angegeben, die auf Grundlage der Maschen gemessen wurde, die durch Unterteilen des Meßbereichs oder Meßfeldes (500 μm × 600 μm) in 200 × 256 Teile erhalten wurden.
Die Oberflächenrauhigkeit des Drahtes wurde mittels eines REM- oder Sondenverfahrens gemessen, wie es in JISBO601 und JISBO651 angegeben ist. Im Sondenverfahren ist es jedoch schwierig, Unregelmäßigkeiten nachzuweisen, die kleiner als die Krümmung der Vorderkante der Sonde sind. Darüberhinaus ist der Zustand der Drahtoberfläche, der mittels des Sondenverfahrens erhalten wird, nicht notwendigerweise mit demjenigen identisch, der mittels einer REM-Betrachtung erhalten wird. Dementsprechend wurde keine Korrelation zwischen dem Zustand der Oberfläche eines Drahtes und der Lichtbogenstabilität festgestellt.
Mittels der erfindungsgemäßen dreidimensionalen Messung der feinen Unregelmäßigkeiten kann jedoch die spezifische Beziehung zwischen der Oberflächenrauhigkeit und der Lichtbogenstabilität erkannt werden. Der Grund dafür ist der, daß die Kontaktfläche zwischen einem Draht und der Schweißspitze durch das Einschränken der Oberfläche eines Drahtes auf einen bestimmten Wert oder kleiner vergrößert und die Stromdichte pro Oberflächeneinheit verringert wird, wodurch der Strom glatt fließen kann.
Außerdem weist, wie vorstehend beschrieben, der Meßbereich in dem Zustand, in dem die Oberfläche des Drahthauptkörpers entwickelt wurde, eine Fläche von 500 μm × 600 μm (300.000 μm²) auf.
In der Erfindung weisen die spezifische Oberfläche und die Mengen der an der Oberfläche eines Drahtes angebrachten Materialien die nachstehenden Werte auf:
(A) Fülldraht
MoS₂: 0,004 bis 0,24 g/m²
Wenn die Menge des MoS₂ auf der Oberfläche eines Drahtes mehr als 0,24 g/m² beträgt, wird auf Grund des Auftretens von S-Verbindungen, die in dem MoS₂ enthalten sind, Rost auf der Oberfläche des Drahtes erzeugt. Andererseits nimmt, wenn sie weniger als 0,004 g/m² beträgt, der Zufuhrwiderstand des Drahtes zu, und die Stabilität der Stromführung bei hoher Temperatur am Stromzufuhrpunkt verschlechtert sich während des Schweißens, wodurch die Stabilität des Lichtbogens abnimmt. Dementsprechend muß die Menge des an der Oberfläche eines Drahtes angebrachten MoS₂ in einem Bereich von 0,004 bis 0,24 g/m² liegen.
Spezifische Oberfläche: 0,005 bis 0,035
Es ist erforderlich, daß die spezifische Oberfläche, die mittels der Gleichung {(Sa/Sm) – 1} ausgedrückt wird, worin Sm die scheinbare Oberfläche und Sa die reale Oberfläche in einem auf der Oberfläche eines Drahtes zu messenden Bereich ist, in einem Bereich von 0,005 bis 0,035 liegt. Wenn sie größer als 0,035 ist, sind die Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche des Drahtes ausgesprochen groß, so daß die meisten MoS₂-Teilchen in vertieften Bereichen der Unregelmäßigkeiten vergraben bzw. eingeschlossen sind und die Menge der auf hervorstehenden Bereichen der Unregelmäßigkeiten verbliebenen MoS₂-Teilchen klein wird, wodurch keine ausreichende Schmiermittelwirkung des MoS₂ erreicht werden kann, wodurch die Drahtzuführbarkeit und die Stabilität des Lichtbogens verringert werden. Andererseits ist, wenn sie weniger als 0,005 beträgt, die Oberfläche des Drahtes ausgesprochen glatt, und es wird schwierig, das MoS₂ auf der Oberfläche des Drahtes festzuhalten, wodurch es nicht gelingt, mittels des MoS₂ eine ausreichende Schmiermittelwirkung zu erreichen. Dementsprechend sollte die spezifische Oberfläche in einem Bereich von 0,005 bis 0,035, bevorzugt in einem Bereich von 0,005 bis 0,015 liegen.
Herkömmlicherweise wurde die spezifische Oberfläche nicht in Betracht gezogen, und dementsprechend war es sehr schwer, sowohl die Drahtzuführbarkeit als auch die Rostbeständigkeit zu verbessern. Durch die Festlegung der spezifischen Oberfläche auf den vorstehend beschriebenen Bereich können jedoch sowohl die Drahtzuführbarkeit als auch die Rostbeständigkeit durch die Wirkung des MoS₂ in der wie vorstehend beschrieben angegebenen Menge in ausreichendem Maß verbessert werden.
Öl auf der Drahtoberfläche: 0,04 bis 0,50 g/m²
In dem wie vorstehend beschriebenen Draht der Erfindung wird die spezifische Oberfläche so eingestellt, daß sie in dem angegebenen Bereich liegt, und MoS₂ in der angegebenen Menge wird an der Oberfläche des Drahtes angebracht, so daß die Drahtzuführbarkeit ohne die Verwendung irgendeines Schmieröls ausgezeichnet ist. Um die Zuführbarkeit des Drahtes jedoch weiter zu verbessern, wird bevorzugt Schmieröl auf die Oberfläche des Drahtes aufgebracht. Durch das Anhaften sowohl von Öl als auch von MoS₂ an der Oberfläche des Drahtes wird es möglich, einen direkten Kontakt zwischen dem MoS₂ und Feuchtigkeit, der einen Grund für die Rostbildung darstellt, zu verhindern, und somit die Rostbeständigkeit in merklichem Ausmaß zu verbessern. Außerdem wird in diesem Fall, im Vergleich zu dem Fall, in dem nur MoS₂ auftritt, der Reibungskoeffizient des MoS₂ verringert und die Drahtzuführbarkeit weiter verbessert; und da das MoS₂ auf der Oberfläche des Drahtes durch die Wirkung des vorhandenen Öles gleichmäßig dispergiert vorliegt, werden desweiteren die Stromführungseigenschaften bei hoher Temperatur am Stromzufuhrpunkt während des Schweißens stabilisiert, was eine deutliche Eignung für das kontinuierliche Schweißen bedeutet.
Wenn die Menge des Schmieröls auf der Oberfläche des Drahtes mehr als 0,50 g/m² beträgt, nimmt die Menge des diffusionsfähigen Wasserstoffs in dem Schweißmetall zu. Andererseits kann das MoS₂, wenn sie weniger als 0,04 g/m² beträgt, nicht gleichmäßig dispergiert werden, d. h. es bleibt auf der Oberfläche des Drahtes lokalisiert, wodurch eine Tendenz zur Rostbildung auftritt. Dementsprechend liegt in dem Fall, in dem Schmieröl auf die Oberfläche eines Drahtes aufgebracht wird, seine Menge bevorzugt in einem Bereich von 0,04 bis 0,50 g/m².
An die Drahtoberfläche anzubringende Materialien: 0,80 g/m² oder weniger, und Fe-Pulver und Fe-Verbindung: 0,15 g/m² oder weniger
Materialien, die an die Oberfläche eines Drahtes angebracht werden sollen, die ein Schmiermittel, abgelöstes Hüllmetall und Flußmittel einschließen, neigen dazu, in einem Zufuhrsystem beim kontinuierlichen Schweißen über einen langen Zeitraum hinweg eine Verklumpung bzw. Verstopfung zu erzeugen. Insbesondere Fe-Pulver und eine Fe-Verbindung neigen leicht dazu, eine Verstopfung zu erzeugen. Dementsprechend wird die Menge der Materialien, die an die Oberfläche des Drahtes angebracht werden sollen, so festgelegt, daß sie in einem Bereich von 0,80 g/m² liegt, und die Gesamtmenge aus Fe-Pulver und der Fe-Verbindung wird bevorzugt so festgelegt, daß sie in einem Bereich von 0,15 g/m² oder weniger (auf Fe umgerechneter Wert) liegt.
Ca-Verbindung auf der Drahtoberfläche: 0,003 bis 0,16 g/m²
Beim kontinuierlichen Schweißen über einen langen Zeitraum hinweg kommt es, wenn die Menge der Ca-Verbindung auf der Oberfläche des Drahtes mehr als 0,16 g/m² beträgt, zu einem Versagen der Stromführung, was zu einer Instabilität des Lichtbogens führt. Dementsprechend liegt die Menge der Ca-Verbindung bevorzugt in einem Bereich von 0,16 g/m² oder weniger (auf Ca umgerechneter Wert). Beim Drahtziehen wird jedoch durch das Beimischen einer Ca-Verbindung zu dem Ziehschmiermittel das Draht-Ziehvermögen verbessert, und die Menge des MoS₂, die an der Oberfläche eines Drahtes anhaftet wird, kann eingestellt werden. Wenn das MoS₂ auf der Oberfläche eines Drahtes auch stark saure Eigenschaften zeigt, so fungiert die Ca-Verbindung als Neutralisationsmittel für die sauren Eigenschaften des MoS₂ und verbessert die Rostbeständigkeit des Drahtes. Dementsprechend ist es wünschenswert, dem Ziehschmiermittel eine Ca-Verbindung beizumischen. In dem Fall, in dem die Menge der Ca-Verbindung auf der Oberfläche des Drahtes weniger als 0,003 g/m² beträgt, kann die vorstehende Wirkung nicht in ausreichendem Maße erreicht werden. Andererseits kommt es, wenn sie mehr als 0,16 g/m² beträgt, wie vorstehend beschrieben, zu einem Versagen der Stromführung, was zu einer Instabilität des Lichtbogens führt. Dementsprechend liegt die Menge der Ca-Verbindung auf der Oberfläche des Drahtes bevorzugt in einem Bereich von 0,003 bis 0,16 g/m² (auf Ca umgerechneter Wert).
(B) Volldraht
Spezifische Oberfläche: 0,0005 bis 0,05
Wenn die wie vorstehend beschriebene spezifische Oberfläche eines Drahtes mehr als 0,05 beträgt, nehmen die Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche des Drahtes zu, was zu einer Zunahme des Zufuhrreibungswiderstandes führt, woraus eine schlechte Drahtzuführbarkeit resultiert; und desweiteren werden MoS₂-Teilchen in großen vertieften Bereichen der Unregelmäßigkeiten eingeschlossen, wodurch keine Stabilität der Stromführung erreicht werden kann. Andererseits ist, wenn sie weniger als 0,0005 beträgt, die Oberfläche des Drahtes ausgesprochen glatt, so daß es schwierig ist, das MoS₂ auf der Oberfläche des Drahtes gleichmäßig festzuhalten, wodurch es nicht möglich ist, die Stabilität der Stromführung zu gewährleisten.
In einem schwierigen Zufuhrsystem werden beim kontinuierlichen Schweißen über einen langen Zeitraum MoS₂-Teilchen veranlaßt, von der Oberfläche eines Drahtes zu fallen, und die so abgefallenen MoS₂-Teilchen verstopfen das Innere der Drahtführungsröhre, was zu einem Versagen der Drahtzufuhr führt. Um das Abfallen der MoS₂-Teilchen von der Oberfläche des Drahtes zu verhindern, ist es wünschenswert, den Draht nicht zu reinigen und die spezifische Oberfläche so festzulegen, daß sie in einem Bereich von 0,0008 bis 0,08 liegt. In diesem Fall liegt die spezifische Oberfläche der Drahtoberfläche in einem Bereich von 0,0005 bis 0,05.
MoS₂: 0,001 bis 0,5 g/m²
Wenn die Menge des MoS₂ auf der Oberfläche eines Drahtes mehr als 0,5 g/m² beträgt, kommt es zu verschiedenen Problemen, wie einem Zusammenklumpen von MoS₂-Teilchen in dem Zufuhrsystem während des Schweißens, der Erzeugung von Rost auf der Oberfläche des Drahtes auf Grund des Auftretens von S im MoS₂, und der Entstehung einer Hochtemperatur-Rißbildung auf Grund einer Zunahme des S in dem Schweißmetall, und einem Schwarzwerden des Drahtäußeren. Andererseits verschlechtert sich, wenn sie weniger als 0,001 beträgt, die Drahtzuführbarkeit und es kann auch keine stabile Stromführung erreicht werden.
In Hinblick auf die Wirkungen auf die Stromführungsstabilität und die Drahtzuführbarkeit wird die Beziehung zwischen der Menge des MoS₂ auf der Oberfläche des Drahtes und der speziellen Oberfläche bevorzugt wie nachstehend angegeben: 0,1 ≤ MoS2/spezielle Oberfläche ≤ 50
Beim Schweißen in einem schwierigen Zufuhrsystem, das eine höhere Stabilität der Stromführung erfordert, können ein festes leitfähiges Material, das durch C (Kohlenstoff) oder andere halbleitende Materialien veranschaulicht wird, in einer Menge von 0,001 bis 0,035 g/m² zur weiteren Erhöhung der Stabilität der Stromführung zugegeben werden.
In der Erfindung gibt es für die Teilchengröße des MoS₂ keine besondere Einschränkung, da die MoS₂-Teilchen leicht in Flockenform verfestigen; im Hinblick auf das Anbringen des MoS₂ an die Oberfläche des Drahtes liegt die mittlere Teilchengröße des MoS₂ jedoch bevorzugt in einem Bereich von 0,1 bis 10 μm.
Schmieröl: 0,01 bis 0,5 g/m²
In dem Draht der Erfindung ist die Drahtzuführbarkeit, da die spezifische Oberfläche so eingestellt wird, daß sie in dem spezifischen Bereich liegt, und auch MoS₂ in bestimmter Menge an der Oberfläche des Drahtes angebracht ist, auch ohne Schmieröl ausgezeichnet. Um jedoch die Zuführbarkeit des Drahtes weiter zu verbessern, wird Schmieröl auf die Oberfläche des Drahtes aufgebracht. Durch das Aufbringen sowohl von Schmieröl als auch von MoS₂ auf die Oberfläche des Drahtes wird es möglich, einen direkten Kontakt zwischen dem MoS₂ und Feuchtigkeit, der einen Grund für die Rostbildung darstellt, zu vermeiden, und somit die Rostbeständigkeit des Drahtes in großem Ausmaß zu verbessern. In dem Fall, in dem die Menge des Schmieröls auf der Oberfläche des Drahtes mehr als 0,5 g/m² beträgt, nimmt die Menge des diffusionsfähigen Wasserstoffes in dem Schweißmetall zu. Andererseits kann, wenn sie weniger als 0,01 g/m² beträgt, keine Drahtzuführbarkeit erreicht werden. In Hinblick auf die Rostbeständigkeit liegt die Menge des Schmieröls bevorzugt in einem Bereich von 0,05 bis 0,5 g/m².
Alkalimetall: 0,0005 bis 0,010 mol/m²
Jedes der Alkalimetalle (Li, Na, K, Rb und Cs) weist einen geringen Potentialgradienten auf, d. h. eine geringe Ionisationsenergie. Als Konsequenz wurde die Zugabe von Alkali metallen in Bezug auf die Lichtbogenstabilität als wirkungsvoll angesehen. Diese Alkalimetalle müssen jedoch so an den Draht angebracht werden, daß sie die Stromführungseigenschaften nicht zerstören. In der Erfindung wurde bestätigt, daß das Anbringen von Alkalimetallen im nachstehenden Bereich die Stromführungseigenschaften nicht zerstört. Außerdem ist mit dem Begriff "Alkalimetall" eine Mischung oder eine Verbindung (anorganisch, organisch) gemeint, die ein Alkalimetall enthält.
Wenn die Menge der Alkalimetalle (eine Art oder zwei oder mehrere Arten von Li, Na, K, Rb und Cs), die an der Oberfläche des Drahtes angebracht wurden, mehr als 0,010 mol/m² beträgt, werden die Stromführungseigenschaften zerstört, wodurch keine ausgezeichnete Stabilität des Lichtbogens erhalten werden kann. Andererseits, wenn sie weniger als 0,0005 mol/m² beträgt, reicht sie nicht aus, um die Stabilität des Lichtbogens zu verbessern und die Menge der Spritzer zu verringern. In Hinblick auf die Verbesserung der Stabilität des Lichtbogens und der Verringerung der Menge der Spritzer liegt die Menge der Alkalimetalle bevorzugt in einem Bereich von 0,002 bis 0,1 mol/m² (die Gesamtheit aus jedem auf das Alkalimetall umgerechneten Wert).
An die Oberfläche angebrachte Materialien: 2,0 g/m² oder weniger
Materialien, die an der Oberfläche eines Drahtes angebracht sind, wie MoS₂, Schmiermittel, C (Kohlenstoff), Alkalimetalle und unvermeidbare Verunreinigungen, die während des Herstellungsverfahrens erzeugt werden, neigen dazu, das Zufuhrsystem beim kontinuierlichen Schweinen über einen langen Zeitraum hinweg zu verstopfen. Dementsprechend liegt die Menge der an die Oberfläche des Drahtes angebrachten Materialien bevorzugt in einem Bereich von 2,0 g/m² oder weniger; und ferner in Hinblick auf das Schweißen in einem schwierigen Zufuhrsystem liegt sie bevorzugt in einem Bereich von 1,0 g/m² oder weniger.
Sauerstoff in der Oberflächenschicht des Drahtes: 100 bis 1000 ppm, Gesamtsauerstoff im Draht: 70 ppm oder weniger
Herkömmlicherweise ist eine Technik zur Steuerung der Konzentration des Sauerstoffs in einem Draht zur Veranlassung einer spray- bzw. sprühartigen Übertragung von Tröpfchen bekannt, wodurch die Tröpfchenübertragung eines festen Drahtes verbessert wird. Der Grund dafür besteht darin, daß die Konzentration des Sauerstoffs eine Wirkung auf die Viskosität und die Oberflächenspannung der Tröpfchen ausübt. In der Erfindung übt das Vorhandensein von MoS₂ auf der Oberfläche des Drahtes eine Wirkung auf die Tröpfchenübertragung (in Sprühform) aus, da das S im MoS₂ die gleiche Wirkung wie der Sauerstoff ausübt; wobei die Wirkung jedoch nicht ausreicht. Dementsprechend kann durch die Steuerung der Konzentration des Sauerstoffs in der Oberflächenschicht und des gesamten Sauerstoffs in dem Draht die vorstehende Wirkung weiter verbessert werden.
Wenn die Konzentration des Sauerstoffs in der Oberflächenschicht mehr als 1000 ppm beträgt, wird die Leitfähigkeit auf der Oberfläche des Drahtes verringert und die Stromführungseigenschaften verschlechtern sich, wodurch keine ausgezeichnete Stabilität des Lichtbogens erhalten werden kann. Andererseits kann, wenn sie weniger als 100 ppm beträgt, keine Wirkung auf die Tropfchenübertragung festgestellt werden. Wenn die Konzentration des gesamten Sauerstoffs in einem Draht mehr als 70 ppm beträgt, wird die Leitfähigkeit auf der Oberfläche der Tröpfchen unzureichend, wodurch vermehrt eine Mikrokurzschluß-Übertragung auftritt; und ferner nimmt die Konzentration des Sauerstoffs in dem Schweißmetall zu, wodurch sich die mechanischen Eigenschaften verschlechtern.
Mit dem Begriff "Konzentration des Sauerstoffs in der Oberflächenschicht" ist die Konzentration des Sauerstoffs in einem Bereich mit einer Tiefe von ungefähr 0,05 bis 0,2 mm von der Oberfläche des Drahtes gemeint.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Fülldraht und einen Volldraht ohne Überzug bzw. ohne Beschichtung; sie kann jedoch, was die erzielten Wirkungen angeht, auch für einen Draht für das SAW (Unterpulver-Schweißverfahren) eingesetzt werden.
Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele verständlicher.
(Beispiel A)
Fülldrähte der Erfindung wurden hergestellt und in Bezug auf ihr Leistungsverhalten beim kontinuierlichen Schweiß im Vergleich zu Vergleichsbeispielen untersucht. Zunächst wurden Fülldrähte (kein Überzug), die jeweils einen mit einem Flußmittel gefüllten weichen Stahlmantel aufwiesen, hergestellt. Im Herstellungsverfahren wurden MoS₂ und/oder Schmieröl auf die Oberfläche eines jeden Drahtes aufgebracht. Die Mengen an MoS₂ und an Schmieröl, die an die Oberfläche eines jeden Drahtes angebracht worden waren, und die spezifische Oberfläche wurden wie nachstehend gemessen:
Menge des MoS₂

(1) Zunächst wurden aus jedem Draht vier Teststücke mit jeweils einer Länge von 25 cm ausgeschnitten. Die Oberfläche eines jeden Teststücks wurde mit einer Watte abgewischt, die zuvor in ein Lösungsmittel (Chloroform) eingetaucht worden war. In diesem Fall wurde das Abwischen der Oberfläche des Teststücks unter Verwendung einer neuen Watte nach jedem Abwischen fünf Mal wiederholt.
(2) Die Watte, die zum Abwischen der Oberfläche der Teststücke verwendet worden war, wurde in 50 g einer Königswasser-Lösung {12,8 g (36 Gew.-%) HCl + 37,16 g (60 Gew.-%) HNO₃} gelöst, und die Lösung wurde auf 70°C erwärmt.
(3) Zu der Lösung wurden 150 mg (drei Mal jeweils 50 mg) einer Reinigungsflüssigkeit gegeben, die für die Reinigung des Behälters verwendet worden war, in den die Watte gegeben worden war, die zum Abwischen verwendet worden war. Das Volumen der mit der Reinigungsflüssigkeit versetzten Lösung betrug 1000 ml.
(4) Die Konzentration des Mo in der mit der Reinigungsflüssigkeit versetzten Lösung wurde mittels einer Atomabsorptionsanalyse oder des Verfahrens des induktionsgekoppelten Plasmas (ICP-Verfahren) gemessen.
(5) Auf Grundlage der so gemessenen Mo-Konzentration wurde die Menge des MoS₂ pro Flächeneinheit (1 m²) auf der Oberfläche des Drahtes berechnet. Bei der Berechnung der Oberfläche des Drahtes wurde die nominelle Größe des Drahtes als sein Radius genommen.

Spezifische Oberfläche

(1) Drei Teststücke, die jeweils eine Länge von ungefähr 20 mm aufwiesen, wurden jeweils aus einem um eine Spule gewickelten Draht ausgeschnitten. Beim Ausschneiden des Drahtes wurden Bereiche ohne Fehler auf der Oberfläche ausgewählt. Die Oberfläche des Teststücks wurde einer Ultraschall-Reinigung unter Verwendung eines organischen Lösungsmittels, das weniger anfällig für eine Korrosion des Teststückes war (zum Beispiel Petrolether, Aceton, Tetrachlorkohlenstoff oder Freon), unterzogen, um eine Kontamination und Verunreinigungen, wie auf der Oberfläche des Drahtes aufgebrachte Fette und Öle, zu beseitigen. In diesem Fall wurde, um zu verhindern, daß die Teststücke durch eine wechselseitiges Reiben aneinander zerkratzt wurden, die Ultraschallreinigung für jedes Teststück einzeln durchgeführt. Als Reinigungsflüssigkeit für die Ultraschallreinigung kann anstelle des vorstehenden organischen Lösungsmittels jede Flüssigkeit verwendet werden, die für die Entfernung eines Schmiermittels geeignet ist, das für die maschinelle Bearbeitung eingesetzt wird (heißes Wasser oder andere Entfettungsflüssigkeiten).
(2) Jedes Teststück wurde in Umfangsrichtung in drei Teile unterteilt, und in jedem unterteilten Bereich wurde die reale bzw. wirkliche Oberfläche in einem Bereich von 500 μm (vertikal) × 600 μm (horizontal) (scheinbare Oberfläche Sm 300000 μm²) unter Verwendung einer Elektronenstrahlvorrichtung zur Analyse der dreidimensionalen Rauhigkeit (z. B. eine Vorrichtung, die unter dem Handelsnamen "ERA-8000" von Elyonix Co., Ltd. verkauft wird) gemessen. Der Mittelwert der gemessenen wirklichen Oberflächen wurde berechnet und als wirkliche Oberfläche Sa des Drahtes genommen. Außerdem wurde die Vergrößerung der Messung auf einen konstanten Wert (das 150fache) eingestellt, ungeachtet des Durchmessers des Drahtes.
(3) Die spezifische Oberfläche {(Sa/Sm) – 1} des Drahtes wurde auf Grundlage der scheinbaren Oberfläche Sm und der wirklichen Oberfläche Sa berechnet.

Menge des Schmieröls
Die Menge des Schmieröls, das auf die Oberfläche eines Drahtes aufgebracht worden war, wurde wie nachstehend (gemäß JIS K0102-25, 26) ermittelt:

(1) Zunächst wurden aus einem Draht vier Teststücke mit jeweils einer Länge von 25 cm ausgeschnitten. Die Oberfläche eines jeden Teststücks wurde mit einer Watte abgewischt, die zuvor in ein Lösungsmittel (Tetrachlorkohlenstoff) eingetaucht worden war. In diesem Fall wurde das Abwischen der Oberfläche des Teststücks unter Verwendung einer neuen Watte nach jedem Abwischen fünf Mal wiederholt.
(2) Tetrachlorkohlenstoff in einer Menge von 10 ml wurde in den Behälter gegeben, in den die Watte zum Abwischen gegeben worden war. Es wurde eine Absorption der Tetrachlorkohlenstoff-Flüssigkeit durch die Watte veranlaßt, die dann in einen Kolben überführt wurde.
(3) Der in der Watte absorbierte Tetrachlorkohlenstoff wurde mittels eines Glasstabs oder ähnlichem ausgepreßt und der so ausgepreßte Tetrachlorkohlenstoff wurde in den vorstehenden Kolben überführt.
(4) Die vorstehenden Schritte (2) und (3) wurden drei Mal wiederholt.
(5) Der Tetrachlorkohlenstoff in dem vorstehenden Kolben wurde in einen 50 ml-Meßkolben überführt. Der vorstehende Kolben wurde anschließend mittels Tetrachlorkohlenstoff in einer Menge von ungefähr 10 ml gereinigt und die Tetrachlorkohlenstoff-Reinigungsflüssigkeit wurde ebenfalls in den Meßkolben überführt.
(6) Kohlenstofftetrachlorid wurde bis zu einer Referenzlinie (50 ml) zu dem Meßkolben gegeben.
(7) Der Ölgehalt in der Lösung wurde unter Anwendung einer Infrarotspektroskopie-Analyse (IR-Analyse) ermittelt. In diesem Fall wurde auf die nachstehende Weise eine Arbeitskurve erstellt. Zunächst wurde die Lösung in dem Meßkolben in eine Infrarot-Meßzelle (aus Quarz gefertigt) mit einer Länge von 50 mm eingebracht und das Ausmaß der Absorption wurde in der Nähe der Wellenlänge von 3,4 μm gemessen. Das zu messende Schmieröl in einer Menge von 2 g wurde anschließend durch die Zugabe von Tetrachlorkohlenstoff auf 200 ml verdünnt, wodurch eine verdünnte Lösung (S1) erhalten wurde. Die verdünnte Lösung S1 in einer Menge von 2 ml wurde mit Tetrachlorkohlenstoff auf 200 ml verdünnt, wodurch die verdünnte Lösung S2 erhalten wurde. Die verdünnte Lösung S2 wurde jeweils in Mengen von 2 ml, 10 ml und 40 ml mit Tetrachlorkohlenstoff auf 200 ml verdünnt, wodurch Standardproben mit Ölkonzentrationen in der Lösung von 0,002 mg/ml, 0,01 mg/ml und 0,04 mg/ml erhalten wurden.

Die Standardprobe wurde mittels einer Infrarotspektroskopie-Analyse untersucht, um auf diese Weise die Arbeitskurve zu erhalten. Unter Verwendung der so erhaltenen Arbeitskurve wurde die Menge des Schmieröls auf der Oberfläche des Teststücks gemessen. Auf Grundlage der Menge des so gemessenen Schmieröls wurde der Ölgehalt pro Oberflächeneinheit des Drahtes berechnet. Bei der Berechnung der Oberfläche des Drahtes wurde die nominelle Größe des Drahtes als sein Radius genommen.
Die Menge der an der Oberfläche des Drahtes angebrachten Materialien, wie Schmiermittel, abgelöstes Hüllmetall und Flußmittel; die Menge des Fe-Pulvers und der Fe-Verbindung; und die Menge der auf der Oberfläche des Drahtes vorhandenen Ca-Verbindung wurden mittels einer Atomabsorptionsanalyse oder mittels ICP auf die gleiche Weise wie bei der Bestimmung der Menge des MoS₂ ermittelt.

Die spezifische Oberfläche und die Mengen an MoS₂, Öl, an der Oberfläche haftendem Material, Fe-Pulver und der Fe-Verbindung, und der Ca-Verbindung in den Beispielen der Erfindung und den Vergleichsbeispielen sind in den Tabellen 1 und 2 gezeigt. Tabelle 1

		MoS₂ im Ziehschmiermittel	MoS₂-Überzug nach dem Ziehen	Menge des MoS₂ auf d. Oberflache (g/m²)	Spezif. Oberfläche
Beispiel der Erfindung	1	Abwesend	Vorhanden	0,093	0,0218
	2	Vorhanden	Abwesend	0,087	0,0093
	3	Abwesend	Vorhanden	0,015	0,0305
	4	Abwesend	Vorhanden	0,014	0,0129
	5	Vorhanden	Vorhanden	0,025	0,0176
	6	Abwesend	Vorhanden	0,103	0,0282
	7	Abwesend	Vorhanden	0,181	0,0102
	8	Abwesend	Vorhanden	0,072	0,0143
Vergl. beispiel	1	Abwesend	Abwesend	< 0,001	0,0385
	2	Vorhanden	Vorhanden	0,264	0,0260
	3	Vorhanden	Vorhanden	0,253	0,0392
	4	Vorhanden	Abwesend	0,002	0,0039
	5	Abwesend	Abwesend	< 0,001	0,0405
	6	Vorhanden	Abwesend	0,008	0,0041
	7	Vorhanden	Vorhanden	0,296	0,0391
	8	Vorhanden	Abwesend	0,153	0,0042

Tabelle 2

		Menge d. Öls auf der Oberfläche (g/m²)	Menge der an der Oberfläche haftenden Materialien (g/m²)	Menge d. Fe und d. Fe-Verbdg. (g/m²)	Menge der Ca-Verbindung (g/m²)
Beispiel der Erfindung	1	0,03	0,65	0,12	0,203
	2	0,05	1,01	0,24	0,051
	3	0,02	0,63	0,17	0,071
	4	0,29	0,66	0,08	0,183
	5	0,39	0,72	0,16	0,194
	6	0,01	0,68	0,09	0,019
	7	0,21	0,41	0,10	0,019
	8	0,30	0,35	< 0,01	0,092
Ver.gl.beisp.	1	0,20	0,91	0,20	0,189
	2	0,53	0,85	0,21	0,215
	3	0,16	1,21	0,29	0,259
	4	0,03	0,51	0,03	0,009
	5	0,25	1,04	0,18	0,126
	6	0,12	0,71	0,17	0,082
	7	0,05	1,10	0,09	0,017
	8	0,69	0,91	0,16	0,022

Die Drähte der erfindungsgemäßen Beispiele und Vergleichsbeispiele wurden in Bezug auf die Rostbeständigkeit, die kontinuierliche Schweißbarkeit und die Menge des diffusionsfähigen Wasserstoffes untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengefaßt. Die Rostbeständigkeitsprüfung wurde in einem Thermohygrostaten bei einer Temperatur von 30°C und einer Feuchtigkeit von 80% durchgeführt. In Tabelle 3 gibt das Zeichen (x) den Fall wieder, in dem nach einer Zeitdauer von 672 Stunden Rostflecken erzeugt werden, und das Zeichen (O) gibt den Fall wieder, in dem kein Rost erzeugt wird. Was die kontinuierliche Schweißbarkeit angeht, so wurde jeder Draht kontinuierlich bei einem geeigneten Strom und einer geeigneten Spannung geschweißt und der Zufuhrwiderstand nach einer Zeitdauer von 15 Minuten und 60 Minuten wurde mit demjenigen zu Beginn des Schweißens verglichen. In der Tabelle 3 gibt das Zeichen (⌾) den Fall wieder, in dem der mittels der nachstehenden Gleichung erhaltene Prozentsatz 0 (%) beträgt, das Zeichen (O) gibt den Fall wieder, in dem er in einem Bereich von 0 bis 5% liegt, das Zeichen (Δ) gibt den Fall wieder, in dem er in einem Bereich von 5 bis 10% liegt, und das Zeichen (x) gibt den Fall wieder, in dem er in einem Bereich von 10% oder mehr liegt. {(Zufuhrwiderstand nach der Beendigung des Schweißens-Zufuhrwiderstand zu Beginn des Schweigens)/Zufuhrwiderstand zu Beginn des Schweißens} × 100

Die Menge des diffusionsfähigen Wasserstoffes in dem Schweißmetall wurde gemäß JIS mittels Gaschromatografie gemessen. In Tabelle 3 gibt, was die Menge des diffusionsfähigen Wasserstoffes angeht, das Zeichen (O) den Fall wieder, in dem die Menge des diffusionsfähigen Wasserstoffes weniger als 5 ml beträgt, und das Zeichen (x) gibt den Fall wieder, in dem sie mehr als 5 ml beträgt. Auf Grundlage der vorstehenden Ergebnisse wurde die kontinuierliche Schweißbarkeit im Ganzen beurteilt. In Tabelle 3 gibt, was die Gesamtbeurteilung angeht, das Zeichen (O) den Fall wieder, in dem die kontinuierliche Schweißbarkeit ausgezeichnet ist, und das Zeichen (x) gibt den Fall wieder, in dem sie schlecht ist. Tabelle 3

		Rostbeständigkeit	Kontin. Schweißbark.		Menge d. diffusionsfähigen Wasserstoffes	Gesamtbeurteilung
		Rostbeständigkeit	15 min	60 min	Menge d. diffusionsfähigen Wasserstoffes	Gesamtbeurteilung
Erfindungsgemäßes Beispiel	1	O	O	Δ	O	O
	2	O	O	O	O	O
	3	O	O	Δ	O
	4	O	O	O-⌾	O	O
	5	O	O	Δ-O	O	O
	6	O	O	Δ	O	O
	7	O	O	⌾	O	O
	8	O	O	⌾	O	O
Vergleichsbeispiel	1	O	x	x	O	x
	2	x	x	x	x	x
	3	x	x	x	O	x
	4	X	X	X	O	X
	5	O	Δ	x	O	x
	6	O	Δ	x	O	x
	7	x	Δ	X	O	x
	8	O	Δ	x	x	x

Wie aus Tabelle 3 hervorgeht, sind in jedem erfindungsgemäßen Beispiel 1 bis 8 die kontinuierliche Schweißbarkeit und die Rostbeständigkeit ausgezeichnet, und desweiteren ist die Menge des diffusionsfähigen Wasserstoffes gering. Insbesondere ist in jedem der erfindungsgemäßen Beispiele 4, 7 und 8 die kontinuierliche Schweißbarkeit äußerst ausgezeichnet. Andererseits ist die Rostbeständigkeit in Vergleichsbeispiel 1 ausgezeichnet, da es sich bei der Menge des Öles um eine geeignete Menge handelt; die Zuführbarkeit beim kontinuierlichen Schweißen ist jedoch schlecht. Vergleichsbeispiel 2 steht für den Fall, in dem die spezifische Oberfläche in dem Bereich der Erfindung liegt, aber die Mengen an MoS₂ und Öl auf der Oberfläche des Drahtes viel größer sind, wobei die Rostbeständigkeit und die kontinuierliche Schweißbarkeit schlecht sind und die Menge des diffusionsfähigen Wasserstoffes groß ist. In Vergleichsbeispiel 3 ist die Menge des diffusionsfähigen Wasserstoffes nicht groß, da es sich bei der Menge des Öles auf der Oberfläche des Drahtes um eine geeignete Menge handelt; wobei die Rostbeständigkeit und die kontinuierliche Schweißbarkeit jedoch schlecht sind. In Vergleichsbeispiel 4 ist, da die Menge des MoS₂ auf der Oberfläche des Drahtes klein ist und auch die spezifische Oberfläche klein ist, die Rostbeständigkeit und die kontinuierliche Schweißbarkeit schlecht. In Vergleichsbeispiel 5 kann die Zuführbarkeit auf Grund des Vorhandenseins des Schmieröls in gewissem Ausmaß sichergestellt werden, wobei sie jedoch unzureichend ist; dementsprechend ist dieser Draht für ein kontinuierliches Schweißen über einen langen Zeitraum nicht geeignet. In Vergleichsbeispiel 6 ist die Zuführbarkeit auf Grund der kleinen spezifischen Oberfläche unzureichend, dementsprechend ist dieser Draht für ein kontinuierliches Schweißen über einen langen Zeitraum hinweg nicht geeignet. In Vergleichsbeispiel 7 ist die Rostbeständigkeit, da die Menge des MoS₂ groß ist, schlecht. In Vergleichsbeispiel 8 ist, da die spezifische Oberfläche klein und die Menge des Öles groß ist, die kontinuierliche Schweißbarkeit schlecht und die Menge des diffusionsfähigen Wasserstoffes in dem Schweißmetall ist groß.
(Beispiel B)
Die erfindungsgemäßen Beispiele werden in Bezug auf die Volldrähte im Vergleich mit den Vergleichsbeispielen beschrieben.
(1) Spezifische Oberfläche
Kontrollverfahren
Die Kontrolle der spezifischen Oberfläche erfolgte durch die Einstellung der Gestalt und der Genauigkeiten bei der Oberflächenbearbeitung der Werkzeuge (Düse mit Loch, Roller-Die und ähnliches) und der Größe der harten Teilchen, die für das Werkzeugmaterial verwendet wurden (WC; Wolframcarbid, Diamant und ähnliches).
Meßverfahren

(1) Drei Teststücke, die jeweils eine Länge von ungefähr 20 mm aufwiesen, wurden jeweils aus einem um eine Spule gewickelten Draht oder aus einem in einer Packung enthaltenen Draht ausgeschnitten. Beim Ausschneiden des Drahtes wurden Bereiche ohne Fehler auf der Oberfläche ausgewählt. Die Oberfläche des Teststücks wurde einer Ultraschall-Reinigung unter Verwendung eines organischen Lösungsmittels, das weniger anfällig für eine Korrosion des Teststückes war (zum Beispiel Petrolether, Aceton, Tetrachlorkohlenstoff oder Freon), unterzogen, um eine Kontamination und Verunreinigungen, wie auf der Oberfläche des Drahtes aufgebrachte Fette und Öle, zu beseitigen. In diesem Fall wurde, um zu verhindern, daß die Teststücke durch eine wechselseitiges Reiben aneinander zerkratzt wurden, die Ultraschallreinigung für jedes Teststück einzeln durchgeführt. Als Reinigungsflüssigkeit für die Ultraschallreinigung kann anstelle des vorstehenden organischen Lösungsmittels jede Flüssigkeit verwendet werden, die für die Entfernung eines Schmiermittels geeignet ist, das für die maschinelle Bearbeitung eingesetzt wird (heißes Wasser oder andere Entfettungsflüssigkeiten).
(2) Jedes Teststück wurde in Umfangsrichtung in drei Teile unterteilt, und in jedem unterteilten Bereich wurde die reale bzw. wirkliche Oberfläche in einem Bereich von 500 μm (verti kal) × 600 μm (horizontal) (scheinbare Oberfläche Sm = 300000 μm²) unter Verwendung einer Elektronenstrahlvorrichtung zur Analyse der dreidimensionalen Rauhigkeit (z. B. eine Vorrichtung, die unter dem Handelsnamen "ERA-8000" von Elyonix Co., Ltd. verkauft wird) gemessen. Der Mittelwert der gemessenen wirklichen Oberflächen wurde berechnet und als wirkliche Oberfläche Sa des Drahtes genommen. Außerdem wurde die Vergrößerung der Messung auf einen konstanten Wert (das 150fache) eingestellt, ungeachtet des Durchmessers des Drahtes.
(3) Die spezifische Oberfläche {(Sa/Sm) – 1} des Drahtes wurde auf Grundlage der scheinbaren Oberfläche Sm und der wirklichen Oberfläche Sa berechnet.

(2) Auf der Oberfläche angebrachte Materialien
Kontrollverfahren (Beschichtungsverfahren)
MOS₂, C und Alkalimetalle wurden in einem Ziehschmiermittel oder einem Zufuhrschmiermittel dispergiert oder suspendiert, um sie an die Oberfläche eines Drahtes anzubringen. Das Zufuhrschmiermittel wurde während des Kaltnachwalzens oder unter Anwendung einer elektrostatischen Ölbeschichtungsvorrichtung aufgebracht.
Meßverfahren
Menge des MoS₂

(3) Menge des Schmieröls
Meßverfahren
Die Menge des Schmieröls, das auf die Oberfläche des Drahtes aufgebracht worden war, wurde wie nachstehend (gemäß JIS K0102-25, 26) berechnet:

Die Standardprobe wurde mittels einer Infrarotspektroskopie-Analyse untersucht, um auf diese Weise die Arbeitskurve zu erhalten. Unter Verwendung der so erhaltenen Arbeitskurve wurde die Menge des Schmieröls auf der Oberfläche des Teststücks gemessen. Auf Grundlage der Menge des so gemessenen Schmieröls wurde der Ölgehalt pro Oberflächeneinheit des Drahtes berechnet. Bei der Berechnung der Oberfläche des Drahtes wurde die nominelle Größe des Drahtes als sein Radius genommen.
(4) Alkalimetall
Meßverfahren
Die Messung wurde auf die gleiche Weise wie in (2) durchgeführt.
(5) Menge des Sauerstoffs in dem Draht
Meßverfahren
Der Oberflächenbereich eines jeden Teststückes wurde mit einer Tiefe von ungefähr 0,05 bis 0,2 mm abgeschliffen, um eine Probe in einer Menge 0,2 bis 0,5 g zu erhalten. Unter Verwendung dieser Probe wurde die Sauerstoffkonzentration in einem Inertgas in einem Impulsofen mittels einer Sauerstoffschmelzanalyse gemessen. Die so erhaltene Sauerstoffkonzentration wird als Sauerstoffkonzentration der Schicht der Drahtoberfläche genommen. Die Sauerstoffkonzentration des gesamten Drahtes wurde auf die gleiche Weise, ohne Abschleifen des Oberflächenschichtbereiches des Drahtes, gemessen.
(6) Stabilität der Stromführung
Meßverfahren
Die Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche eines Drahtes wurden durch Messen des elektrischen Kontaktwiderstands auf der Oberfläche des Drahtes gemessen.
Der elektrische Kontaktwiderstand auf der Oberfläche eines Drahtes kann mittels des in 7 gezeigten Gerätes gemessen werden. Bei diesem Gerät handelt es sich um einen von den Erfindern modifizierten, im Handel erhältlichen elektrischen Kontaktsimulator. Ein Draht 1 wird kontinuierlich in Richtung des Pfeiles bewegt. Der Draht 1 steht in Kontakt mit einem Stromanschluß 2 und einem Spannungsanschluß 3. Der Stromanschluß 2 ist mittels einer Stromleitung 7 mit einer Span nungsquelle 6 verbunden. Der Spannungsanschluß 3 ist über eine Spannungsleitung 9 mit einem Gerät 8 zur Messung des elektrischen Widerstandes verbunden. Eine Elektrode 4 wird mit dem Oberflächenbereich des Drahtes zwischen dem Stromanschluß 2 und dem Spannungsanschluß 3 in Kontakt gebracht, wobei mittels eines Belastungsmechanismus 5 eine geeignete Last ausgeübt wird. Die Elektrode 4 wird über die Stromleitung 7 und die Spannungsleitung 9 mit den anderen Anschlüssen der Spannungsquelle 6 und des Geräts 8 zur Messung des elektrischen Kontaktes verbunden.
Um die elektrische Ungleichmäßigkeit auf der Oberfläche eines Drahtes in Längsrichtung zu untersuchen, ist es erforderlich, den elektrischen Kontaktwiderstand in Längsrichtung zu messen. Dementsprechend wird die Messung durchgeführt, während der Draht 1 kontinuierlich bewegt wird. Der Spannungsanschluß 3 und der Stromanschluß 2 können an den beiden Enden des Drahtes 1 befestigt sein oder sie können entlang der Oberfläche des Drahtes 1 verschoben werden, wobei die Anschlußpositionen so befestigt werden, daß sie keine nachteilige Wirkung auf die Messung des elektrischen Kontaktwiderstandes ausüben.
Die Messung wurde vorläufig mit einer Bewegungsgeschwindigkeit des Drahtes 1 in einem Bereich von 1 mm/min bis 10 m/min durchgeführt. Als Ergebnis bestätigte sich, daß bei einer Bewegungsgeschwindigkeit in einem Bereich von 1 mm/min bis 50 cm/min eine Messung möglich ist, sie aber viel Zeit erfordert; wohingegen bei einer Bewegungsgeschwindigkeit in einem Bereich von 5 m/min bis 10 m/min zwar eine Messung möglich ist, aber auf Grund der Vibration Probleme in Bezug auf die Genauigkeit auftreten. Diese vorläufige Messung zeigte, daß die geeignete Bewegungsgeschwindigkeit des Drahtes 1 in einem Bereich von 50 cm/min bis 5 m/min liegt. In der Erfindung wird für die Bewegungsgeschwindigkeit des Drahtes 1 ein Wert von 1,2 ± 0,4 m/min angegeben. Die Messung wurde ebenfalls vorläufig unter Änderung des Meßstromes in einem Bereich von 1 μA bis 100 A durchgeführt. Als Ergebnis bestätigte sich, daß für einen Meßstrom in einem Bereich von 1 μA bis 50 mA ein elektrischer Kontaktwiderstand möglich ist, wobei die Meßgenauigkeit jedoch auf Grund der großen Variation der elektromotorischen Kraft gering ist; wohingegen für einen Meßstrom in einem Bereich von 5 A bis 100 A zwar eine Messung möglich ist, der höhere Strom aber dazu neigt, den Kontaktpunkt zwischen der Elektrode 4 und dem Draht 1 zu verändern, zu oxidieren und zu schmelzen; und desweiteren werden, wenn der Strom hoch ist, die gemessenen Werte des Kontaktwiderstandes und die Unterschiede zwischen ihnen kleiner, wodurch es nicht gelingt, den Unterschied zwischen Drähten mit unterschiedlichen Rostbeständigkeiten deutlich werden zu lassen. Der geeignete Meßstrom liegt in einem Bereich von 50 mA bis 5 A, und in der Erfindung wird ein Wert von 0,5 ± 0,1 A angegeben.
Die Potentialdifferenz (V), die zwischen der Elektrode 4 und dem Draht 1 erzeugt wird, wenn ein Strom fließt, wurde mittels der Vorrichtung 8 zur Messung des elektrischen Kontaktwiderstandes gemessen. Der elektrische Kontaktwiderstand (Ω) wurde dadurch ermittelt, daß die vorstehende Potentialdifferenz durch den Meßstrom dividiert wurde. Es ist erforderlich, daß die Potentialdifferenz in Meßintervallen in einem Bereich von 0,01 bis 0,5 mm gemessen wird. Der Grund dafür ist der, daß das Vorhandensein von auf der Oberfläche des Drahtes verbliebenen Mikromaterial aufgedeckt werden soll. Die tatsächliche Messung erfolgte in Meßintervallen von 0,1 ± 0,02 mm. Die Meßintervalle wurden so festgelegt, daß sie durch das Bewegen des Drahtes 1 mit einer Bewegungsgeschwindigkeit von 1,0 ± 0,2 m/min und das gleichzeitige Messen des elektrischen Kontaktwiderstandes in vorgegebenen Zeitabständen 0,1 ± 0,02 m/min betragen.
Die Elektrode 4 war aus 1%Cr-Kupfer gefertigt worden. Als Bezugselektrode ist die Elektrode 4 wünschenswerterweise aus reinem Kupfer gefertigt; wobei reines Kupfer jedoch einen großen Abrieb aufweist. Selbst in dem Fall, in dem eine Elektrode 4 verwendet wurde, die aus einer anderen Kupferlegierung gefertigt worden war, war der gemessene elektrische Kontaktwiderstand im wesentlichen der gleiche wie in dem Fall, in dem die Elektrode 4, die aus 1%Cr-Kupfer gefertigt worden war, verwendet wurde. Was die Elektrode 4 angeht, so betrug die Dicke 2 mm, das vordere Ende war mit einer Krümmung von 1 mmR ausgebildet worden, und die Oberfläche war mit Schmirgelpapier (#400) poliert worden. Die Elektrode 4 wurde mittels des Belastungsmechanismus 5 mit einer Kraft von 0,49 ± 0,05 N (50 ± 5 gf) gegen den Draht 1 gedrückt. Wenn die vorstehende Andruckkraft größer gemacht wurde, verkleinerte sich der Wert des elektrischen Kontaktwiderstandes auf der gesamten Oberfläche des Drahtes, so daß der Grad der elektrischen Ungleichmäßigkeit kleiner wurde. Andererseits, wenn sie kleiner gemacht wurde, vergrößerte sich die elektrische Ungleichmäßigkeit auf der Oberfläche des Drahtes übermäßig. Die relative Bewegungsgeschwindigkeit zwischen dem Draht 1 und der Elektrode 4 wurde auf 1,0 ± 0,2 m/min festgelegt. Bei dieser Bewegungsgeschwindigkeit kann ein Draht mit einer Länge von 50 mm 3 Sekunden lang gemessen werden. Tatsächlich erfolgte die Messung des Drahtes über die gesamte Länge von ungefähr 4 m und die in einem willkürlichen Bereich mit einer Länge von 50 mm gemessenen Werte können mittels eines Computers statistisch verarbeitet werden. Der elektrische Kontaktwiderstand des Drahtes kann linear gemessen werden. Er kann auf spiralförmige oder zick-zack-förmige Weise gemessen werden, falls erforderlich. D. h. ungeachtet des Meßortes können die elektrischen Kontaktwiderstände sequentiell über die gesamte Länge von 50 mm des Drahtes gemessen werden; wobei jedoch in Hinblick auf die Vorteile des Meßgerätes die Messung bevorzugt linear erfolgt. Die so erhaltenen Daten wurden mittels eines Computers verarbeitet, wodurch der Mittelwert und die Standardabweichung (STD) erhalten wurden.
Beurteilungsverfahren
Die Messung erfolgte über eine Länge von 10000 mm in Längsrichtung.
Was die in Tabelle 6 gezeigte Stabilität der Stromführung angeht, so gibt das Zeichen (⌾) den Fall wieder, in dem der mittlere Kontaktwiderstand 400 mΩ oder weniger und die Standardabweichung davon weniger als 100 mΩ beträgt; das Zeichen (O) gibt den Fall wieder, in dem der mittlere Kontaktwiderstand 400 mΩ oder weniger beträgt und die Standardabweichung davon in einem Bereich von 100 bis 200 mΩ liegt; und das Zeichen (Δ) gibt den Fall wieder, in dem der mittlere Kontaktwiderstand 400 mΩ oder weniger und die Standardabweichung davon 200 mΩ oder mehr beträgt.
(7) Beurteilungsverfahren für die Drahtzuführbarkeit
Schweißbedingungen

Schweißstrom: 80 bis 500 A
Schweißspannung: geeignete Spannung (Lichtbogenausdehnung = ungefähr 2 mm)
Schutzgas: CO₂, Ar-20%CO₂, oder Ar-2%O₂ (25 l/min in jedem Fall)

Die Zuführbarkeit wurde mittels des in den 8 und 9 gezeigten Gerätes gemessen. D. h. in einer Drahtführungsröhre 21 mit einer Länge von 6 m wurde eine Schleife 21a (drei Wendungen) mit einem Durchmesser von 300 mm im zentralen Bereich gebildet; drei Kurvenbereiche mit jeweils einer Krümmung von 0,01 (R = 100 mm) wurden in der Nähe des vorderen Endes gebildet; und ein gekrümmter Schweißbrenner 23 wurde an das vordere Ende montiert. Jeder Testdraht W, der um eine Drahtspule 24 gewickelt war, wurde der Drahtführungsröhre 21 mittels Zufuhrwalzen 25 zugeführt. In diesem Zustand wurde der auf die Zufuhrwalzen 25 ausgeübte Zufuhrwiderstand gemessen, wodurch der mittlere Zufuhrwiderstand erhalten wurde. Außerdem zeigt die 8 das Gerät, das in einem schwierigen Zufuhrsystem eingesetzt werden muß; und die 9 zeigt das Gerät, das in einem normalen Zufuhrsystem eingesetzt werden muß, in dem die Drahtführungsröhre linear gestaltet wurde.
Beurteilungshinweise
Mittlerer Zufuhrwiderstand:

⌾⁺: selbst in dem schwierigen Zufuhrsystem weniger als 4 kgf
⌾: 2 bis 3 kgf
O: 3 bis 4 kgf
Δ: 4 kgf oder mehr

(8) Beurteilung der Stabilität des Lichtbogens
Sensorische Beurteilung durch Schweißer

⌾⁺⁺: ausgezeichnet
⌾⁺: gut (+)
⌾: gut (–)
Δ: leicht schlecht

(9) Beurteilungsverfahren für die Rostbeständigkeit
Atmosphäre: 30°C-80% RF
Beurteilungshinweise:

O: innerhalb eines Monats wurden keine Rostflecken erzeugt
Δ: innerhalb eines Monats wurden auf der gesamten Oberfläche Rostflecken erzeugt

(10): Menge der an die Oberfläche angebrachten Materialien
Der Gewichtsunterschied zwischen den Drähten vor und nach dem Abwischen, der in (1) bei der Messung des MoS₂ erhalten wurde, wurde als die Menge der an der Oberfläche des Drahtes angebrachten Materialien genommen.
(11) Messung der Menge der Verklumpungsmaterials
Sie wurde durch die Gewichtszunahme der Walze, der Führungswalze, der Drahtführungsröhre, der Innenverkleidung, der Innenröhre und der Spitze nach einem einstündigen Schweißen beurteilt.

⌾: 1,0 g/m² oder weniger
O: 1,0 bis 2,0 g/m²
Δ: 2,0 g/m² oder mehr (Versagen)

(12) Messung der Menge des diffusionsfähigen Wasserstoffes
Die Menge des diffusionsfähigen Wasserstoffes im Schweißmetall wurde mittels Gaschromatografie gemäß JIS gemessen.

O: weniger als 5 ml/100 g
Δ: 5 ml/100 g oder mehr

(13) Test-Drahtmaterial

JIS YGW-11 (Durchmesser: 0,9 bis 1,6 mm)
JIS YGW-12 (Durchmesser: 0,9 bis 1,6 mm)

Die Zusammensetzungen der vorstehenden Drahtmaterialien sind in Tabelle 4 gezeigt. Darüberhinaus sind die Art des Drahtes, die spezifische Oberfläche und die Mengen des MoS₂ und des Schmieröls in Bezug auf jeden Testdraht in Tabelle 5 gezeigt. Die Ergebnisse der Beurteilung des Leistungsverhaltens der erfindungsgemäßen Beispiele und der Vergleichsbeispiele sind in Tabelle 6 gezeigt. Tabelle 4

					(Gew.-%)
YGW-11-Reihe (CO₂)
C	Si	Mn	P	S	Ti
0,06	0,82	1,49	0,010	0,011	0,17
YGW-12-Reihe (CO₂)
C	Si	Mn	P	S	Ti
0,07	0,82	1,40	0,010	0,011	Sp.

Tabelle 5

	Art des Drahtes*	Spez. Oberfläche	Menge d. MoS₂ (g/m²)	Menge des Schmieröls (g/m²)	Bemerkungen
Herkömml. Bsp. 1	1	0,005	-	0,05
Herkömml. Bsp. 2	1	0,005	-	0,05	Intergranular oxid. Draht
Vergl. bsp. 3	2	0,0001	0,05	0,05
Vergl. bsp. 4	2	0,0001	0,30	0,05
Vergl. bsp. 5	2	0,0001	0,60	0,05
Erfindungsbsp. 6	2	0,01	0,05	0,05
Vergl. bsp. 7	2	0,01	0,0005	0,05
Vergl. bsp. 8	2	0,01	0,60	0,05
Erfindungsbsp. 9	2	0,04	0,05	0,05
Vergl. bsp. 10	2	0,06	0,05	0,05
Erfindungsbsp. 11	2	0,005	0,05	0,05
Erfindungsbsp. 12	2	0,005	0,20	0,05
Erfindungsbsp. 13	2	0,005	0,30	0,05
Vergl. bsp. 14	2	0,01	0,05	0,60
Vergl. bsp. 15	2	0,01	0,05	0,005
Erfindungsbsp. 16	2	0,01	0,05	0,02
Erfindungsbsp. 17	3	0,01	0,05	0,05
Erfindungsbsp. 18	2	0,02	0,04	0,05	MAG-Schweißen (Ar-20%CO₂)
Herkömml. Bsp. 19	4	0,006	-	0,05
Erfindungsbsp. 20	5	0,03	0,05	0,05

*1) Drahtmaterial: YGW-11-Reihe, Draht-Durchmesser: 1,2 mm, und Überzug: aufgebracht
2) Drahtmaterial: YGW-11-Reihe, Draht-Durchmesser: 1,2 mm, und Überzug: nicht aufgebracht
3) Drahtmaterial: YGW-11-Reihe, Draht-Durchmesser: 1,6 mm, und Überzug: nicht aufgebracht
4) Drahtmaterial: YGW-12-Reihe, Draht-Durchmesser: 1,2 mm, und Überzug: aufgebracht
5) Drahtmaterial: YGW-12-Reihe, Draht-Durchmesser: 1,2 mm, und Überzug: nicht aufgebracht

	Art des Drahtes	Menge d. Alkalimet. (mol/m²)	Menge des (g/m²)	Menge d. abgewischten Material. (g/m²)	Menge d Sauerst (ppm) Oberfläche	Gesamtdraht
Erfind. bsp. 21	A	**	-	0,48	32	25
Erfind. bsp. 22	A	0,0005	-	0,50	34	28
Erfind. bsp. 23	A	0,005	-	0,49	30	28
Erfind. bsp. 24	A	0,01	-	0,70	31	31
Vergl. bsp. 25	A	0,02	-	0,90	30	31
Erfind. bsp. 26	A	-	0,001	0,50	32	30
Erfind. bsp. 27	A	-	0,03	0,75	34	28
Vergl. bsp. 28	A	-	0,04	0,91	30	26
Erfind. bsp. 29	A	0,01	0,03	1,10	32	27
Vergl. bsp. 30	A	0,01	0,03	2,50	33	29
Erfind. bsp. 31	B	-	-	0,51	120	30
Erfind. bsp. 32	B	-	-	0,55	800	40
Vergl. bsp. 33	B	-	-	0,50	1200	55
Vergl. bsp. 34	B	-	-	0,49	800	80

*A) Äquivalent zum Erfindungsbeispiel 6 (In Erfindungsbeispiel 6 wurde eine oder mehrere der Mengen an Alkalimetallen, Kohlenstoff, abgewischten Materialien und Sauerstoff gesteuert bzw. eingestellt).
B) Äquivalent zum Erfindungsbeispiel 9 (In Erfindungsbeispiel 9 wurde eine oder mehrere der Mengen an Alkalimetallen, Kohlenstoff, abgewischten Materialien und Sauerstoff eingestellt).
**Das Zeichen "-" bedeutet, daß kein Alkalimetall oder kein Kohlenstoff (C) positiv zugegeben wurde.

	Beurteilung des Leistungsverhaltens
	Drahtzuführbarkeit	Lichtbogenstabi lität	Stabilität der Stromführung	Menge d. diffusionsfähigen Wasserstoffs	Menge der verklumpten Mate rialien	Rostbeständigkeit	Gesamtbeurteislung
Herkömml. Beisp. 1	⌾	Δ	Δ	O	O	O	Δ
Herkömml. Beisp. 2	⌾	O	Δ	O	O	O	Δ
Vergleichsbsp. 3	⌾	Δ	Δ	O	⌾	O	Δ
Vergleichsbsp. 4	⌾	Δ	Δ	O	O	O	Δ
Vergleichsbsp. 5	⌾	Δ	Δ	O	Δ	O	Δ
Erfindungsbsp. 6	⌾	⌾	⌾	O	⌾	O	⌾
Vergleichsbsp. 7	⌾	Δ	Δ	O	⌾	O	Δ
Vergleichsbsp. 8	⌾	Δ	Δ	O	Δ	O	Δ
Erfindungsbsp. 9	⌾	⌾	⌾	O	⌾	O	⌾
Vergleichsbsp. 10	Δ	Δ	O	O	⌾	O	Δ
Erfindungsbsp. 11	⌾	⌾	⌾	O	⌾	O	⌾
Erfindungsbsp. 12	⌾	⌾	⌾	O	O	O	⌾
Erfindungsbsp. 13	⌾	⌾	⌾	O	O	O	⌾
Vergleichsbsp. 14	⌾	O	Δ	Δ	⌾	O	Δ
Vergleichsbsp. 15	O	O	O	O	⌾	Δ	Δ
Erfindungsbsp. 16	O	O	O	O	⌾	O	O
Erfindungsbsp. 17	⌾	⌾	⌾	O	⌾	O	⌾
Erfindungsbsp. 18	⌾	⌾	⌾	O	⌾	O	⌾
Herkömml. Beisp. 19	⌾	Δ	Δ	O	Δ	O	Δ
ErfindungsbsD. 20	⌾	⌾	⌾	O	O	O	⌾
	Beurteilungdes Leistungsverhaltens
	Drahtzuführbarkeit	Lichtbogenstabilität	Stabilität der Stromführung	Menge d. diffusionsfähigen Wasserstoffs	Menge der verklumpten Materialien	Rostbsständigkeit	Gesamtbeurteilung
Erfindungsbsp. 21	⌾	⌾	⌾	O	⌾	O	⌾
Erfindungsbsp. 22	⌾	⌾⁺	⌾	O	⌾	O	⌾⁺
Erfindungsbsp. 23	⌾	⌾⁺⁺	⌾	O	O	O	⌾⁺⁺
Erfindungsbsp. 24	⌾	⌾⁺⁺	⌾	O	O	O	⌾⁺⁺
Vergleichsbsp. 25	⌾	Δ	Δ	Δ	Δ	Δ	Δ
Erfindungsbsp. 26	⌾	⌾	⌾⁺	O	⌾	O	⌾⁺
Erfindungsbsp. 27	⌾	⌾⁺	⌾⁺	O	O	O	⌾⁺
Vergleichsbsp. 28	⌾	O	O	O	Δ	O	Δ
Erfindungsbsp. 29	O	O	O	O	O	O	O
Vergleichsbsp. 30	Δ	Δ	Δ	Δ	Δ	Δ	Δ
Erfindungsbsp. 31	⌾⁺	⌾⁺	⌾	O	⌾	O	⌾⁺
Erfindungsbsp. 32	⌾⁺	⌾⁺	⌾	O	⌾	O	⌾⁺
Vergleichsbsp. 33	⌾⁺	Δ	⌾	O	⌾	O	Δ
Vergleichsbsp. 34	⌾⁺	Δ	⌾	O	O	O	Δ

Wie aus Tabelle 6 hervorgeht, ist in jedem erfindungsgemäßen bzw. Erfindungsbeispiel die Drahtzuführbarkeit ausgezeichnet und auch die Stabilität der Stromführung ist ausgezeichnet.
Wie vorstehend beschrieben sind in dem Fülldraht und dem Volldraht der Erfindung die Drahtzuführbarkeit und die Stabilität des Lichtbogens ausgezeichnet und auch die Rostbeständigkeit ist ausgezeichnet, da die spezifische Oberfläche in dem spezifischen Bereich liegt und MoS₂ in bestimmter Menge an der Oberfläche des Drahtes angebracht ist; und desweiteren kann die Menge des diffusionsfähigen Wasserstoffes in dem Schweißmetall verringert werden und eine Hochtemperatur-Rißbildung wird nur schwerlich erzeugt. Die Erfindung ermöglicht deshalb ein kontinuierliches Schweiften unter Verwendung eines Roboters oder ähnlichem, und trägt in großem Ausmaß zu einer Verbesserung des Schweißbetriebes bei.

Claims

Fülldraht für das Lichtbogenschweißen, wobei Molybdänsulfid in einer Menge von 0,004 bis 0,24 g/m² an der Oberfläche des Drahtes befestigt ist und kein Kupferüberzug auf der Oberfläche des Drahtes aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine spezifische Oberfläche, die durch (Sa/Sm) – 1 definiert ist, worin Sm eine scheinbare Oberfläche ist, die durch Multiplizieren einer Länge in Längsrichtung mit einer Länge des Umfangs auf einer Oberfläche des Drahtes erhalten wird, und worin Sa eine wirkliche Oberfläche ist, die durch ein dreidimensionales Messen der feinen Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche des Drahtes erhalten wird, in dem Bereich von 0,005 bis 0,035 liegt, und die spezifische Oberfläche durch einen Elektronenstrahl-Analysator der dreidimensionalen Rauigkeit gemessen wird auf der Grundlage der durch Teilen des Messungsfeldes von 500 μm × 600 μm in 200 × 256 Teile erhaltenen Maschen, und die spezifische Oberfläche durch einen Mittelwert der gemessenen Werte an einer Vielzahl von Abschnitten der Oberfläche des Drahtes gegeben ist.
Fülldraht für das Lichtbogenschweißen nach Anspruch 1, wobei Schmieröl in einer Menge von 0,04 bis 0,50 g/m² auf der Oberfläche des Drahtes aufgebracht ist.
Fülldraht für das Lichtbogenschweißen nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Menge der an der Oberfläche des Drahtes angebrachten Materialien auf 0,80 g/m² begrenzt ist, und die Gesamtmenge von Fe-Pulver und einer Fe-Verbindung in den an der Oberfläche des Drahtes angebrachten Materialien auf 0,15 g/m² oder weniger (auf Fe umgerechneter Wert) begrenzt ist.
Fülldraht für das Lichtbogenschweißen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Ca-Verbindung in einer Menge von 0,003 bis 0,16 g/m² (auf Ca umgerechneter Wert) an der Oberfläche des Drahtes angebracht ist.
Volldraht für das Lichtbogenschweißen, wobei Molybdänsulfid in einer Menge von 0,001 bis 0,5 g/m² an der Oberfläche des Drahtes befestigt ist und kein Kupferüberzug auf die Oberfläche des Drahtes aufgebracht ist, und Schmieröl in einer Menge von 0,01 bis 0,50 g/m² auf der Oberfläche des Drahtes aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine spezifische Oberfläche, die durch (Sa/Sm) – 1 definiert ist, worin Sm die scheinbare Oberfläche ist, die durch Multiplizieren der Länge in Längsrichtung mit der Länge des Umfangs auf der Oberfläche des Drahtes erhalten wird, und Sa die wirkliche Oberfläche ist, die durch eine dreidimensionale Messung der feinen Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche des Drahtes erhalten wird, in einem Bereich von 0,0005 bis 0,05 liegt, und die spezifische Oberfläche durch einen Elektronenstrahl-Analysator der dreidimensionalen Rauigkeit gemessen wird auf der Grundlage der durch Teilen des Messungsfeldes von 500 μm × 600 μm in 200 × 256 Teile erhaltenen Maschen, und die spezifische Oberfläche durch einen Mittelwert der gemessenen Werte an einer Vielzahl von Abschnitten der Oberfläche des Drahtes gegeben ist.
Volldraht für das Lichtbogenschweißen nach Anspruch 5, wobei eine Art oder zwei Arten oder mehrere von Verbindungen, die Li, Na, K, Rb oder Cs enthalten, an der Oberfläche des Drahtes in einer Menge von 0,0005 bis 0,010 mol/m² (der Gesamtwert aus jedem auf das Element umgerechneten Wert) angebracht sind.
Volldraht für das Lichtbogenschweißen nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei die Menge der an der Oberfläche des Drahtes befestigten Materialien auf 2,0 g/m² oder weniger begrenzt ist.
Volldraht für das Lichtbogenschweißen nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Konzentration des Sauerstoffs in einer Oberflächenschicht des Drahtes in einem Bereich von 100 bis 1000 ppm ist, und die durchschnittliche Konzentration von Sauerstoff in dem gesamten Draht im Bereich von 70 ppm oder weniger ist.