DE69816756T2

DE69816756T2 - Schweissdraht

Info

Publication number: DE69816756T2
Application number: DE69816756T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Fujisawa-shi Shimizu; Mika Kobe-shi Nishida; Kaoru Kobe-shi Masuda; Kazuhiko Fujisawa-shi Ito; Kuniaki Fujisawa-shi Miyazaki; Norio Fujisawa-shi Masaie
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1997-11-11
Filing date: 1998-11-09
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2018-11-10
Also published as: US20020037420A1; CN1178762C; US6337144B1; AU710977B2; EP0916444B1; KR100330793B1; TW418148B; EP0916444A1; KR19990045200A; DE69816756D1; CN1217249A; EP0916444B2; US6841246B2; AU9143898A; DE69816756T3

Description

Diese Erfindung betrifft einen Draht zum Schweissen bzw. einen Schweissdraht, welcher für die Verwendung beim automatischen oder halbautomatischen Schweissen von Kohlenstoffstählen oder Edelstählen angepaßt ist, und insbesondere einen Schweissdraht, der in der Lage ist, die Zuführbarkeiten des Drahts zu verbessern. Die Erfindung ist sowohl für galvanisch beschichtete Drähte als auch für unbeschichtete oder Hohldrähte anwendbar.
Wenn Schweissdrähte für automatisches oder halbautomatisches Schweissen verwendet werden, ist es notwendig, einen Draht von einer Spule oder einem Drahtaufnahmestapel stabil einer Lichtbogenschweissposition zuzuführen. Dieser Schweissdraht wird über die Innenseite einer Federauskleidung, wie ein Leitungskabel, zu dem Lichtbogenschweissteil transportiert. Wenn die Leichtigkeit in der Passage eines Schweissdrahts durch eine Federauskleidung als Zuführbarkeiten des Drahts definiert wird, ist ein Schweissdraht, der gute Zuführbarkeiten zeigt, in der Lage, durch ein langes Leitungskabel durch Anwendung einer geringen Zuführungskraft darauf durchzulaufen. An Schweisspunkten, an denen lange Zuführkabel häufig verwendet werden, wie in Schiffsbauwerften, ist es wesentlich, dass die Zuführbarkeiten eines Schweissdrahts gut sind.
An Schweisspunkten, wo das Zuführsystem der Schweissdrähte unter schweren Bedingungen ist, verursacht Schweissen über eine lange Zeit, dass sich eine Haut oder Staubfilm auf Zuführwalzen und auf der Innenseite einer Federauskleidung abscheidet, wodurch das Versagen der Zuführung des Drahts induziert wird. Um die Zuführbarkeiten eines Schweissdrahts zu verbessern, besteht die übliche Praxis darin, verschiedene Arten von Schmiermitteln mit guten Gleiteigenschaften auf die Oberflächen des Drahts aufzubringen. Zur Verbesserung der Gleiteigenschaften ist ein Draht zum Schweissen vorgeschlagen worden, wobei die Zuführbarkeiten eines Drahts verbessert werden zum Beispiel durch Aufbringen auf die Oberflächen eines Schweissdrahts von Schmierölen wie pflanzliche Öle (z. B. Palmöl) und tierische Öle (z. B. Schweinefettöl) und von Teilchen schmierender Substanzen wie Graphit und Molybdändisulfid (Japanische Patentanmeldungsoftenlegungsschrift Nr. Hei 6-285678). Wenn diese Schmieröle und schmierenden Teilchen auf eine Drahtoberfläche in ausreichenden Mengen aufgebracht werden, kann der Reibungskoeffizient zwischen der Drahtoberfläche und den Innenwandteilen einer Federauskleidung vermindert werden, und somit zeigen sie gute Schmierfähigkeit, wodurch die Zuführbarkeiten des Drahts verbessert werden.
Darüber hinaus sind andere Verfahren bekannt einschließlich eines Verfahrens (Japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. Hei 1-166898), bei dem ein Natrium- oder Kaliumsalz einer höheren Fettsäure mit einer großen Zahl an Kohlenstoffatomen und einer linearen oder verzweigten Struktur, z. B. Stearinsäure, Ölsäure, Linolsäure oder Linolensäure, auf den Oberflächen eines Drahts abgeschieden wird, gefolgt von Fertigziehen des Drahts und weiterer Aufbringung eines Schmieröls auf den entstehenden Draht, um die Zuführbarkeiten des Drahts zu verbessern. Ein anderes Verfahren (Japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. Hei 2-284792) schließt das Abscheiden auf den Drahtoberflächen eines Ölgleitmittels enthaltend Natrium- oder Kaliumsalze von Carbonsäuren ein, wodurch die Zuführbarkeiten des Drahts verbessert werden. In beiden Verfahren werden die Zuführbarkeiten des Drahts durch Abscheidung auf den Drahtoberflächen angemessener Mengen von Alkalimetallsalzen höherer Fettsäuren und von Schmierölen verbessert.
GB-A-2 106 547 offenbart ein Verfahren zum Aufbringen einer Gleitbeschichtung auf einem Schweissdraht aus kohlenstoffarmem Stahl, wobei das Verfahren die Schritte des In-Kontakt-bringens des Drahts mit einer wässrigen Beschichtungslösung enthaltend z. B. Orthophosphorsäure, des Entfernens des Überschusses der Beschichtungslösung, des In-Kontakt-bringens des Drahts mit einer anderen wässrigen Lösung enthaltend ein Alkalimetallsalz einer C₁₂-C₂₀ Fettsäure, des Entfernens und Erhitzens des Drahts umfasst.
Diese bekannten Techniken haben jedoch die folgenden Nachteile. Zunächst wird in dem Fall des Schweissdrahts (Japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. Hei 6-285678), bei dem die Zuführbarkeiten des Drahts durch Aufbringen von Schmierölen und schmierenden Substanzen hergestellt aus Molybdändisulfid und Graphit auf die Drahtoberfläche verbessert werden, wenn der Draht Schweissarbeiten über eine lange Zeit ausgesetzt ist, die schmierende Substanz auf den Innenwänden einer Federauskleidung abgeschieden, wodurch bewirkt wird, dass die Auskleidung verstopft wird. Dadurch wird die glatte Zuführung des Drahts unpraktischerweise behindert. Dies geschieht, weil die schmierende Substanz nicht an die Drahtoberfläche gebunden ist, so dass die schmierende Substanz sich leicht von der Drahtoberfläche trennt.
Auf der anderen Seite werden in dem Verfahren (Japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. Hei 1-166898), bei dem ein Natrium- oder Kaliumsalz einer höheren Fettsäure auf einer Drahtoberfläche abgeschieden wird, gefolgt von Drahtziehen und Aufbringen von Schmierölen, und auch in dem Verfahren (Japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. Hei 2-284792), bei dem ein Ölgleitmittel enthaltend Natrium- oder Kaliumsalze von Carbonsäuren auf der Oberfläche eines Drahts abgeschieden wird, wenn Schweissen über eine lange Zeit fortgesetzt wird, wie in dem ersten Fall, das Alkalimetallsalz einer höheren Fettsäure und das Schmieröl sich von der Drahtoberfläche trennen und auf der Innenseite einer Federauskleidung abscheiden, wodurch bewirkt wird, dass die Federauskleidung verstopft wird. Schließlich verringern sich die Zuführbarkeiten des Drahts. Vermutlich ist dies auf die Tatsache zurückzuführen, dass, weil die Kettenlänge der Kohlenwasserstoffeinheit des Carboxylats zu lang ist, die Bindungsstärke zwischen der Drahtoberfläche und dem Schmieröl schwach ist. Dies erlaubt leichte Trennung der schmierfähigen Substanz von der Drahtoberfläche, wodurch bewirkt wird, dass eine Abscheidung auf der Federauskleidung gebildet wird. Darüber hinaus dienen die Metallsalze höherer Fettsäuren einschließlich Natriumstearat als ein gutes Gleitmittel, das für Drahtziehen verwendet wird, und solche Metallsalze höherer Fettsäuren mit einem hohen Molekulargewicht bilden leicht starken dicken Film auf der Oberfläche eines Drahts. Somit besteht, obwohl die Gleiteigenschaften des Drahts verbessert werden, die Furcht, dass der Draht auf den Zufuhrwalzen rutschen kann, wodurch ein Fehler bei der Zuführung induziert wird. Insbesondere wenn ein Draht galvanisch beschichtet ist, kann der galvanisch beschichtete Film abgelöst werden.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Draht zum Schweissen bereitzustellen, welcher die Nachteile des Stands der Technik überwindet und welcher auf der Oberfläche ein Schmieröl, das chemisch damit verbunden ist, aufweist, so dass, wenn der Draht zum Schweissen über eine lange Zeit verwendet wird, die schmierende Substanz nicht vom Draht getrennt wird und keine Unannehmlichkeiten wie Verstopfen einer Federauskleidung an der Innenseite davon durch die Verwendung des Drahts bewirkt werden.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Draht zum Schweissen bereitzustellen, welcher verbesserte Drahtzuführbarkeiten aufweist, wodurch die stabile, glatte Zuführung davon sichergestellt wird.
Erfindungsgemäß wird ein Schweissdraht des Typs bereitgestellt, welcher aus einem galvanisch beschichteten oder unbeschichteten Volldraht oder einem Draht mit Flussmittelkern angepasst zum Schweissen von Kohlenstoffstählen oder Edelstählen besteht, wobei mindestens eine Kohlenwasserstoffverbindung, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus gesättigten und ungesättigten Kohlenwasserstoffverbindungen, die 5 bis 12 Kohlenstoffatome und eine lineare oder verzweigtkettige Struktur aufweisen, und Kohlenwasserstoffverbindungen mit einer cyclischen Struktur, auf einer Drahtoberfläche vorliegen oder abgeschieden sind, wobei mindestens ein Schmieröl, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus tierischen und pflanzlichen Ölen, Mineralölen und synthetischen Ölen, auf der Drahtoberfläche vorliegt, und wobei schmierende Teilchen auf der Drahtoberfläche vorliegen, wobei die schmierenden Teilchen hergestellt sind aus mindestens einem Mitglied, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Molybdändisulfid, Wolframdisulfid, Graphitkohlenstoft und Polytetrafluorethylen.
Die oben erwähnten gesättigten oder ungesätttigten Kohlenwasserstoffverbindungen mit einer linearen oder verzweigtkettigen Struktur werden "Kettenverbindung" genannt.
Beispiele der Kettenverbindung schließen Carbonsäuren oder Metallcarboxylate ein. Die Carbonsäure ist eine, die aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Pentansäure, Capronsäure, Caprylsäure, Octylsäure, Secansäure (secanoic acid), Caprylsäure, Decansäure, Laurinsäure, Lindersäure, und Metallcarboxylate schließen solche Salze von den oben erwähnten Carbonsäuren und Metallen, ausgewählt aus Li, Na, Mg, Al, K, Ca, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Zr, Sn, Cs, Pb und Ce, ein.
Die Kohlenwasserstoffverbindungen mit einer cyclischen Struktur schließen bevorzugt Carbonsäuren und Metallcarboxylate ein. Bevorzugte Beispiele der Kohlenwasserstoffverbindung mit einer cyclischen Struktur schließen Naphtensäure und Metallnaphthenate mit einer Ringstruktur wie einem fünfgliedrigen Ring oder einem sechsgliedrigen Ring ein.
Die Metallnaphthenate schließen ein oder mehere Naphthenate von Metallen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Li, Na, Mg, Al, K, Ca, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Zr, Sn, Cs, Pb und Ce, ein.
Darüber hinaus können die Kohlenwasserstoffverbindungen Mischungen von Naphthensäure und Metallnaphthenaten, enthaltend Metalle, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Li, Na, Mg, Al, K, Ca, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Zr, Sn, Cs, Pb und Ce, sein.
Ferner ist es, wenn mindestens ein Schmieröl, ausgewählt aus tierischen und pflanzlichen Ölen, Mineralölen und synthetischen Ölen, auf der Oberfläche eines Drahts vorliegt und mindestens ein Typ eines schmierenden Teilchens mit Gleiteigenschaften und ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Molybdändisulfid, Wolframdisulfid, Graphitkohlenstoff und Polytetrafluorethylen, auf der Drahtoberfläche vorliegt, bevorzugt, dass die Gesamtmenge der Kohlenwasserstoffverbindung mit einer solchen wie oben erwähnten Kettenstruktur oder cyclischen Struktur und des Schmieröls oder die Gesamtmenge der Kettenverbindung oder der Kohlenwasserstoffverbindung mit einer solchen wie oben erwähnten cyclischen Struktur und der schmierenden Teilchen auf der Drahtoberfläche in dem Bereich von 0,1 bis 5 g pro 10 kg des Drahtes beträgt.
1(a) beziehungsweise 1(b) sind schematische Darstellungen, die zeigen, wie ein aus einer Kettenverbindung mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen hergestelltes und auf einer Drahtoberfläche orientiertes Schmieröl und schmierende Teilchen auf einer Drahtoberfläche fixiert werden, wobei 1(a) den Fall der Verwendung eines unbeschichteten Drahts zum Schweissen zeigt und 1(b) den Fall der Verwendung eines galvanisch beschichteten Drahts zum Schweissen zeigt;
2(a) beziehungsweise 2(b) sind schematische Darstellungen, die zeigen, wie ein aus einer cyclischen Fettsäure oder einem cyclischen Fettsäuresalz hergestelltes und auf einer Drahtoberfläche orientiertes Schmieröl und schmierende Teilchen auf einer Drahtoberfläche fixiert werden, wobei 2(a) den Fall der Verwendung eines unbeschichteten Drahts zum Schweissen zeigt und 2(b) den Fall der Verwendung eines galvanisch beschichteten Drahts zum Schweissen zeigt;
3(a) beziehungsweise 3(b) sind schematische Darstellungen, die den Zustand zeigen, wenn eine Ketten- oder cyclische Kohlenwasserstoffverbindung alleine auf oder an Drahtoberflächen vorliegt, wobei 3(a) den Fall der Verwendung einer Kettenkohlenwasserstoffverbindung zeigt und 3(b) den Fall der Verwendung einer cyclischen Kohlenwasserstoffverbindung zeigt; und
4 ist eine schematische Darstellung, die einen in den Beispielen der Erfindung verwendeten Schweissapparat zeigt.
Um den Koeffizienten der dynamischen Reibung zwischen der Drahtoberfläche und der Drahtzuführungsinnenoberfläche in einem Leitungskabel bzw. Führungskabel, wie eine Federauskleidung bzw. Federführungsbuchse oder ein Teflonrohr, zu vermindern, ist es notwendig, dass ein Schmieröl (z. B. ein tierisches oder pflanzliches Öl, ein Mineralöl, ein synthetisches Öl oder eine Mischung davon) mit einem Schmelzpunkt (Erweichungspunkt) und einer Viskosität, die für Anwendungsbedingungen eines Drahts angepasst sind, und schmierende Teilchen (hergestellt aus Molybdändisulfid, Wolframdisulfid, Graphitkohlenstoff, Polytetrafluorethylen oder dergleichen) mit guten Gleiteigenschaften auf der Drahtoberfläche vorliegen (Schmieröle und schmierende Teilchen werden nachfolgend im allgemeinen als Schmiermaterial bezeichnet). Falls diese Schmiermaterialien gleichförmig an die Drahtoberfläche gebunden oder auf ihr abgeschieden werden in einer angemessenen Menge pro scheinbarer Flächeneinheit der Drahtoberfläche oder pro Gewichtseinheit des Drahts, werden die Zuführbarkeiten des Drahts sofort nach Beginn des Schweissens verbessert. Falls jedoch ein Schmiermaterial lediglich physikalisch aufgebracht wird, d. h. falls ein Schmiermaterial mit den Drahtoberflächen nur durch Wirkung der Benetzbarkeit eines Schmieröls gebunden wird, trennt sich das Schmiermaterial leicht von den Drahtoberflächen nach Schweissen über eine lange Zeit. Dies zieht leicht Verstopfen in dem Leitungskabel nach sich. Dies bedeutet, dass die Zuführbarkeiten umgekehrt durch das Schmiermaterial behindert werden, welches hinzugegeben oder auf die Drahtoberfläche aufgebracht worden ist, um die Drahtzuführbarkeiten zu verbessern. Um zu verhindern, dass das Schmiermaterial sich von der Drahtoberfläche trennt und in dem Leitungskabel abscheidet, ist es ausreichend, die Drahtoberflächen und ein Schmieröl chemisch miteinander zu vereinen.
Wir betrieben intensive Studien, um die Probleme, die in dieser Technik auftreten, zu lösen, und als ein Ergebnis fanden wir, dass, wenn eine Kettenverbindung mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen oder eine Kohlenwasserstoff verbindung mit einer cyclischen Struktur auf Drahtoberflächen und zwischen der Drahtoberfläche und einem Schmieröl und/oder schmierenden Teilchen vorliegt, die Drahtzuführbarkeiten erhöht werden können, wodurch ein Verstopfen eines Leitungskabels unterdrückt wird. Die Kettenverbindung mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen und die Kohlenwasserstoffverbindung mit einer cyclischen Struktur weisen die Wahrscheinlichkeit auf, in eine bestimmte Richtung auf der Metalloberfläche orientiert zu werden.
Die Kettenverbindungen mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen, welche aus Carbonsäuren (nachfolgend als niedere Fettsäure oder -säuren bezeichnet) und Carboxylaten (nachfolgend als niederes Fettsäuresalz oder -salze bezeichnet) bestehen, wirken, um die Drahtoberflächen und Schmieröle durch sich chemisch miteinander zu vereinen. Die Drahtzuführbarkeiten sind intensiv untersucht worden mittels Aufbringen verschiedener Arten von Substanzen auf eine Drahtoberfläche, wodurch gefunden worden ist, dass Pentansäure mit 5 Kohlenstoftatomen und Metallsalze davon und Laurinsäure mit 12 Kohlenstoftatomen und Metallsalze davon und Lindersäure mit 12 Kohlenstoftatomen und Metallsalze davon als eine Art Paste oder Bindemittel zum Fixieren eines Schmieröls auf den Drahtoberflächen dienen. Da diese niederen Fettsäuren und niederen Fettsäuresalze in der Lage sind, Schmieröle auf Drahtoberflächen zu fixieren, werden schmierende Teilchen (z. B. Molybdändisulfid, Wolframdisulfid, Graphitkohlenstoft und Polytetrafluorethylen), welche mit einem Schmieröl benetzt werden und auf einer Drahtoberfläche vorliegen und welche Gleiteigenschaften aufweisen, ebenfalls an der Drahtoberfläche fixiert.
Der Mechanismus der chemischen Kombination durch eine niedere Fettsäure oder ein Salz davon wird wie folgt betrachtet. Die Fettsäuren oder Salze davon lassen sich charakteristischerweise in eine bestimmte Richtung auf einer Metalloberfläche orientieren. Im allgemeinen dreht sich, wenn eine Carboxylgruppe mit Polarität mit einem Metall an seiner Oberfläche vereint wird, eine Kohlenwasserstoffkette oder -einheit in eine Richtung senkrecht zu der Metalloberfläche. Wenn die an eine Carboxylgruppe gebundene Kohlenwasserstoffkette kurz in ihrer Größe ist, wie niedere Fettsäuren oder Salze davon, wird die Neigung zur Orientierung entlang einer Richtung senkrecht zu der Metalloberfläche ausgeprägt, so dass die Metalloberfläche gleichförmig mit kleinen Molekülen einer niederen Fettsäure oder eines Salzes davon bedeckt wird.
Entsprechend wirkt eine Kohlenwasserstoffverbindung mit einer cyclischen Struktur, welche aus einer Carbonsäure (nachfolgend als cyclische Fettsäure bezeichnet) oder einem Metallsalz davon (nachfolgend als cyclisches Fettsäuresalz bezeichnet) besteht, um die Drahtoberfläche und ein Schmieröl durch sich chemisch zu vereinen. Weil die Kohlenwasserstoffverbindungen mit einer cyclischen Struktur mehr oder weniger Gleiteigenschaften aufweisen, wirken sie zur Verbesserung der Drahzuführbarkeiten an einem Teil, an dem ein Schmieröl in seiner Menge unzureichend ist. Als ein Ergebnis intensiver Studien verschiedener Arten von Substanzen, die auf eine Drahtoberfläche aufgebracht werden, ist gefunden worden, dass Naphthensäure und Metallsalze davon mit einer cyclischen Struktur, welche in breiter industrieller Anwendung als Trockner für Farbe und preiswert sind, Gleiteigenschaften aufweisen und als eine Art oder Bindemittel zum Fixieren eines Schmieröls auf der Drahtoberfläche wirken. Da diese cyclischen Fettsäuren oder cyclischen Fettsäuresalze es gestatten, ein Schmieröl auf einer Metalloberfläche zu fixieren, haben sie den Effekt, schmierende Teilchen (z. B. Molybdändisulfid, Wolframdisulfid, Graphitkohlenstoff und Polytetrafluorethylen), welche mit einem Schmieröl benetzt sind und auf der Drahtoberfläche vorliegen, auf der Drahtoberfläche zu fixieren.
Der chemische Vereinigungsmechanismus solcher cyclischen Fettsäuren oder Salze davon wird so verstanden, dass er in der folgenden Weise auftritt. Die cyclischen Fettsäuren oder Salze davon funktionieren so, dass sie sich in eine bestimmte Richtung auf einer Metalloberfläche orientieren. Im allgemeinen dreht sich, wenn eine Carboxylgruppe mit Polarität mit einer Metalloberfläche vereint wird, die Kohlenwasserstoffkette in eine Richtung senkrecht zu der Metalloberfläche. Darüber hinaus hat, wenn die Kohlenwasserstoffkette in der Gestalt eines Ringes ist, die Ringebene der cyclischen Struktur eine starke Neigung dazu, sich parallel zu der Metalloberfläche zu orientieren. Entsprechend zeigen Carbonsäuren (cyclische Fettsäuren) mit einer cyclischen Struktur oder Metallsalze davon (cyclische Fettsäuresalze) eine stärkere Bindungskraft zu der Metalloberfläche als in dem Fall der Verwendung linearer Carbonsäuren oder linearer Carbonsäuresalze, wobei sie lediglich an der Metalloberfläche orientiert sind. Somit wird die Metalloberfläche sehr stark, gleichförmig mit den Molekülen einer cyclischen Fettsäure oder eines Salzes davon bedeckt. Die Kohlenwasserstoffkette mit einer solchen cyclischen Struktur zeigt per se Gleiteigenschaften.
1(a) beziehungsweise 1(b) sind eine schematische Darstellung, die den Mechanismus der Fixierung, an eine Drahtoberfläche, eines Schmieröls und schmierender Teilchen durch eine Kettenverbindung mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen zeigt. 1(a) zeigt einen Fall der Verwendung eines unbeschichteten Drahts zum Schweissen, und 1(b) zeigt einen Fall der Verwendung eines galvanisch beschichteten oder metallisierten Drahts zum Schweissen. Wie in 1(a) gezeigt, sind die Moleküle einer Kettenverbindung 2a alle nach außen in eine Richtung senkrecht zu der Oberfläche eines unbeschichteten Schweissdrahts orientiert, und jede Kohlenwasserstoffkette 3a ist ebenfalls nach außen von dem Ende der Kettenverbindung 2a in eine Richtung senkrecht zu der Metalloberfläche orientiert. Die Kohlenwasserstoffketten 3a werden gleichförmig mit Molekülen eines Schmieröls 4a darauf bedeckt. Auf diesem Weg werden die Kohlenwasserstoffketten 3a und das Schmieröl 4a chemisch vereint, und schmierende Teilchen 5a, wie Molybdändisulfid, werden zwischen den Kohlenwasserstoffketten 3a und dem Schmieröl 4a aufgenommen und somit stabilisiert.
1(b), in welcher ein verwendeter Draht metallisiert oder galvanisch beschichtet ist, unterscheidet sich von 1(a) darin, dass Moleküle einer Kettenverbindung 2b von der Oberfläche einer Metallhaut 15 orientiert sind. Insbesondere werden Kohlenwasserstoffketten 3b der Kettenverbindung 2b, welche in eine Richtung senkrecht zu der galvanisch beschichteten Drahtoberfläche orientiert sind, und Moleküle eines Schmieröls 4b chemisch vereint, zwischen welchen schmierende Teilchen 5b aufgenommen und stabilisiert werden.
2(a) beziehungsweise 2(b) sind eine schematische Darstellung, die den Mechanismus des Fixierens, an eine Drahtoberfläche, eines Schmieröls und schmierender Teilchen durch eine cyclische Kohlenwasserstoffverbindung zeigen. 2(a) zeigt einen Fall unter Verwendung eines unbeschichteten Schweissdrahts, und 2(b) zeigt einen Fall unter Venrwendung eines galvanisch beschichteten Schweissdrahts. Wie in 2(a) gezeigt, werden die cyclischen Kohlenwasserstoffeinheiten 3c einer cyclischen Kohlenwasserstoffverbindung an einer Oberfläche 1c eines unbeschichteten Schweissdrahts in einer solchen Weise orientiert, dass ein Teil der cyclischen Struktur parallel zu der Drahtoberfläche vorliegt. Eine Carboxylgruppe, welche eine Art einer linearen Kohlenwasserstoffkette ist und die sich von jeder cyclischen Kohlenwasserstoffeinheit 3c erstreckt, wird auswärts in eine Richtung senkrecht zu der Drahtoberfläche 1c orientiert. Moleküle eines Schmieröls 4c bedecken wie gezeigt gleichförmig die Moleküle des cyclischen Kohenwasserstoffs 3c. Die cyclische Kohlenwasserstoffeinheit 3c und das Schmieröl 4c werden chemisch vereint, und schmierende Teilchen 5c, wie Molybdändisulfid, werden zwischen dem cyclischen Kohlenwasserstoff 3c und dem Schmieröl 4c aufgenommen und stabilisiert.
Entsprechend wird, wenn ein galvanisch beschichteter Draht verwendet wird, der cyclische Kohlenwasserstoff 3d an einer Oberfläche einer Metallhaut in einer solchen Weise orientiert, dass ein Teil der cyclischen Struktur parallel zu der Drahtoberfläche ist, wie insbesondere in 2(b) gezeigt. Wie im oben erwähnten Fall werden der cyclische Kohlenwasserstoff 3d und das Schmieröl 4d chemisch vereint, zwischen welchen schmierende Teilchen 5d aufgenommen und stabilisiert werden.
3(a) beziehungsweise 3(b) sind schematische Darstellungen, die zeigen, wie eine Kettenkohlenwasserstoffverbindung mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen und eine cyclische Kohlenwasserstoffverbindung auf einer Drahtoberfläche vorliegen, wenn sie alleine verwendet werden. Es wird bemerkt werden, dass 3(a) einen Fall unter Verwendung einer Kettenkohlenwasserstoffverbindung zeigt und 3(b) einen Fall unter Verwendung einer cyclischen Kohlenwasserstoffverbindung zeigt. Falls eine Ketten- oder cyclische Kohlenwasserstoffverbindung alleine auf der Drahtoberfläche vorliegt, wie in 3(a) und 3(b) gezeigt, kann ein geringer Grad an Schlupf erwartet werden. Vermutlich ist dies darauf zurückzuführen, dass eine lineare Kohlenwasserstoffkette eines Kettenkohlenwasserstoffs 3e oder eines cyclischen Kohlenwasserstoffs 3f Gleiteigenschaften zeigt.
Wie oben dargelegt, sind Kohlenwasserstoffketten von niederen Fettsäuren oder niederen Fettsäuresalzen oder cyclische Kohlenwasserstoffe und lineare Kohlenwasserstoffketteneinheiten solcher cyclischen Kohlenwasserstoffe in ihrer Natur oleophil und weisen somit eine gute Affinität für Schmieröle auf. In der Praxis wird ein gleichförmiger, dünner Film einer niederen Fettsäure oder ihrers Salzes oder einer cyclischen Fettsäure oder ihres Salzes eingangs auf einer Drahtoberfläche gebildet, die ein Schmieröl bedeckt. Darüber hinaus werden schmierende Teilchen, wie Molybdändisulfid, in den Film des Schmieröls aufgenommen und stabilisiert. Auf diese Weise werden das aus einem Schmieröl und/oder schmierenden Teilchen gebildete Schmiermaterial chemisch mit der Drahtoberfläche durch die Moleküle einer niederen Fettsäure oder ihres Salzes oder einer cyclischen Fettsäure oder ihres Salzes vereint. Entsprechend kann der kinetische Koeffizient der Reibung zwischen der Drahtoberfläche und den Innenwänden einer Federauskleidung vermindert werden, wodurch verhindert wird, dass das Schmiermaterial von der Drahtoberfläche getrennt wird.
Die Gründe werden beschrieben, weshalb die Zahl der Kohlenstoftatome in Kettenverbindungen, die auf den Oberflächen eines Schweissdrahts erfindungsgemäß aufzubringen sind, wie oben definiert bestimmt ist.
Kohlenstoftatome von Kettenverbindungen: 5 bis 12
Zu Kettenverbindungen mit 13 oder mehr Kohlenstoffatomen (höhere Fettsäuren und ihre Salze) wurden intensive Studien durch Verwendung von zum Beispiel Stearinsäure oder Metallsalzen davon gemacht, aber es konnte kein signifikanter Effekt erreicht werden. Dies wird auf den Grund zurückgeführt, dass die Kohlenstoffkette länger als notwendig ist, so dass es unwahrscheinlich ist, daß sich Kettenverbindungen mit 13 oder mehr Kohlenstoffatomen auf einer Drahtoberfläche orientieren. Wenn Metallsalze von Stearinsäure auf eine Drahtoberfläche aufgebracht wurden, rutschte der Draht auf Zufuhrwalzen dafür. Als Grund dafür wird das folgende angenommen: Wie aus der Tatsache, dass Metallsalze von Fettsäuren mit einem solch großen Molekulargewicht wie Metallstearate als Gleitmittel für das Drahtziehen verwendet worden sind, offensichtlich werden wird, neigt das Aufbringen eines Metallsalzes einer Fettsäure mit einem großen Molekulargewicht auf eine Drahtoberfläche dazu, einen starken, dicken Film auf der Drahtoberfläche zu bilden. Es ist sehr wahrscheinlich, dass der Film solcher Metallsalze höherer Fettsäuren den Schlupf eines Drahts auf den Zufuhrwalzen während des automatischen Schweissens oder halbautomatischen Schweissens induziert. Auf der anderen Seite wurden im Hinblick auf Kettenverbindungen mit 4 oder weniger Kohlenstoftatomen zum Beispiel Butanoate und Acetate getestet. Als ein Ergebnis wurde gefunden, dass mit abnehmender Zahl der Kohlenstoffatome die Funktion der Kohlenstoffkette als eine oleophile Gruppe geschwächt wird, und es kann nicht erwartet werden, dass diese Salze wirksam als eine Art Paste oder Bindemittel zum Fixieren eines Schmieröls dienen. In dieser Hinsicht sind Kettenverbindungen, die in der vorliegenden Erfindung nützlich sind, als solche mit von 5 bis 12 Kohlenstoffatomen definiert. Somit kann ein idealer Film erhalten werden, welcher Schmierfähigkeit zeigt, wenn er Reibung bei einem relativ niedrigen Druck, wie er auf der Innenseite einer Federauskleidung ausgeübt wird, ausgesetzt wird, und eine solche Eigenschaft aufweist, dass der Schmierfilm bricht, wenn er Reibung bei hohem Druck, der durch Zufuhrwalzen ausgeübt wird, erleidet.
Wie hier voranstehend festgestellt, sind niedere Fettsäuren oder Salze davon sehr wirksam als eine Art Paste zum Fixieren eines Schmiermaterials auf einer Drahtoberfläche. Die Drahtzuführbarkeiten werden verbessert, ohne zu bewirken, dass eine Federauskleidung während des Schweissens über eine lange Zeit verstopft wird, wodurch ermöglicht wird, dass man schweisst, während stabile Zufuhr des Drahts und ein geringer Zufuhrwiderstand gestattet werden.
Als nächstes werden Kohlenwasserstoffverbindungen mit einer cyclischen Struktur, die auf die Oberfläche eines Schweissdrahts erfindungsgemäß aufgebracht werden, beschrieben.
Die Kohlenwasserstoffverbindungen mit einer cyclischen Struktur, welche die Orientierungsfunktion aufweist, schließen nicht nur jene mit Kohlenstoff-Kohlenstoff-Einfachbindungen ein, sondern auch jene mit einer Benzolringstruktur und ungesättigten Bindungen wie einer Doppelbindung. Beispiele der Kohlenwasserstoffverbindungen mit einer Benzolringstruktur oder ungesättigten Bindungen wie einer Doppelbindung schließen Phthalsäurederivate wie Diethylphthalat der Formel C₆H₄(C₂H₅OOC)₂, Dibutylphthalat der Formel C₆H₄(C₄H₉OOC)₂ und Dioctylphthalat der Formel C₆H₄(C₈H₁₇OOC)₂ ein. Die cyclische Struktur kann neben Kohlenstoffatomen durch Atome einschließlich Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel oder Phosphor aufgebaut sein, und diese Atome weisen entsprechend die Orientierungsfunktion auf. Die Kohlenwasserstoffverbindungen, deren cyclische Struktur solche wie oben erwähnten Atome aufweist, schließen zum Beispiel Furan, verwandte Verbindungen und Derivate davon ein. Darüber hinaus werden die Verbindungen, falls die Kohlenwasserstoffverbindungen eine cyclische Struktur aufweisen, derart orientiert, dass die Ringebene parallel zu der Drahtoberfläche ist. Wenn der Ring aus 3 oder mehr Kohlenstoffatomen aufgebaut ist, können die Wirkungen der Erfindung erwartet werden.
Naphthensäure ist eine Mischung von Verbindungen, die aus dem Naphthendestillat des Erdöls erhalten werden. Obwohl jene Verbindungen mit einer linearen Kohlenstoffkette häufig eingesetzt werden, können signifikante Effekte bei der Anwendung der Erfindung erwartet werden, wenn Naphthensäure oder ihr Salz mit einer Ringstruktur wie einem fünfgliedrigen Ring oder einem sechsgliedrigen Ring verwendet wird. Falls lineare Naphthensäure oder ihr Salz, was unvermeindlich eingefügt ist, zusammen mit cyclischer Naphthensäure oder ihrem Salz verwendet wurde, wurde die Wirkung der cyclischen Naphthensäure oder ihres Salzes als eine Paste nicht nachteilig beeinflusst.
Wie hier voranstehend festgestellt worden ist, wurden lineare oder verzweigte höhere Fettsäuren mit einer großen Zahl an Kohlenstoffatomen oder Salzen davon, z. B. Stearinsäure oder ihr Metallsalz, intensiv getestet, aber signifikante Effekte konnten nicht erhalten werden. Dies ist wahrscheinlich der Fall, weil solche höheren Fettsäuren oder Salze davon eine größere Zahl von Kohlenstoffatomen als erforderlich aufweisen, und somit ist es unwahrscheinlich, dass sie sich auf der Drahtoberfläche orientieren. Auf der anderen Seite sind, obwohl cyclische Fettsäuren oder Salze davon eine große Zahl von Kohlenstoffatomen aufweisen, diese cyclisch in ihrer Struktur, wodurch die Kohlenstoffkette offensichtlich kurz in ihrer Länge ist und es ihr gestattet ist, sich leicht auf der Drahtoberfläche zu orientieren.
Die Anwendung eines Metallsalzes von Stearinsäure auf einer Drahtoberfläche brachte Schlupf des Drahts an den Zufuhrwalzen dafür mit sich. Als Grund dafür wird folgendes angenommen: Wie aus der Tatsache, dass Metallsalze von Fettsäuren mit einem solch großen Molekulargewicht wie Metallstearate als ein Gleitmittel für das Drahtziehen eingesetzt worden sind, offensichtlich werden wird, neigt die Aufbringung eines Metallsalzes einer Fettsäure mit einem großen Molekulargewicht auf eine Drahtoberfläche dazu, einen starken, dicken Film auf der Drahtoberfläche zu bilden. Der Film solcher Metallsalze höherer Fettsäuren induziert sehr wahrscheinlich den Schlupf eines Drahts an den Zufuhrwalzen während des automatischen Schweissens oder halbautomatischen Schweissens.
Cyclische Fettsäuren oder Salze davon haben Gleiteigenschaften und können die Zuführbarkeiten eines Drahts verbessern. Ferner sind sie sehr wirksam für die Verwendung als eine Paste zum Fixieren eines Schmiermaterials auf einer Drahtoberfläche, wodurch die Drahtzuführbarkeiten verbessert werden. Somit wird ermöglicht, dass man Schweissen während stabiler Zufuhr eines Schweissdrahts bei einem niedrigen Zufuhrwiderstand ausführen kann, ohne zu bewirken, dass eine Federauskleidung innen verstopft wird während des Schweissens über eine lange Zeit.
Da niedere Fettsäuren oder Salze davon oder cyclische Fettsäuren oder Salze davon als eine Art Paste oder Bindemittel verwendet werden, ist es von dem Idealstandpunkt aus bevorzugt, dass die Oberflächen eines nach dem Drahtziehen erhaltenen Drahts gewaschen werden und mit einer niederen Fettsäure oder ihrem Salz oder einer cyclischen Fettsäure oder ihrem Salz behandelt werden, gefolgt von weiterer Anwendung eines Schmieröls und/oder von schmierenden Teilchen für die Verbesserung der Zuführbarkeiten. Nichtsdestotrotz kann eine niedere Fettsäure oder ihr Salz oder eine cyclische Fettsäure oder ihr Salz als ein Gleitmittel für das Drahtziehen in einem letzten Schritt des Drahtziehens verwendet werden, und der entstehende Draht kann der weiteren Anwendung wie oben erwähnt unterworfen werden. Nur für die Vereinfachung eines Oberflächenbehandlungsverfahrens können eine niedere Fettsäure oder ihr Salz oder eine cyclische Fettsäure oder ihr Salz, ein Schmieröl und schmierende Teilchen miteinander gemischt und auf einmal aufgebracht werden. Teilchen wie Molybdändisulfid dienen üblicherweise als ein gutes Extremdruckschmiermittel. Entsprechend wird Drahtziehen unter Verwendung von Molybdändisulfid oder dergleichen ausgeführt, gefolgt von weiterer Anwendung einer Mischung einer niederen Fettsäure oder ihres Salzes oder einer cyclischen Fettsäure oder ihres Salzes und eines Schmiermaterials.
Die Art und Weise der Aufbringung kann durch Kontaktbeschichten einer Drahtoberfläche unter Verwendung von zum Beispiel einer Schwabbelscheibe oder durch Eintauchen eines Drahts in eine Lösung notwendiger Komponenten und Glanzschleifen zur Herstellung einer gleichförmigen Beschichtung ausgeführt werden. Alternativ kann die Aufbringung elektrostatisch in einer kontaktlosen Weise bewirkt werden. Falls es möglich ist, eine niedere Fettsäure oder ihr Salz oder eine cyclische Fettsäure oder ihr Salz, ein Schmieröl und schmierende Teilchen gleichförmig zu lösen oder zu dispergieren, kann die entstehende Lösung oder Dispersion auf einen Draht auf einmal aufgebracht werden. Falls eine gleichförmige Lösung oder Dispersion nicht erhalten werden kann, können diese Komponenten getrennt aufgebracht werden. Um die Stabilität und die Aufbringungsarbeitsschritte einer Lösung oder Dispersion hergestellt aus einer niederen Fettsäure oder ihrem Salz oder einer cyclischen Fettsäure oder ihrem Salz, einem Schmieröl und schmierenden Teilchen zu verbessern, können oberflächenaktive Mittel wie Glykole, Ester und dergleichen zu der Beschichtungslösung oder -dispersion hinzugegeben werden.
Es wird bemerkt werden, dass gute Drahtzuführbarkeiten sichergestellt werden, wenn eine niedere Fettsäure oder ihr Salz oder eine cyclische Fettsäure oder ihr Salz auf der Drahtoberfläche in einer Menge von 0,001 bis 2 g pro 10 kg des Drahts vorliegen und wenn die Gesamtmenge der Abscheidungen einer niederen Fettsäure oder ihres Salzes oder einer cyclischen Fettsäure oder ihres Salzes und eines Schmieröls und/oder von schmierenden Teilchen in dem Bereich von 0,1 g bis 5 pro 10 kg des Drahts ist. In diesen Bereichen ist die Materialmenge, die wie in einer Leitungsröhre verstopft, auf einem Niveau, das keine Probleme verursacht, wenn das Schweissen über eine lange Zeit fortgesetzt wird.
[Beispiele]
Schweissdrähte der Erfindung wurden hergestellt, und die Ergebnisse des Vergleichs ihrer charakteristischen Eigenschaften mit jenen von Vergleichsbeispielen werden beschrieben.
Zunächt wurden mit M1 und M2 bezeichnete Metallbänder, welche die jeweiligen in Tabelle 1 unten angegebenen Zusammensetzungen aufwiesen, mit einer Kombination von Flussmitteln für Kohlenstoffstahl bezeichnet mit F1 und F2 und mit den jeweiligen in Tabelle 2 angegebenen Zusammensetzungen gepackt, wodurch Basisdrähte bereitgestellt wurden. Diese Drähte wurden jeder einem Drahtziehen unterworfen, um Drähte mit Flussmittelkern für Kohlenstoffstähle mit Drahtdurchmessern von 1,2, 1,4 und 1,6 mm zu erhalten. Es wird bemerkt werden, dass, wie in Tabelle 2 unten gezeigt, die Flussmittel derart wirken, dass sie den Gehalt in Gew.% an Fe-Pulver erhöhen oder vermindern, und die Flussmittel wurden so in die Bänder gepackt, dass das Gewicht der Flussmittel bezogen auf das Gesamtgewicht des Drahts (d. h. die Flussmittelrate) auf 12 und 14 Gew.% gesetzt wurde.
Tabelle 1
Tabelle 2
Die Basisdrähte, die jeweils mit B1 und B2 bezeichnet werden und die in Tabelle 3 unten angegebenen Zusammensetzungen aufweisen, wurden dem Drahtziehen unterworfen, um Volldrähte für Kohlenstoffstahl mit Drahtdurchmessern von 0,8 beziehungsweise 1,6 mm zu erhalten.
Tabelle 3
Flussmittel für Edelstahl mit Zusammensetzungen, die in Tabelle 5 angegeben sind und mit F3 und F4 bezeichnet werden, wurden vereint und auf Bänder M3 und M4 gepackt, welche jeweils die in Tabelle 4 unten angegebenen Zusammensetzungen aufwiesen, wodurch Basisdrähte bereitgestellt wurden. Die Drähte wurden jeder einem Drahtziehen unterworfen, um Drähte mit Flussmittelkern für Edelstahl mit Drahtdurchmessern von 1,2 bis 1,6 mm zu erhalten. Die Flussmittel wurden in die jeweiligen Bänder derart gepackt, dass das Gewicht der Flussmittel bezogen auf das Gesamtgewicht des Drahts (d. h. die Flussrate) auf 15 bis 25 Gew.% gesetzt wurde.
Tabelle 4
Tabelle 5
Darüber hinaus wurde jeder der Basisdrähte B3 bis B5, die die in Tabelle 6 angegebenen Zusammensetzungen aufweisen, dem Drahtziehen unterworfen, um feste Drähte für Edelstahl mit Drahtdurchmessern von 0,8 bis 1,6 mm zu erhalten.
Tabelle 6
Als nächstes wurde eine Vielzahl von Drähten aus diesen Drähten mit Flussmittelkern für Kohlenstoffstahl, Volldrähten für Kohlenstoffstahl, Drähten mit Flussmittelkern für Edelstahl und Volldrähten für Edelstahl ausgewählt. Als niedere Fettsäuren oder Salze davon wurden Pentansäure, Octylsäure Caprylsäure, Laurinsäure, Lindersäure und Metallsalze davon, wie in Tabelle 7 gezeigt, wegen ihres geringen Preises und ihrer leichten industriellen Verfügbarkeit ausgewählt. Ein Schmieröl und schmierende Teilchen wurden mit einer ausgewählten Säure oder ihrem Salz gemischt, und die gemischte Dispersion wurde auf jede Drahtoberfläche aufgebracht. Darüber hinaus wurde Naphthensäure als eine cyclische Fettsäure wegen ihres geringen Preises und ihrer leichten industriellen Verfügbarkeit ausgewählt, und Metallsalze von Naphthensäure, die ausgewählt wurden, waren solche, die Metalle enthalten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus K, Mn, Fe, Co, Cu, Sn, Cs und Pb. Zusätzlich wurde wenigstens ein Mitglied ausgewählt aus Diethylphthalat, Dibutylphthalat, Dioctylphthalat und Furanverbindungen als eine andere eine cyclische Struktur tragende Kohlenwasserstoffverbindung als Naphthensäure bereitgestellt. Die Naphthensäure, ihr Metallsalz oder die andere Art von Kohlenwasserstoffverbindung mit einer cyclischen Struktur wurde mit einem Schmieröl und schmierenden Teilchen zur Zufuhrverbesserung gemischt. Die entstehende gemischte Dispersion wurde auf eine Drahtoberfläche aufgebracht. Wenn eine lineare Fettsäure oder ihr Salz in die cyclischen Fettsäuren in kleinen Mengen eingeschlossen wurde, wurde die Wirkung der cyclischen Fettsäuren oder ihrer Salze als Bindemittel oder Paste nicht beeinträchtigt.
Das als ein Zufuhrverbesserer verwendete Schmieröl war eines, welches aus der Gruppe ausgewählt wurde bestehend aus tierischen Ölen, pflanzlichen Ölen, Mineralölen, synthetischen Ölen und Mischungen davon. Die verwendeten schmierenden Teilchen wurden aus einer schmierenden Substanz hergestellt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Molybdändisulfid, Wolframdisulfid, Graphitkohlenstoff, Polytetrafluorethylen und Mischungen davon. Zum Vergleich wurden höhere Fettsäuresalze, wie Kaliumstearat und Natriumstearat, und Kaliumacetat verwendet und auf eine Drahtoberfläche aufgebracht.
Tabelle 7-1
Tabelle 7-2
Tabelle 7-3
Es wird bemerkt werden, dass die Anwesenheit oder Abwesenheit einer niederen Fettsäure oder ihres Salzes oder einer cyclischen Fettsäure oder ihres Salzes in der folgenden Weise bestätigt wurde. Ein Draht wurde mit einem flüchtigen organischen Lösungsmittel gewaschen, und die entstehende Lösungsmittelwaschlösung wurde Analysen, wie kernmagnetische Resonanz-Analyse und massenspektrometrische Analyse, unterworfen, um die niedere Fettsäure oder ihr Salz oder eine cyclische Fettsäure oder ihr Salz aus einem Schmieröl und schmierenden Teilchen zu isolieren. Es wird auch bemerkt werden, dass Naphthensäure und Salze davon ein eigentümliches Aroma verströmen, und ob eine Spur der Säure oder des Salzes an einen Draht gebunden ist oder nicht, kann aus dem Aroma quantitativ bestimmt werden. Entsprechend kann die Anwesenheit von Naphthensäure und Salzen davon leicht von anderen Fettsäuren an dem Herstellungspunkt unterschieden werden. Die Verwendung einer solchen Säure und solcher Salze ist bevorzugt, weil die fehlerhafte Anwendung verhindert werden kann.
In den Beispielen wurden Kettenkohlenwasserstoffverbindungen einschließlich Caprylsäure, Laurinsäure, Lindersäure und Metalllinderate mit schmierenden Materialien (d. h. Schmierölen und schmierenden Teilchen) gemischt. Jede gemischte Dispersion oder Lösung wurde auf eine Drahtoberfläche aufgebracht. Im Hinblick auf die anderen Kettenverbindungen wurde jede Verbindung auf eine Drahtoberfläche aufgebracht und dann wurden schmierende Materialien selektiv auf die Drahtoberfläche aufgebracht. Naphthensäure oder ihre Metallsalze wurden jeweils aufgebracht nach dem Mischen mit einem Schmieröl und schmierenden Teilchen oder nach dem Mischen mit einem Schmieröl alleine.
Nachfolgend wurde jeder Draht kontinuierlichem Schweissen über 30 Minuten unter Verwendung einer Maschine zum automatischen Schweissen unterworfen, um den Einfluss einer Abscheidung auf einer Drahtoberfläche auf die Drahtzuführbarkeiten zu überprüfen. Die Drahtzuführbarkeiten wurden durch Überprüfen eines Zufuhrwiderstands, der Stabilität des Zufuhrwiderstands und des Grads der Verstopfung in einer Federauskleidung, die durch Trennung einer Abscheidung von der Metalloberfläche bewirkt wurde, bewertet.
Es wird nun Bezug genommen auf 4, welche eine schematische Darstellung ist, die eine in diesen Beispielen verwendete Maschine zum automatischen Schweissen zeigt. Wie in 4 gezeigt, wird eine Spule 10, um welche ein Schweissdraht gewickelt ist, plaziert, während ihre Achse horizontal gehalten wird. Ein Paar Zufuhrwalzen 8 zum Zuführen des Drahts sind benachbart zu der Spule 10. Die paarweisen Zufuhrwalzen 8 werden mit einem Drahtzufuhrmotor 7 angetrieben. Ein Leitungskabel 9 wird entlang einer horizontalen Masshilfslinie des Schweissdrahts bereitgestellt, welcher von den Zufuhrwalzen 8 zugeführt wird. Zwei Windungen 12 werden auf dem Weg des Leitungskabels 9 bereitgestellt, wobei ein Brenner an der Spitze des Kabels 9 angeordnet ist.
Wenn diese Schweissmaschine verwendet wird, wird der Schweissdraht von der Spule 10 horizontal mittels der Zufuhrwalzen 8 zugeführt und erreicht über das Leitungskabel 9 und die beiden Windungen 5 Brenner 11, worin er zum Schweissen dient.
Der Zufuhrwiderstand und der Verstopfungsgrad in der Federauskleidung des Zufuhrkabels wurden jeweils durch Ausführung des Schweissens in der folgenden Weise gemessen: Das Leitungskabel wurde auf 6 m Länge gesetzt, und der Durchmesser der beiden Windungen 12 wurde zu 400 mm bestimmt. Der Zufuhrwiderstand wurde als eine Kraft (Pfeil 6) bewertet, welche die Zufuhrwalzen 8 durch den Draht in eine zu der Zufuhrrichtung entgegengesetzten Richtung zum Zeitpunkt des Schweissens erfahren. Die Stabilität des Zufuhrwiderstands in bezug zur Zeit wurde bewertet während des kontinuierlichen Schweissens. Der Verstopfungsgrad eines schmierenden Materials in der Federauskleidung wurde als eine Gewichtszunahme der Federauskleidung nach dem kontinuierlichen Schweissen über 30 Minuten bewertet.
Die Herstellungsbedingungen der Drähte und die Abscheidungen auf der Drahtoberfläche sind in Tabelle 8 unten gezeigt. Die Ergebnisse der Bewertung der Drahtzuführbarkeiten sind in Tabelle 9 gezeigt. Der in Tabelle 9 gezeigte Zufuhrwiderstand ist ein Durchschnittswert der Widerstandsmessungen, wobei ⊙ einen Durchschnittswert von 5 kgf oder niedriger anzeigt, O einen Durchschnittswert über 5 kgf aber nicht größer als 8 kgf anzeigt, Δ einen Durchschnittswert über 8 kgf anzeigt und × einen nicht zuführbaren Draht bedeutet. Die Zufuhrwiderstandsstabilität zeigt eine Variation des Zufuhrwiderstands an, und ⊙ zeigt eine Variation von 1 kgf oder niedriger an, O zeigt eine Variation über 1 kgf aber nicht größer als 2 kgf an, Δ zeigt eine Variation über 2 kgf aber nicht größer als 5 kgf an und × zeigt eine Variation über 5 kgf an. Die Bewertungsstandards für den Verstopfungsgrad sind derart, dass O eine Verstopfungsmenge von 0,002 g oder niedriger anzeigt, O eine Menge über 0,002 g aber nicht größer als 0,005 g anzeigt, Δ eine Menge über 0,005 g aber nicht größer als 0,01 g anzeigt und × eine Menge von nicht weniger als 0,01 g anzeigt.
Tabelle 8-1
Tabelle 8-2
Tabelle 8-3
Tabelle 8-4
Tabelle 8-5
Tabelle 8-6
Tabelle 8-7
Tabelle 9-1
Tabelle 9-2
Tabelle 9-3
Tabelle 9-4
Tabelle 9-5
Tabelle 9-6
Wie aus den Tabellen 9-1 bis 9-6 offensichtlich werden wird, sind in den Beispielen der Erfindung, in denen eine niedere Fettsäure oder ihr Salz oder eine cyclische Fettsäure oder ihr Salz auf einer Drahtoberfläche abgeschieden ist und ein Schmieröl oder eine Mischung eines Schmieröls und schmierender Partikel chemisch auf der Drahtoberfläche vereint sind, die Zuführbarkeiten des Drahts verbessert und stabilisiert und kann der Verstopfungsgrad des Schmiermaterials in der Federauskleidung in einem signifikanten Ausmass unterdrückt werden. Insbesondere in den Beispielen Nr. 1 bis 51 liegt auf der Drahtoberfläche eine niedere Fettsäure oder ihr Salz oder eine cyclische Fettsäure oder ihr Salz vor, und das Gesamtgewicht einer aus einem Schmieröl und schmierenden Teilchen gebildeten Abscheidung liegt in dem Bereich von 0,1 bis 5 g pro 10 kg des Drahts, was sehr stabile Zuführbarkeiten des Drahts sicherstellt.
Im Gegensatz dazu erlaubt in den Vergleichsbeispielen 52 und 56 Kaliumstearat nicht die chemische Kombination zwischen der Drahtoberfläche und einem Schmieröl, was zu schlechter Zufuhrstabilität des Drahts führt. Zusätzlich wird das schmierende Material auf der Federauskleidung abgeschieden, wodurch die Menge einer verstopfenden Abscheidung erhöht wird. In den Vergleichsbeispielen 53, 54, 55, 57 und 59 werden schmierende Teilchen an die Drahtoberfläche nur in Abhängigkeit von der Benetzbarkeit eines Schmieröls gebunden, so dass das Schmiermaterial in der Federauskleidung abgeschieden wird, wodurch die Menge einer verstopften Abscheidung erhöht wird. In Vergleichsbeispiel 58 kann Natriumstearat die Drahtoberfläche und das Schmieröl chemisch nicht vereinen, und die schmierenden Teilchen werden an die Drahtoberfläche nur in Abhängigkeit von der Benetzbarkeit des Schmieröls gebunden. Somit wird das schmierende Material auf der Federauskleidung abgeschieden, wodurch die Verstopfung der Auskleidung bewirkt wird. Vergleichsbeispiel 60 macht Gebrauch von Natriumstearat, welches die Drahtoberfläche und das Schmieröl chemisch nicht vereinen kann, was zu schlechter Drahtzufuhrstabilität führt. Somit wird das Schmiermaterial auf der Federauskleidung abgeschieden, wodurch die Verstopfung der Auskleidung bewirkt wird. In den Vergleichsbeispielen 62, 63 und 65 kann Kaliumstearat nicht die Vereinigung zwischen der Drahtoberfläche und dem Schmieröl erlauben, unter welchem die schmierenden Teilchen an die Drahtoberfläche nur in Abhängigkeit von der Benetzbarkeit des Schmieröls gebunden werden. Somit wird Schmiermaterial auf der Federauskleidung abgeschieden, wodurch die Verstopfung der Auskleidung bewirkt wird. In Vergleichsbeispiel 66 wird Calciumstearat verwendet und erlaubt nicht die Vereinigung zwischen der Drahtoberfläche und dem Schmieröl, unter welchem die schmierenden Teilchen an die Drahtoberfläche nur in Abhängigkeit von der Benetzbarkeit des Schmieröls gebunden werden. Somit wird das Schmiermaterial auf der Federauskleidung abgeschieden, wodurch die Verstopfung der Auskleidung bewirkt wird.
Darüber hinaus wird in Vergleichsbeispiel 64 das Schmieröl alleine auf einer Drahtoberfläche aufgebracht, so dass der Draht nicht stabil zugeführt werden kann, wobei der Drahtzufuhrwiderstand nicht zufriedenstellend ist und der Verstopfungsgrad in der Federauskleidung nicht in einem zufriedenstellenden Ausmass unterdrückt werden kann. In Vergleichsbeispiel 67 wird Natriumstearat verwendet und kann die Drahtoberfläche und das Schmieröl chemisch nicht vereinen. Die schmierenden Teilchen werden an die Drahtoberfläche nur in Abhängigkeit von der Benetzbarkeit des Schmieröls gebunden. Die Zufuhrstabilität des Drahts ist nicht zufriedenstellend, und das Schmiermaterial wird auf der Federauskleidung abgeschieden, wodurch die Verstopfung der Auskleidung damit bewirkt wird.
Wie voranstehend im Detail dargelegt, gestatten, wenn Kettenverbindungen mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen oder Kohlenwasserstoffverbindungen mit einer cyclischen Struktur auf der Oberfläche eines Drahts vorliegen, diese die chemische Vereinigung zwischen dem aus einem Schmieröl und/oder schmierenden Teilchen hergestellten Schmiermaterial und der Drahtoberfläche. Somit ist es sehr unwahrscheinlich, dass das Schmiermaterial sich von der Drahtoberfläche trennt, so dass eine verbesserte Zuführbarkeit des Drahts resultiert. Wenn der Draht zum Schweissen über eine lange Zeit verwendet wird, werden nur wenige Unannehmlichkeiten, welche andererseits durch Verstopfen durch das Schmiermaterial verursacht werden würden, erfahren, wodurch eine stabile Zufuhr des Drahts sichergestellt wird. Die Anwesenheit des Schmiermaterials auf der Drahtoberfläche trägt zu der sehr guten Zufuhrstabilität des Drahts bei.

Claims

Schweissdraht des Typs, welcher aus einem galvanisch beschichteten oder unbeschichteten Volldraht oder einem Draht mit Flussmittelkern für Kohlenstoffstähle oder Edelstähle besteht, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Kohlenwasserstoffverbindung, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus gesättigten und ungesättigten Kohlenwasserstoffverbindungen, die 5 bis 12 Kohlenstoffatome und eine lineare oder verzweigte Struktur aufweisen und Kohlenwasserstoffverbindungen mit einer cyclischen Struktur, auf einer Drahtoberfläche vorliegt, dass mindestens ein Schmieröl, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus tierischen und pflanzlichen Ölen, Mineralölen und synthetischen Ölen, auf der Drahtoberfläche vorliegt, und dass schmierende Teilchen auf der Drahtoberfläche vorliegen, wobei die schmierenden Teilchen aus mindestens einem Mitglied, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Molybdändisulfid, Wolframdisulfid, Graphitkohlenstoff und Polytetrafluorethylen, hergestellt sind.
Schweissdraht nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Kohlenwasserstoffverbindung aus der gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoffverbindung mit einer linearen oder verzweigten Struktur besteht und die Kohlenwasserstoffverbindung aus einer Carbonsäure oder einem Metallsalz davon besteht.
Schweissdraht nach Anspruch 2, wobei die Carbonsäure ein Mitglied, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Pentansäure, Capronsäure, Caprylsäure, Octylsäure, Secansäure (secanoic acid), Caprinsäure, Decansäure, Laurinsäure, Lindersäure und synthetischen Fettsäuren, ist.
Schweissdraht nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Metallsalz aus einem Mitglied, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus jenen Salzen der Carbonsäuren, die in Anspruch 3 definiert wurden, und Metallen, ausgewählt aus Li, Na, Mg, Al, K, Ca, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Zr, Sn, Cs, Pb und Ce, besteht.
Schweissdraht nach Anspruch 1, wobei die Kohlenwasserstoffverbindung mit einer cyclischen Struktur aus einer Carbonsäure oder einem Metallsalz davon besteht.
Schweissdraht nach Anspruch 5, wobei die Kohlenwasserstoffverbindung aus Naphthensäure mit einer fünfgliedrigen Ring- oder sechsgliedrigen Ringstruktur besteht.
Schweissdraht nach Anspruch 5, wobei die Kohlenwasserstoffverbindung aus mindestens einem Metallnaphthenat, enthaltend ein Metall, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Li, Na, Mg, Al, K, Ca, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Zr, Sn, Cs, Pb und Ce, besteht.
Schweissdraht nach Anspruch 5, wobei die Kohlenwasserstoffverbindung aus mindestens einem Metallnaphthenat von Naphthensäure und einem Metall, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Li, Na, Mg, Al, K, Ca, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Zr, Sn, Cs, Pb und Ce, besteht.
Schweissdraht nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die mindestens eine Kohlenwasserstoffverbindung und das mindestens eine Schmieröl auf der Drahtoberfläche in einer Gesamtmenge von 0,1 bis 5 g pro 10 kg des Drahtes abgeschieden worden sind.
Schweissdraht nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die mindestens eine Kohlenwasserstoffverbindung und die schmierenden Teilchen auf der Drahto berfläche in einer Gesamtmenge von 0,1 bis 5 g pro 10 kg des Drahtes abgeschieden worden sind.