JP2000107881A

JP2000107881A - 溶接用ワイヤ

Info

Publication number: JP2000107881A
Application number: JP28573798A
Authority: JP
Inventors: Satoru Inoue; 哲井上; Ichiro Masuda; 一郎増田; Toru Ono; 徹小野
Original assignee: Nippon Steel Welding and Engineering Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Welding and Engineering Co Ltd
Priority date: 1998-10-07
Filing date: 1998-10-07
Publication date: 2000-04-18

Abstract

(57)【要約】【課題】ライナの屈曲等により送給抵抗が高くなる過
酷な使用環境下においても、良好な送給性を発揮するこ
とができる溶接用ワイヤを提供する。【解決手段】表面粗度がｔｐ［Ｌ／Ｃｖ＝３０］＝５
５〜９５％、Ｒａ［Ｌ］＝０．８〜０．２２μｍである
凹凸状表面に送給潤滑剤を付着したことを特徴とする溶
接用ワイヤ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、送給性に優れた全
自動および半自動溶接用フラックス入りワイヤ、ソリッ
ドワイヤ等のアーク溶接用ワイヤに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般にＣＯ₂ガスシールドアーク溶接、
ＭＩＧ溶接等には細径（０．８〜１．６ｍｍφ）の溶接
用ワイヤが使用される。溶接用ワイヤはスプールに巻か
れた、あるいはペールパックに装填された形態で溶接に
供せられる。この溶接用ワイヤの使用に際しては、送給
機の送給ローラによりスプールあるいはペールパックか
らワイヤを引き出すとともに後続するコンジットケーブ
ルに内包されたライナ内に押し込み、このライナを経由
して、コンジットケーブル先端に取り付けられた溶接ト
ーチ内の給電チップまで送給する方式が採用されてい
る。ワイヤはこの給電チップと被溶接材間で電圧を印可
されてアーク溶接が行われる。

【０００３】ここで使用されるコンジットライナは鋼線
をスパイラル状にして形成したフレキシブルなガイド管
であり、その長さは通常３〜６ｍ程度であるが広域の溶
接を行なう場合には１０〜２０ｍの長尺なものとなり、
溶接箇所までの距離に合わせて選択使用される。この方
式によれば、造船現場等の溶接個所が狭隘な、あるいは
高低差がある場所であっても、コンジットケーブル（ラ
イナ）を沿わすことにより比較的容易に溶接が行なえる
利点がある。

【０００４】ところが、使用時に次のような問題が生じ
ることがあり、その解決を求められている。安定した溶
接を行うためには、溶接用ワイヤを決められた一定の速
度で溶接部に供給すること、つまり送給性が良好である
ことが必要となる。ワイヤは送給ローラの送給力によっ
てライナ内に押し込まれ、一方ライナ内面からは接触摩
擦による送給抵抗を受ける。このとき、ライナが直線状
態に近い比較的優しい使用環境下の場合には、送給抵抗
はそれ程大きくならず送給性に問題は生じないが屈曲個
所が多く、屈曲半径（曲率半径）が小さく、あるいはラ
イナが長尺化した場合等の過酷な使用環境下の場合に
は、送給抵抗が増加し送給力とのバランスが崩れ、送給
性が悪化する。

【０００５】ワイヤの表面状態は、この送給性の良否に
大きく影響している。即ち、送給抵抗が増加したとき、
ワイヤ表面の潤滑剤が少ないと、送給速度が不安定にバ
ラツクようになり送給性が悪化する。また、ワイヤがラ
イナ内で座屈する、送給ローラでワイヤ表面が削れ、こ
の削れ滓がライナ内に進入、蓄積する状態を呈する等に
より、益々送給抵抗が増加するようになる。逆に、ワイ
ヤ表面の潤滑剤が多いと、送給ローラが過剰にスリップ
するようになり、ワイヤは所定の送給速度を維持できず
送給性が悪化する。その結果、溶接アークの不安定化、
ビード形状の不揃い、融合不良、アンダーカットの発生
等のトラブルが発生する。コンジットケーブルが直線状
態で使われる溶接現場は殆どなく、複雑に入り組んだ場
所でケーブルを屈曲させながらワークの溶接が行なわれ
るのが普通であることから、このような状況下において
も送給性良好な溶接用ワイヤが強く要求されるようにな
った。

【０００６】従来、送給性を確保するために、溶接ワイ
ヤ表面にさまざまな潤滑処理が行われている。例えば特
公昭５０−３２５６号公報には、緻密平滑な表面に潤滑
油を塗布した溶接用ワイヤが開示されている。ところが
ワイヤ表面が緻密平滑であると所定量の潤滑油をむらな
く安定して塗布することが困難であり、送給性良好なワ
イヤを得ようとした場合、潤滑油を多く塗布せざるを得
ない。しかし表面の潤滑油が多いワイヤは前述のよう
に、送給抵抗の増加により送給ローラがスリップし易く
なるからライナの屈曲等に対応でき難いこと、さらには
溶接作業性の不良や拡散性水素量増加に起因する溶接金
属の材質劣化を伴うという欠点がある。

【０００７】一方、固体潤滑剤を使用する例として特開
昭５０−１４６５４１号公報には、溶接用複合ワイヤの
製造方法として二硫化モリブデン粉末、グラファイト粉
末の単体あるいは混合体とフラックス成分の一種以上と
の混合物を主成分とする伸線剤によって伸線することを
特徴とする溶接用複合ワイヤの製造方法が開示されてい
る。また、特開昭５８−１３５７９５号公報には、アー
ク溶接用ワイヤとしてワイヤ表面にグラファイトあるい
は二硫化モリブデンの何れか一種または両者および１０
〜６０重量％のガラス粉末の混合物のみを塗布してな
り、該潤滑剤の量がワイヤ重量の５×１０^-2〜５×１０
^-2％であることを特徴とするアーク溶接用ワイヤが開示
されている。

【０００８】しかしながら、上記の技術では潤滑剤付着
量のコントロールが困難で、過剰に潤滑剤が付着した箇
所が発生したり、伸線後に潤滑剤が不均一に付着すると
いう問題がある。潤滑剤が過剰に付着していると、コン
ジットケーブル内で詰まりが生じ、送給が困難になるこ
とがある。また、不均一に潤滑剤が付着していると、安
定した送給が行われ難くなる。

【０００９】そこで、ワイヤ表面の粗度を大きくしその
凹みに潤滑油を保持させることにより、潤滑油をワイヤ
長手方向にむらなく、かつ安定して塗布する技術が提案
された。例えば、特公平４−５２１９７号公報には特定
のガス雰囲気下で焼鈍した後伸線加工することにより、
また特公昭５８−５６６７７号公報には潤滑油圧力を高
めて強制潤滑しつつ孔ダイスにより伸線加工することに
より、ワイヤ表面の粗度を大きくするための製造技術が
開示されている。しかし、特公平４−５２１９７号公報
のものでは、ワイヤ円周方向に延びる横溝であり油溜と
しては有効であるが固体潤滑剤溜としては不適切で、特
公昭５８−５６６７７号公報のものでは、ワイヤ表面の
平坦率は小さくできるものの深さ方向の粗度は得られ難
い、そのため表面の潤滑油付着量が２．０ｇ／１０ｋｇ
Ｗ以上と多量でないと送給性の改善は望めない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、送給
潤滑剤溜りとして有効な凹部を形成したワイヤ表面を有
し、送給潤滑剤（固体潤滑剤、送給潤滑油）を安定して
付着することにより、ライナの屈曲等により送給抵抗が
高くなる過酷な使用環境下であっても、潤滑切れを起こ
さず良好な送給性を発揮することのできる溶接用ワイヤ
を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、（１）表面粗度がｔｐ［Ｌ／Ｃｖ＝３０％］＝５５〜９
５％、Ｒａ［Ｌ］＝０．０８〜０．２２μｍである凹凸
状表面に送給潤滑剤を形成したことを特徴とする溶接用
ワイヤ。（２）送給潤滑油で被覆した連続平坦部と固体潤滑剤を
収納した分散窪地部とからなる凹凸状表面を形成したこ
とを特徴とする前記（１）記載の溶接用ワイヤ。（３）固体潤滑剤がＭｏＳ₂、ＷＳ₂の１種または２種
を含むことを特徴とする前記（１）または（２）記載の
溶接用ワイヤ。（４）固体潤滑剤の付着量がワイヤ１０ｋｇ当り０．０
５〜２．０ｇであり、送給潤滑油の付着量がワイヤ１０
ｋｇ当り０．１〜１．５ｇであることを特徴とする前記
（１）〜（３）記載の溶接用ワイヤにある。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の内容を詳細に説明
する。溶接用ワイヤが良好な送給性能を具備するために
は、送給性にとって有効な潤滑剤（固体潤滑剤、送給潤
滑油）がワイヤ長手方向に均一かつ安定して付着してい
ることが必要である。そのためには、ワイヤ表面に潤滑
剤溜まりとしての表面粗度（凹凸）が形成されているこ
とが必要となる。この目的から、本発明では、ＪＩＳ
Ｂ０６０１−１９９４で規定されるワイヤ長手方向（Ｌ
方向）の表面粗度を負荷長さ率ｔｐ［切断レベルＣｖ＝
３０％］（以下、ｔｐ［Ｌ／Ｃｖ＝３０］という）と算
術平均粗さＲａ（以下、Ｒａ［Ｌ］という）で次のよう
に規定する。

【００１３】ｔｐ［Ｌ／Ｃｖ＝３０］＝５５〜９５％Ｒａ［Ｌ］＝０．０８〜０．２２μｍ（測定条件：カットオフ値λｃ＝０．８ｍｍ、基準長さ
ｌ＝０．８０ｍｍ、評価長さＩｎ＝４００ｍｍ）このｔｐ［Ｌ／Ｃｖ＝３０］とＲａ［Ｌ］は、触針式粗
度計（針先５μｍ）を使用し、ワイヤの円周方向で４５
°間隔８ケ所の位置における長手方向（Ｌ方向）の測定
値の平均値として求めることができる。

【００１４】本発明の粗度範囲を図示すると図１のよう
になる。ここで、負荷長さ率ｔｐは、粗さ曲線を平均線
に平行な切断レベルＣｖ（％）で切断したときに得られ
る切断長さの総和の基準長さに対する比（％）で表され
る。図２は最大山頂からの切断レベルＣｖ（％）と負荷
長さ率ｔｐ（％）との関係をグラフ化したベアリングカ
ーブ（以下ＢＣという）を示し、図示するＢＣ例は本発
明例のワイヤ表面のＢＣで、切断レベルＣｖ＝３０％に
おける負荷長さ率ｔｐが７８％であることを示す。

【００１５】負荷長さ率ｔｐは、ワイヤ表面の粗度形状
を示す指標であり、本発明でｔｐ［Ｌ／Ｃｖ＝３０］を
５５〜９５％に規定した理由は、５５％未満であると凹
部（窪地部）が過大になり、潤滑剤（特に固体潤滑剤）
が付着過多になり易いこと、逆に９５％を超えると凸部
が過大になり、潤滑剤が付着過少になることによる。固
体潤滑剤が付着過多になると、送給ローラが過剰にスリ
ップするようになり、ワイヤは所定の送給速度を維持で
きず送給性が悪化する。また、コンジットライナ内部で
潤滑剤の脱落が著しくなりライナの使用寿命を短くする
原因になる。逆に潤滑剤が付着過少になると、送給抵抗
が増加したとき、送給速度が不安定にバラツキ送給性が
悪化する。また、送給ローラでワイヤ表面が削れ、この
削れ滓がライナ内に進入、蓄積し益々送給抵抗が増加す
るようになる。

【００１６】次に、算術平均粗さＲａ［Ｌ］は粗度の深
さを示す指標であり、本発明でＲａ［Ｌ］を、０．０８
〜０．２２μｍに規定した理由は、０．０８μｍ未満で
あると凹凸部の高低差が過小になり、潤滑剤の保持機能
がなくなること、逆に、０．２２μｍを超えると凹凸部
の高低差が過大になり、潤滑剤の付着が過剰になり易い
ことになる。本発明では、ワイヤ表面をｔｐ［Ｌ／Ｃｖ
＝３０］＝５５〜９５％とＲａ［Ｌ］＝０．０８〜０．
２２μｍの組合せによる凹凸バランスの特定を行った形
状とし、これにより潤滑剤の適量安定付着を実現する。
この意味において、更に望ましい粗度範囲としてｔｐ
［Ｌ／Ｃｖ＝３０］＝６０〜９０％とＲａ［Ｌ］＝０．
１０〜０．２０μｍの組合せの表面を推奨する。

【００１７】図３は、本発明のワイヤ表面の好ましい実
施例を示す説明図である。図３で、符号１はワイヤ長手
方向（Ｌ方向）を示し、ワイヤ素地２上の表面は、平坦
部３と窪地部４からなる凹凸形状を形成している。平坦
部３は、主にＬ方向（縦向き）に延びる屈曲した不定形
状の細長溝５を分散して形成している。窪地部４は、主
にＬ方向に沿う似非流線形（図中○印７に示すようにＬ
方向に鋭角状に収束する）をした不定形状の窪地で、ワ
イヤ表面に分散して不連続に存在している。平坦部３
は、この窪地部４を縫うようにして連続している。窪地
部４のサイズは、Ｌ方向１０〜１００μｍ程度、Ｃ方向
（円周方向）２〜５０μｍ程度で深さ０．２〜２．０μ
ｍ程度である。

【００１８】また、平坦部の細長溝５のサイズは、最大
溝幅５μｍ程度、最大深さ０．５μｍ程度である。この
ようにしてワイヤ表面に形成した窪地部４は、その内部
に固体潤滑剤６を収納する機能を有する。また、平坦部
３は送給潤滑油の被膜機能を有し、細長溝５は送給潤滑
油を収納するともに平坦部の被膜状態を安定化させる機
能を持つ。なお、このような凹凸状表面はワイヤ全面均
等に形成されている必要はなく、上記した表面粗度の規
定ｔｐ［Ｌ／Ｃｖ＝３０］＝５５〜９５％と、Ｒａ
［Ｌ］＝０．０８〜０．２２μｍを満足する程度にワイ
ヤ表面に形成されていれば良い。図３に本発明ワイヤ例
の表面顕微鏡写真（ＳＥＭ像、５００倍）を示す。

【００１９】本発明では、溶接用ワイヤ表面に固体潤滑
剤を付着する。ここで望ましい固体潤滑剤とはＭｏ
Ｓ₂、ＷＳ₂の１種または２種を含む固体潤滑剤であ
り、その他の成分としてポリテトラフルオロエチレン
（以下、ＰＴＦＥという）、グラファイト、乾式潤滑剤
等が上げられる。これらの固体潤滑剤はワイヤ表面に付
着してコンジットライナ内壁とワイヤとの摩擦係数を低
減し、送給抵抗の増加を抑制する作用があり、溶接ワイ
ヤの良好な送給性を確保する。

【００２０】固体潤滑剤の付着量は、上記効果を発揮す
るためにワイヤ１０ｋｇ当り０．０５〜２．０ｇ（ｇ／
１０ｋｇＷ）とするのが良い。０．０５ｇ／１０ｋｇＷ
未満では送給抵抗の増加抑制効果が認められず送給性改
善は望めない。逆に２．０ｇ／１０ｋｇＷを超えるとワ
イヤ表面に過剰付着することになり、送給ローラが大き
くスリップし安定送給が困難になる。また、コンジット
ライナ内を汚し潤滑剤詰まりによる送給不良が発生する
ようになる。望ましくは１．０ｇ／１０ｋｇＷを超えな
いようにするのが良い。

【００２１】固体潤滑剤は、製造工程中、乾式ダイス伸
線で使用する乾式潤滑剤中に含有させることによりワイ
ヤ表面に付着させることができる。乾式潤滑剤は一般に
伸線加工に用いられるものと同様のもので良く、粉末状
の金属石鹸類や無機物あるいはワックス等から構成され
る。金属石鹸としては、ステアリン酸ナトリウム、オレ
イン酸ナトリウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン
酸リチウム、ステアリン酸カリウム、ステアリン酸マグ
ネシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミなど
を用いることができる。無機物としてはタルク、酸化チ
タン、石灰、硼砂などが用いられる。これら乾式潤滑剤
の一部は、固体潤滑剤とともに製品ワイヤの表面に付着
する。

【００２２】乾式潤滑剤の各構成成分の機構について言
及するならば、金属石鹸は伸線加工時の摩擦係数を低減
する機能を有し、無機物は同様に伸線加工時に金属石鹸
をダイスに引き込むためのキャリアの機能を有し、さら
にワックスは固体潤滑剤をワイヤ表面の強固に付着させ
る機能を有する。また、固体潤滑剤は、上記した製品の
送給性改善効果の他、伸線加工時における摩擦係数低減
効果を有する等伸線潤滑剤としても有効に作用する。な
お、乾式潤滑剤中の固体潤滑剤の含有量は、５〜６０％
とするのが望ましい。５％未満で付着量確保が困難にな
り、６０％を超える量としてもその効果は同様であり、
経済的に不利である。

【００２３】また、本発明では溶接用ワイヤ表面に送給
潤滑油の皮膜を有する。送給潤滑油はワイヤ表面全体に
付着することにより、送給時に固体潤滑剤の潤滑作用を
補完し溶接ワイヤの送給性を向上させる役目を持つ。勿
論、伸線加工時においてはダイスーワイヤ間の摩擦係数
低減機能を有する。送給潤滑油は動植物油、鉱物油ある
いは合成油のいずれでも良い。動植物油としてはパーム
油、菜種油、やし油、ひまし油、豚油、牛油、魚油等
を、鉱物油としてはマシン油、タービン油、スピンドル
油等を用いることができる。合成油としては炭化水素
系、エステル系、ポリグリコール系、ポリフェノール
系、シリコーン系、フロロカーボン系等を用いることが
できる。送給潤滑油中にはさらに潤滑性能を向上させる
ため、各種の脂肪酸をはじめとする油性剤やりん系、塩
素系、イオウ系の極圧添加剤を加えても良く、また、潤
滑油の酸化を防ぐための添加剤（酸化防止剤）を加えて
も良い。

【００２４】溶接用ワイヤ表面の送給潤滑油の付着量
は、ワイヤ１０ｋｇ当り０．１〜１．５ｇ（ｇ／１０ｋ
ｇＷ）であることが望ましい。０．１ｇ／１０ｋｇＷ未
満では固体潤滑油の潤滑作用を補完作用は少なく送給性
改善は望めない、逆に１．５ｇ（ｇ／１０ｋｇＷ）を超
えるとワイヤ表面に過剰付着することになり、送給ロー
ラがスリップし易くなる。さらに潤滑油が溶接熱で分解
し多量の水素を発生するので拡散性水素量増加に起因す
る溶接金属の材質劣化を招き易い。望ましくは１．０ｇ
／１０ｋｇＷを超えないようにするのが良い。

【００２５】なお、送給潤滑油として、流動点が５℃以
下、ヨウ素価が４０以下の性状のものを推奨する。流動
点が５℃以下であれば、１０〜３０℃程度の常温域での
使用は勿論のこと、低温流動性が良いことから特に０℃
以下の低温域での送給性に優れている。ヨウ素価は送給
潤滑油の耐酸化安定度の指標となるもので、４０を超え
る場合は熱と経時の影響により脂肪酸の酸化重合・高分
子化が進み易くなる。酸化重合・高分子化が進む結果、
送給潤滑油の流動点が上昇し、低温域での安定した送給
が困難になる。

【００２６】このような性状を持つ送給潤滑油として、
ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペ
ンタエリスリトールから選ばれる１種以上のアルコール
部と炭素数１２〜１４の飽和脂肪酸を５０ｗｔ％以上含
む脂肪酸部とからなるネオペンチルポリオールエステル
構造の合成エステル油を少なくとも５０ｗｔ％含有した
送給潤滑油を挙げることができる。本発明は中実状のソ
リッドワイヤ、ワイヤ中にフラックス材料を内包したフ
ラックス入りワイヤ（合わせ目有りタイプ、無しタイ
プ）の何れの潤滑用ワイヤも対象とする。また、めっき
有りワイヤ、めっき無しの何れの溶接用ワイヤも対象と
する。

【００２７】次に、本発明の溶接用ワイヤを得るための
好ましいい製造方法について説明する。製造方法の基本
は、固体潤滑剤を含む乾式潤滑剤により乾式孔ダイス伸
線を行ない、次いで少なくとも最終ダイスで送給潤滑剤
により乾式孔ダイス伸線を行なう。ここでは、乾式孔ダ
イス伸線と湿式孔ダイス伸線の間にカセット型ローラダ
イスによる伸線を介在した場合の製造例について説明す
る。図４にその製造ラインのフロー図を示す。

【００２８】（Ａ）素線サイズは、φ２．０〜５．０ｍ
ｍφ程度で、また、表面粗度Ｒａ［Ｌ］は０．３μｍ以
上のものが望ましい。これは、続く乾式ダイス伸線での
乾式潤滑剤の付着を容易にするためである。（Ｂ）素線を上記固体潤滑剤５％以上含む乾式潤滑剤に
より、リダクション５％以上で乾式ダイス伸線（ダイス
数１個又は複数）する。孔ダイスにより素線表面の凹部
内に乾式潤滑剤が押し込まれて保持され、そのため粗度
も素線レベルを維持する。ここでは、潤滑剤の均一な付
着と安定した伸線性を維持させるために回転ダイスを使
用する。

【００２９】（Ｃ）引き続いてワイヤはカセット型ロー
ラダイス（以下、ＣＲＤという）による伸線工程に入
る。図６に示すように、ＣＲＤ８は小径ローラ対（９−
１、９−２）を複数枚（１枚１対、図６では５枚）その
回転軸を互いに９０度毎に変えて接近させて組み立てた
カセット型のローラユニット（孔ダイス１個に相当）で
ある。設定リダクションに合わせて１個または２個以上
のローラユニットを使用しワイヤを所定サイズまで縮径
する。このＣＲＤのローラ押し付けによる圧延下降での
伸線では、ワイヤ表面の凹部内に閉じ込められた乾式潤
滑剤により凹凸形状は潰れ難く、そのため粗度の減衰は
無いか、有っても極めて少ない。ＣＲＤ伸線は粗度維持
と凹部内乾式潤滑剤（固体潤滑剤）保持の役目を持つ。

【００３０】（Ｄ）ＣＲＤ伸線により所定サイズまで縮
径されたワイヤは、湿式ダイス伸線工程に入る。ワイヤ
は伸線槽（潤滑油槽）内の多段式スリップ型湿式伸線機
で伸線され、最後に本発明の送給潤滑油を使用した仕上
ダイスにより製品サイズまで伸線されて巻き取られる。
湿式伸線工程では、液体中での孔ダイスによる引抜加工
であることから、孔ダイスを通過する毎にワイヤ表面の
凹凸は削ぎ取られ平滑化１２平坦部と窪地部を形成して
いく。このとき凹部のうち比較的大きいものはワイヤ長
手方向（ダイス引き抜き方向）に延びる似非流線形をし
た不定形状の窪地部となり、また、凹部のうち比較的小
さいものはダイスにより潰され不定形状の細長溝となっ
て平坦部に分散して残る。ワイヤ表面の平滑化に伴って
凹部内の乾式潤滑剤の減少も進行していくので、溶接用
ワイヤとして送給性に必要な固体潤滑剤の付着量を確保
し得るサイズで伸線を終えるようにする。湿式ダイス伸
線工程は、ワイヤ表面に付着している余分な乾式潤滑剤
や汚れを落とす洗浄作用もある。

【００３１】（Ｅ）製品ワイヤサイズは、１．０〜２．
０ｍｍ程度である。製品ワイヤの表面粗度は乾式孔ダイ
ス伸線＋ＣＲＤ伸線と湿式孔ダイス伸線のリダクション
配分を調整することにより狙い値のｔｐ［Ｌ／Ｃｖ＝３
０％］＝５５〜９５％、Ｒａ［Ｌ］＝０．０８〜０．２
２μｍとする。伸線過程で、ワイヤの表面粗度は湿式孔
ダイス伸線で大きく落ち込む。乾式孔ダイス伸線と湿式
孔ダイス伸線の間に配置したＣＲＤ伸線はこの粗度の落
ち込み代を吸収する機能を持つ。製品ワイヤの粗度ｔｐ
とＲａは、乾式孔ダイス伸線＋ＣＲＤ伸線と湿式孔ダイ
ス伸線のリダクション配分を調整して上記目標範囲に入
るようにする。すなわち、ＣＲＤ伸線のリダクションを
大きくする（ＣＲＤ仕上径を小さくする）と湿式孔ダイ
ス伸線のリダクション負担が軽減し、ワイヤ表面の平坦
部が減少（窪地部が増加）して、粗度ｔｐとＲａは増加
する。逆に、ＣＲＤ伸線のリダクションを小さくする
（ＣＲＤ仕上径を大きくする）と湿式孔ダイス伸線のリ
ダクション負担が増加し、ワイヤ表面の平坦部が増加
（窪地部が減少）して、粗度ｔｐとＲａは減少する。

【００３２】なお、素線径が小さい場合、あるいは湿式
伸線後から製品サイズまでのリダクションが小さい場合
で、湿式孔ダイス伸線による粗度の落ち込みの影響がな
いのであれば、ＣＲＤ伸線の付加は特に必要ない。ま
た、送給潤滑油は製品サイズに伸線後のワイヤを走行さ
せながら静電塗油する、含油フェルトで挟む等により送
給潤滑油を付着するようにしても良い。

【００３３】

【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
する。図１に示す工程に従って、仕上径（製品径）１．
４ｍｍφのフラックス入りワイヤ（ＪＩＳＺ３３１３
ＹＦＷ−Ｃ５０ＤＲ、フラックス充填率１５％）とソリ
ッドワイヤ（ＪＩＳＺ３３１２ＹＧＷ１１）を試作
し、試作品（スプール巻きワイヤ）の表面性状と送給性
能を調査した。表面性状のうち粗度は触針式粗度計（針
先５μｍＲ）で測定し、油量、固体潤滑剤の付着量は化
学分析（トルエン・エーテル抽出法）により測定した。
試作条件を表１に示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】送給性評価試験は、図７に示す装置を用い
て行った。図７において送給機１０にセットされたスプ
ール巻き溶接用ワイヤ１１は、送給ローラ１２により引
き出され、コンジットケーブル１３に内包したコンジッ
トライナを経てその先端のトーチ１４まで送給される。
そして通電チップと鋼板１５の間でビードオンプレート
溶接を行う。コンジットケーブル１３は６ｍ長で、ワイ
ヤに送給抵抗を与えるために１００φの輪を２つ形成し
た屈曲部１６を設けた。送給機１０には送給ローラの周
速度Ｖｒ（＝設定ワイヤ速度）の検出器（図示しな
い）、ワイヤの実速度（Ｖｗ）検出器１７を備えてい
る。送給性評価指標のスリップ率Ｓ１はＳ１＝（Ｖｒ−
Ｖｗ）／Ｖｒ×１００％で表される。また、送給ローラ
部分に設けられたロードセル１８により送給時にワイヤ
がライナーから受ける反力を送給抵抗Ｒとして検出し
た。送給抵抗Ｒが６ｋｇｆ以下でスリップ率Ｓｌが１０
％以下の場合に送給性良好と判定する。送給性性試験
は、気温１５℃の室内にて３分間溶接し、送給抵抗Ｒと
スリップ率Ｓ１を測定して平均値を求めた。溶接条件を
表２に示す。

【００３６】

【表２】

【００３７】調査結果を表３に示す。Ｎｏ．１〜１３は
本発明の実施例で、Ｎｏ．１４〜２１は比較例を示す。
なお、Ｎｏ．３、６はソリッドワイヤの例で、その他は
フラックス入りワイヤの例である。本発明のＮｏ．１〜
１３は、表面粗度ｔｐ［Ｌ／Ｃｖ＝３０］＝５５〜９５
％とＲａ［Ｌ］＝０．０８〜０．２２μｍが本発明の適
正範囲にあり、かつ送給潤滑剤（固体潤滑剤、送給潤滑
油）も適性付着量域であることから、送給抵抗、スリッ
プ率ともに低く良好な送給性を示し、アークは安定して
いた。特にＮｏ．１〜６は、表面粗度と潤滑剤付着量が
更に望ましい領域にあり、かつ使用した送給潤滑油は流
動点が５℃以下、ヨウ素価が４０以下の性状を有する合
成エステル油であることから、送給性は極めて良好であ
った。

【００３８】Ｎｏ．１４〜１９は比較例で、表面粗度ｔ
ｐ［Ｌ／Ｃｖ＝３０］と、Ｒａ［Ｌ］の一方もしくは両
方が本発明の範囲から外れた場合であり、そのためワイ
ヤ表面に送給潤滑剤（特に固体潤滑剤）溜りとしての機
能がワイヤ表面に少ない。送給潤滑剤の付着量が過多も
しくは過少気味で、しかもワイヤ長手方向にバラツク傾
向にあった。また、Ｎｏ．２０、２１は送給潤滑油の付
着量過少、過多の例である。Ｎｏ．１４、１５では送給
抵抗が高く、Ｎｏ．１６、１７、２１ではスリップ率が
高く、これらは、送給性が劣っている。

【００３９】

【表３】

【００４０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ワイ
ヤ表面に潤滑溜めとして有効な凹凸状表面を形成し、送
給潤滑剤を安定して付着させることにより、ライナの屈
曲等により送給抵抗が高くなる過酷な使用環境下であっ
ても良好な送給性を発揮することのできる溶接用ワイヤ
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が規定する粗度範囲の説明図である。

【図２】本発明ワイヤのベアリングカーブ例を示す図で
ある。

【図３】本発明ワイヤの例の表面の説明図である。

【図４】本発明ワイヤ例の表面の顕微鏡写真（×５０
０）である。

【図５】本発明に係る製造ラインのフロー図である。

【図６】カセット型ローラダイス（ＣＲＤ）の説明図で
ある。

【図７】送給性試験の実施要領図である。

【符号の説明】

１ワイヤ長手方向２ワイヤ素地３平坦部４窪地部５細長溝６固体潤滑剤７窪地部のＬ方向端８ＣＲＤローラユニット９−１、２ＣＲＤローラ対１０送給機１１スプール巻き溶接用ワイヤ１２送給ローラ１３コンジットケーブル１４トーチ１５鋼板１６コンジットケーブルの屈曲部１７ワイヤ速度検出器１８ロードセル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｃ１０Ｎ 40:32 (72)発明者小野徹東京都中央区築地三丁目５番４号日鐵溶接工業株式会社内Ｆターム(参考） 4E084 BA29 CA38 DA09 DA33 FA08 4H104 AA18A BB34A DA02A DA06A EB02 EB03 FA06 PA37 QA11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面粗度がｔｐ［Ｌ／Ｃｖ＝３０％］＝
５５〜９５％、Ｒａ［Ｌ］＝０．０８〜０．２２μｍで
ある凹凸状表面に送給潤滑剤を形成したことを特徴とす
る溶接用ワイヤ。
【請求項２】送給潤滑油で被覆した連続平坦部と固体
潤滑剤を収納した分散窪地部とからなる凹凸状表面を形
成したことを特徴とする請求項１記載の溶接用ワイヤ。
【請求項３】固体潤滑剤がＭｏＳ₂、ＷＳ₂の１種ま
たは２種を含むことを特徴とする請求項１または２記載
の溶接用ワイヤ。
【請求項４】固体潤滑剤の付着量がワイヤ１０ｋｇ当
り０．０５〜２．０ｇであり、送給潤滑油の付着量がワ
イヤ１０ｋｇ当り０．１〜１．５ｇであることを特徴と
する請求項１〜３記載の溶接用ワイヤ。