JP2001276997A - Mig welding wire - Google Patents

Mig welding wire

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JP2001276997A
JP2001276997A JP2000091920A JP2000091920A JP2001276997A JP 2001276997 A JP2001276997 A JP 2001276997A JP 2000091920 A JP2000091920 A JP 2000091920A JP 2000091920 A JP2000091920 A JP 2000091920A JP 2001276997 A JP2001276997 A JP 2001276997A
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JP
Japan
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wire
pure titanium
mig welding
welding
industrial pure
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JP2000091920A
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Japanese (ja)
Inventor
Makoto Nakajoya
真 中條屋
Kazuhiro Toyoda
和洋 豊田
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Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a MIG welding wire made of pure titanium which hardly brings buckling and jamming and which can keep favorable feeding propertry of the wire and has no fear of breakage in the wire drawing process of cold drawing process for an industrial pure titan raw material and deterioration of coiling property in the coiling process of the wire. SOLUTION: While keeping a sufficient mechanical strength that the tensile strength σ of an industrial pure titan wire is 600-1,000 MPa, the wire is prevented from jamming and buckling when it is fed. As the arithmetical mean roughness Ra of the wire surface is 1.0 νm or smaller, the friction between the wire surface and the inside face of the electrode tip is reduced and hence, the wire can be smoothly fed and the fear that jamming or buckling arises is further reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、工業用純チタン製
のMIG溶接用ワイヤに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a MIG welding wire made of industrial pure titanium.

【0002】[0002]

【従来の技術】チタン及びその合金は500℃以上で活
性化し、酸素、窒素、水素を吸収すると気孔を発生して
脆くなるので、これらの接合の際には格別の配慮が必要
である。そこで従来から、純チタン製又はチタン合金製
母材の接合にTIG溶接(tungsten inert gas arc
welding)が採用されている。TIG溶接は、例えば
図3(a)に示すように、アルゴン、ヘリウム等の不活
性ガスIG雰囲気中でタングステン電極101と純チタ
ン製又はチタン合金製母材WPとの間にアークARを発
生させ、送給ローラ102及びワイヤガイド103を介
して工業用純チタン製の溶加材(溶接ワイヤ)104の
先端部をアークAR内に送給して溶接する非消耗電極式
溶接法である。105は先端開口部から不活性ガスIG
を噴出させるガスノズル(トーチ)、106はトーチ1
05に固定されタングステン電極101を保持する支持
体、またWMは溶接金属、MPは溶融池である。このよ
うなTIG溶接では、アーク長と溶接速度とをそれぞれ
一定に自動調節することができ、アーク長を一定に維持
することによりアークが安定しているのでビードの仕上
がりが良好となる。
2. Description of the Related Art Titanium and its alloys are activated at a temperature of 500 ° C. or higher, and when they absorb oxygen, nitrogen and hydrogen, they generate pores and become brittle, so that special consideration must be given to their joining. Therefore, conventionally, TIG welding (tungsten inert gas arc) has been used to join a pure titanium or titanium alloy base material.
welding) is adopted. In the TIG welding, for example, as shown in FIG. 3A, an arc AR is generated between the tungsten electrode 101 and a pure titanium or titanium alloy base material WP in an inert gas IG atmosphere such as argon or helium. This is a non-consumable electrode welding method in which the tip of an industrial pure titanium filler material (welding wire) 104 is fed into the arc AR through the feed roller 102 and the wire guide 103 for welding. 105 is an inert gas IG from the tip opening
Gas nozzle (torch) for injecting gas, 106 is the torch 1
A support fixed to 05 and holding the tungsten electrode 101, WM is a weld metal, and MP is a molten pool. In such TIG welding, the arc length and the welding speed can be automatically adjusted to be constant, respectively. By maintaining the arc length at a constant value, the arc is stabilized, and the bead finish is improved.

【0003】さらに効率を高めることが可能な溶接方法
として、MIG溶接(metallic inert gas arc wel
ding)が知られている。MIG溶接は、例えば図3
(b)に示すように、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガ
スIG雰囲気中で工業用純チタン製の電極ワイヤ201
と純チタン製又はチタン合金製母材WPとの間にアーク
ARを発生させ、電極ワイヤ201が溶融するにつれて
送給ローラ202によって電極ワイヤ201の先端部を
アークAR内に送給して溶接する消耗電極式溶接法であ
る。205は基端側に柔軟性を有するコンジットチュー
ブ204を備え、先端から不活性ガスを噴出させるガス
ノズル(トーチ)、206はトーチ205に固定され電
極ワイヤ201を保持するとともに電極ワイヤ201に
電流を供給する電極チップ(コンタクトチップ)、また
WMは溶接金属、MPは溶融池である。MIG溶接によ
れば高能率化とともに、溶融エネルギーの向上により溶
け込みが深くなって溶接不良の発生が抑えられ、また、
トーチ205先端部が小型になって狭い場所での溶接が
容易となる利点がある。
As a welding method capable of further improving the efficiency, MIG welding (metallic inert gas arc welding)
ding) is known. MIG welding, for example,
As shown in (b), an electrode wire 201 made of industrial pure titanium in an inert gas IG atmosphere such as argon or helium.
An arc AR is generated between the electrode wire 201 and the base material WP made of pure titanium or titanium alloy, and as the electrode wire 201 is melted, the feed roller 202 feeds the distal end of the electrode wire 201 into the arc AR and welds. This is a consumable electrode welding method. A gas nozzle (torch) 205 is provided with a flexible conduit tube 204 at the base end side and ejects an inert gas from the tip. A gas nozzle 206 is fixed to the torch 205 to hold the electrode wire 201 and supply current to the electrode wire 201. The electrode tip (contact tip), WM is a weld metal, and MP is a molten pool. According to the MIG welding, the penetration is deepened due to the improvement of the melting energy and the occurrence of poor welding is suppressed, while the efficiency is improved.
There is an advantage that the tip of the torch 205 is small and welding in a narrow place becomes easy.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】一方において、MIG
溶接では電極ワイヤ201(以下、MIG溶接用ワイヤ
と称し、また単にワイヤともいう)の強度が充分でない
場合やワイヤ201表面と電極チップ206内面との摩
擦が大きい場合に、ワイヤ201の送りが悪くなって、
ワイヤ201に詰まりや座屈が発生する恐れがある。
On the other hand, MIG
In the welding, when the strength of the electrode wire 201 (hereinafter, also referred to simply as a MIG welding wire, also simply referred to as a wire) is not sufficient, or when the friction between the surface of the wire 201 and the inner surface of the electrode tip 206 is large, the feeding of the wire 201 is poor. Become,
The wire 201 may be clogged or buckled.

【0005】本発明の課題は、MIG溶接の際座屈や詰
まりが発生しにくくワイヤ送給性を良好に保つことがで
き、しかも工業用純チタン製素材の冷間引抜加工による
伸線工程での折損の恐れやワイヤ巻取工程での巻取性の
悪化の恐れの少ない純チタン製MIG溶接用ワイヤを提
供することにある。
An object of the present invention is to prevent buckling or clogging during MIG welding, maintain good wire feedability, and perform a wire drawing process by cold drawing of pure titanium material for industrial use. An object of the present invention is to provide a pure titanium MIG welding wire that is less likely to be broken and less likely to deteriorate winding property in a wire winding process.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段及び作用・効果】上述の課
題を解決するために、本発明のMIG溶接用ワイヤは、
工業用純チタン製線材の引張強さσが600〜1000
MPaを満足し、かつ該線材表面の算術平均粗さRaが
1.0μm以下であることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the MIG welding wire of the present invention is
The tensile strength σ of industrial pure titanium wire is 600 to 1000
MPa, and the arithmetic mean roughness Ra of the surface of the wire is 1.0 μm or less.

【0007】すなわち、工業用純チタン製線材の引張強
さσが600〜1000MPaとなる充分な機械的強度
を確保して、ワイヤ送給の際の詰まりや座屈を防止して
いる。また線材表面の算術平均粗さRaが1.0μm以
下であることから、ワイヤ表面と電極チップ内面との摩
擦が小さくなって、ワイヤの送りがスムーズになり、ワ
イヤに詰まりや座屈が発生する恐れをさらに小さくして
いる。
That is, a sufficient mechanical strength such that the tensile strength σ of the industrial pure titanium wire is 600 to 1000 MPa is secured to prevent clogging and buckling during wire feeding. Further, since the arithmetic average roughness Ra of the wire surface is 1.0 μm or less, the friction between the wire surface and the inner surface of the electrode tip is reduced, the wire is smoothly fed, and the wire is clogged or buckled. The fear is even smaller.

【0008】この場合、引張強さσが600MPaを下
回ると、線材の機械的強度が不足して、ワイヤ送給の際
に座屈を発生する恐れがある。一方、引張強さσが10
00MPaを超えると、線材の剛性が大きくなりすぎ延
性が低下するので、工業用純チタン製素材を冷間引抜加
工する際に切損の恐れがある。またワイヤ巻取工程でワ
イヤの巻取りができなくなったり、ワイヤに所定の巻き
付き形状を付与することができなくなる恐れもある。
[0008] In this case, if the tensile strength σ is less than 600 MPa, the mechanical strength of the wire becomes insufficient, and buckling may occur during wire feeding. On the other hand, when the tensile strength σ is 10
If it exceeds 00 MPa, the rigidity of the wire becomes too large and the ductility is reduced, so that there is a risk of breakage during cold drawing of the pure titanium industrial material. Further, there is a possibility that the wire cannot be wound in the wire winding step or a predetermined winding shape cannot be imparted to the wire.

【0009】また、算術平均粗さRaが1.0μmを超
えると、ワイヤ表面と電極チップ内面との摩擦にムラを
生じることによりワイヤ送給速度の変動を生じ、またチ
ップの磨耗による給電不良が発生し、これらによってア
ークが不安定となる恐れがある。
If the arithmetic average roughness Ra exceeds 1.0 μm, the friction between the wire surface and the inner surface of the electrode chip becomes uneven, causing a fluctuation in the wire feeding speed, and a power supply failure due to chip wear. And may cause the arc to become unstable.

【0010】なお、線材の引張強さσは、工業用純チタ
ン製素材の冷間引抜加工の際の加工率(断面減少率)r
あるいは線材の表面又は断面での硬さ(その一例として
マイクロビッカース硬さHmV)と相関関係を有してい
る。例えば、工業用純チタン製素材を冷間引抜加工する
際の加工率rが40〜80%の場合、線材の引張強さσ
は600〜1000MPaに対応する。そこで、この加
工率rは、線材の引張強さσと併せて又は線材の引張強
さσに代わって、ワイヤ強度の指標として用いることも
できる。
[0010] The tensile strength σ of the wire is determined by the working rate (cross-sectional reduction rate) r at the time of cold drawing of an industrial pure titanium material.
Alternatively, it has a correlation with the hardness at the surface or cross section of the wire (micro Vickers hardness HmV as an example). For example, when the working ratio r at the time of cold drawing of an industrial pure titanium material is 40 to 80%, the tensile strength σ of the wire is
Corresponds to 600 to 1000 MPa. Therefore, the processing rate r can be used as an index of the wire strength together with or instead of the tensile strength σ of the wire.

【0011】さらに、線材の表面粗さについて、算術平
均粗さRaと併せて又は算術平均粗さRaに代わって最大
高さRyあるいは十点平均粗さRzを用いることができ
る。その際、算術平均粗さRaが1.0μm以下のと
き、最大高さRyは15μm以下、十点平均粗さRzは1
0μm以下が望ましい。
Further, as for the surface roughness of the wire, a maximum height Ry or a ten-point average roughness Rz can be used together with or instead of the arithmetic average roughness Ra. At this time, when the arithmetic average roughness Ra is 1.0 μm or less, the maximum height Ry is 15 μm or less, and the ten-point average roughness Rz is 1
0 μm or less is desirable.

【0012】次に、ワイヤとしての取扱いを容易にする
ため、線材の線径dとして2mm以下が望ましい。線径
dが2mmを超えると線材が曲がりにくくなり、送給性
が阻害される場合がある。なお、線径dの下限は、電極
チップがワイヤを保持可能な限度として約0.6mmが
設定される。
Next, in order to facilitate handling as a wire, the wire diameter d of the wire is desirably 2 mm or less. When the wire diameter d exceeds 2 mm, the wire becomes difficult to bend, and the feeding property may be impaired. Note that the lower limit of the wire diameter d is set to about 0.6 mm as a limit at which the electrode tip can hold the wire.

【0013】さらに、電極チップとの通電を維持しつつ
送給性を確保するには、線材の基準線径をd0とすると
き、線材の線径dの寸法公差d0−dは、0≦(d0−
d)≦0.03mmが望ましい。(d0−d)<0mm
となると、ワイヤの送りが阻害され座屈が発生すること
がある。また、(d0−d)>0.03mmとなると、
電極チップとの間の通電ができなくなる恐れがある。
Furthermore, in order to secure the feeding property while maintaining the current supply to the electrode tip, when the reference wire diameter of the wire is d0, the dimensional tolerance d0-d of the wire diameter d of the wire is 0 ≦ ( d0-
d) It is desirable that ≦ 0.03 mm. (D0-d) <0mm
In such a case, the wire feeding may be hindered and buckling may occur. When (d0−d)> 0.03 mm,
There is a possibility that current cannot be supplied to the electrode tip.

【0014】工業用純チタン製の溶接用ワイヤに関し
て、JIS H3331−1988及びANSI/AWS
A5.16−90の規定がある。これらの規定は、主に工
業用純チタン製の溶接用ワイヤの化学成分、線材の線径
とその許容差(寸法公差)について規定している。
Regarding welding wires made of pure titanium for industrial use, JIS H3331-1988 and ANSI / AWS
A 5.16-90. These regulations mainly stipulate the chemical composition of the welding wire made of pure titanium for industrial use, the wire diameter of the wire rod, and its tolerance (dimensional tolerance).

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明のMIG溶接用ワイ
ヤの製造方法の一例を説明する。本発明にかかる工業用
純チタン製のMIG溶接用ワイヤは、例えば焼鈍による
熱処理工程→潤滑被膜付与等による表面処理工程→冷間
引抜加工による伸線工程→酸洗等による表面処理工程→
ワイヤスプールへの巻取工程を経て製造される。図1
は、このような工業用純チタン製のMIG溶接用ワイヤ
の製造工程の一例を模式的に示している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an example of a method for manufacturing a MIG welding wire according to the present invention will be described. The MIG welding wire made of industrial pure titanium according to the present invention is, for example, a heat treatment step by annealing → a surface treatment step by applying a lubricating film → a wire drawing step by cold drawing → a surface treatment step by pickling →
It is manufactured through a winding process on a wire spool. FIG.
1 schematically shows an example of a manufacturing process of such an industrial pure titanium MIG welding wire.

【0016】(1)焼鈍による熱処理工程 コイル状の工業用純チタン製素材TMが、アルゴン、ヘ
リウム等の不活性ガス雰囲気、真空雰囲気又は大気雰囲
気に維持された加熱炉10に導入され、600〜800
℃(例えば700℃)に4〜6時間(例えば5時間)焼
鈍される。この熱処理により工業用純チタン製素材TM
に展延性が付与されるので、後工程の冷間引抜加工が容
易になる。なお、工業用純チタン製素材TMとしては、
例えばJIS H4670−1993に規定されるチタン線
を用いることができる。またその他の工業用純チタン製
素材TMとして、JIS H2151−1994に規定され
るスポンジチタン等から得られる純度99.4%以上の
チタンインゴット又はこれを引き抜いて得られる棒材、
線材等を用いてもよい。
(1) Heat Treatment Step by Annealing A coil-shaped industrial pure titanium material TM is introduced into the heating furnace 10 maintained in an inert gas atmosphere such as argon or helium, a vacuum atmosphere or an air atmosphere. 800
C. (for example, 700.degree. C.) for 4 to 6 hours (for example, 5 hours). By this heat treatment, the material for industrial pure titanium TM
Since the extensibility is imparted to the steel sheet, cold drawing in a subsequent step is facilitated. In addition, as the material TM for industrial pure titanium,
For example, a titanium wire specified in JIS H4670-1993 can be used. Further, as another industrial pure titanium material TM, a titanium ingot having a purity of 99.4% or more obtained from sponge titanium or the like specified in JIS H2151-1994 or a bar obtained by extracting the same,
A wire or the like may be used.

【0017】(2)潤滑被膜の生成工程(表面処理工
程) 焼鈍後の工業用純チタン製素材TMを、例えば石灰溶液
等の潤滑剤21で満たされた潤滑剤槽20に浸漬させ、
その表面に石灰等の潤滑被膜を形成する。このような被
膜は、次の伸線工程において引抜ダイスとの間に潤滑作
用を有し、伸線性を向上させることになる。
(2) Lubricating Coating Generation Step (Surface Treatment Step) The annealed industrial pure titanium material TM is immersed in a lubricant tank 20 filled with a lubricant 21 such as a lime solution.
A lubricating film such as lime is formed on the surface. Such a coating has a lubricating action between the drawing die in the subsequent drawing step and improves the drawability.

【0018】(3)冷間引抜加工による伸線工程 脱スケール工程を経た工業用純チタン製素材TMは、ダ
イホルダ31と、ダイホルダ31に固定された引抜ダイ
ス32とを有する冷間引抜装置30に導入される。具体
的には、工業用純チタン製素材TMを、入口側よりも出
口側が小径となるように断面がほぼ円錐状に形成された
引抜ダイス32に挿通して常温下で出口側から引っ張る
ことにより、引抜ダイス32の出口の断面形状とほぼ同
一断面を有する工業用純チタン製線材TWが得られる。
(3) Wire drawing process by cold drawing process The industrial pure titanium material TM that has gone through the descaling process is supplied to a cold drawing device 30 having a die holder 31 and a drawing die 32 fixed to the die holder 31. be introduced. Specifically, by inserting an industrially pure titanium material TM through a drawing die 32 having a substantially conical cross section so that the outlet side has a smaller diameter than the inlet side, and pulling it from the outlet side at room temperature. Thus, an industrial pure titanium wire rod TW having a cross section substantially the same as the cross sectional shape of the exit of the drawing die 32 is obtained.

【0019】一般的に、引抜加工された線材は加工率が
大きくなるに従い引張強さ、硬さ、疲労強度等の機械的
強度は増加し、伸び、絞り等の延性は低下することが知
られている。
In general, it is known that a drawn wire has an increased mechanical strength such as tensile strength, hardness, fatigue strength and the like, and a reduced ductility such as elongation and drawn as the working ratio increases. ing.

【0020】(4)酸洗又は研磨による脱スケール工程
(表面処理工程) 熱処理工程、被膜生成工程及び伸線工程を経た工業用純
チタン製線材TWの表面には、溶接時の障害となる酸化
皮膜(スケール)が形成されている。この酸化皮膜を化
学的に除去して表面の平滑化を図る方法の一例として酸
洗法がある。ここでは、酸洗槽40に、5〜10重量%
(例えば5重量%)の弗酸と30〜40重量%(例えば
30重量%)の硝酸とを含有し、かつその温度を30〜
60℃(例えば40℃)に昇温した弗酸−硝酸系酸洗液
41を満たし、工業用純チタン製素材TMをこの酸洗液
41に1〜5分間(例えば2分間)浸漬することによ
り、表面を清浄化する。ここで、弗酸−硝酸系酸洗液4
1の代わりに硫酸−硝酸系酸洗液や塩酸−硫酸系酸洗液
を用いてもよく、また含有量、温度、時間は適宜設定で
きる。
(4) Descaling Step by Pickling or Polishing (Surface Treatment Step) The surface of the industrial pure titanium wire rod TW that has undergone the heat treatment step, the film formation step, and the wire drawing step is subjected to oxidation which is an obstacle during welding. A film (scale) is formed. An example of a method of chemically removing the oxide film to smooth the surface is an acid washing method. Here, the pickling tank 40 contains 5 to 10% by weight.
(E.g., 5% by weight) hydrofluoric acid and 30-40% by weight (e.g., 30% by weight) nitric acid, and the temperature is 30-40%.
By filling a hydrofluoric acid-nitric acid-based pickling solution 41 heated to 60 ° C. (for example, 40 ° C.) and immersing the industrial pure titanium material TM in the pickling solution 41 for 1 to 5 minutes (for example, 2 minutes) Clean the surface. Here, a hydrofluoric acid-nitric acid pickling solution 4
Instead of 1, a sulfuric acid-nitric acid pickling solution or a hydrochloric acid-sulfuric acid pickling solution may be used, and the content, temperature and time can be appropriately set.

【0021】なお、酸化皮膜を除去して表面の平滑化を
図るには、上記の他にバフ、ベルト等を用いて機械的に
研磨する方法がある。一般的に、スケール除去後の線材
の表面粗さは、研磨法による方が酸洗法によるよりも小
となる傾向がある。酸洗法では、酸洗液の溶削作用によ
り線材表面が適度に粗くなるためと考えられる。ただ
し、研磨法は、酸洗による第一段階のスケール除去の後
に第二段階の除去方法として実施される場合が多く、費
用が嵩みがちになる。したがって、スケール除去の方法
はコストと効果とを考慮して選択する必要がある。
Incidentally, in order to remove the oxide film and to smooth the surface, there is a method other than the above, in which the surface is mechanically polished using a buff, a belt or the like. Generally, the surface roughness of a wire after scale removal tends to be smaller by a polishing method than by a pickling method. It is considered that in the pickling method, the wire rod surface becomes moderately rough due to the cutting action of the pickling liquid. However, the polishing method is often carried out as a second-step removal method after the first-step scale removal by pickling, which tends to increase the cost. Therefore, it is necessary to select a method of removing scale in consideration of cost and effect.

【0022】(5)ワイヤスプールへの巻取工程 上記脱スケール工程を経た工業用純チタン製線材TWは
矯正部49を経てワイヤスプール50(スプール径D
S)へ巻き取られ、後述のMIG溶接用ワイヤ301と
して使用される。
(5) Winding Step on Wire Spool The industrial pure titanium wire TW that has undergone the above descaling step passes through the straightening section 49 to the wire spool 50 (spool diameter D).
It is wound up to S) and used as a MIG welding wire 301 described later.

【0023】このようにして製造された工業用純チタン
製線材TWをMIG溶接用ワイヤとして用い、母材とし
て例えば純チタン製又はチタン合金製のエンジン用エキ
ゾーストパイプEPのMIG溶接を行うMIG溶接装置
300の一例を図2に示す。アルゴン、ヘリウム等の不
活性ガスIG雰囲気中において、工業用純チタン製線材
TWで形成されたMIG溶接用ワイヤ301と、純チタ
ン製又はチタン合金製のエキゾーストパイプEP(母
材)との間にアークARを発生させる。ワイヤ301が
溶融するにつれて送給ローラ302によってワイヤ30
1の先端部をアークAR内に送給して溶接する。303
はワイヤ301の線癖を矯正するための矯正ローラ、3
05は基端側に柔軟性を有するコンジットチューブ30
4を備え、先端から不活性ガスを噴出させるトーチ、3
06はワイヤ301を保持するとともにワイヤ301に
電流を供給する電極チップ(コンタクトチップ)、また
WMは溶接金属、MPは溶融池である。なお、溶接部の
温度が500℃以下(チタン及びその合金が不活性にな
る温度)になるまで不活性ガスによるシールドを行うた
めに、溶接方向後方を覆うアフターシールド用ジグ30
7と、溶接部裏側を覆うバックシールド用ジグ308と
が設けられている。
An MIG welding apparatus for performing MIG welding of an engine exhaust pipe EP made of, for example, pure titanium or a titanium alloy as a base material using the industrially pure titanium wire TW manufactured as described above as a MIG welding wire. One example of 300 is shown in FIG. In an atmosphere of an inert gas IG such as argon or helium, between an MIG welding wire 301 formed of an industrial pure titanium wire rod TW and an exhaust pipe EP (base material) made of pure titanium or a titanium alloy. An arc AR is generated. As the wire 301 melts, the feed roller 302 causes the wire 30 to move.
1 is fed into the arc AR and welded. 303
Are straightening rollers for straightening the wire 301;
05 is a flexible conduit tube 30 on the proximal end side.
4, a torch for blowing out inert gas from the tip, 3
Reference numeral 06 denotes an electrode tip (contact tip) that holds the wire 301 and supplies a current to the wire 301, WM denotes a weld metal, and MP denotes a molten pool. In addition, in order to perform shielding with an inert gas until the temperature of the welded portion becomes 500 ° C. or less (a temperature at which titanium and its alloy become inactive), an after shield jig 30 covering the rear in the welding direction is used.
7 and a back shield jig 308 that covers the back side of the welded portion.

【0024】[0024]

【実施例】(MIG溶接用ワイヤ301の作成)図1の
製造工程に基づいて、試験のためのMIG溶接用ワイヤ
301を計6種類作成した。すなわち、JIS H46
70−1993のチタン線で構成される工業用純チタン製素
材TMを、大気雰囲気に維持された加熱炉20中で60
0℃に5時間加熱し、焼鈍を行った。次いで、これらの
工業用純チタン製素材TMを、石灰溶液等に浸漬させ、
その表面に石灰等の潤滑被膜を形成した。そして、これ
らの工業用純チタン製素材TMに対して、基準線径d0
が1.0mmとなるように、加工率rを20〜80%の
範囲で変化させて冷間引抜加工を施し、工業用純チタン
製線材TWを得た。さらに、これらの工業用純チタン製
線材TWを、弗酸−硝酸系酸洗液31に浸漬することに
より、スケールを除去した。このとき、弗酸−硝酸系酸
洗液31は、ワイヤ毎にその濃度(弗酸5〜10重量
%、硝酸30〜40重量%)、温度(30〜60℃)、
浸漬時間(1〜5分間)を変更した。なお、各工業用純
チタン製線材TWは、それぞれスプール径Dsが300
mmのワイヤスプール50に巻取った。
EXAMPLES (Preparation of MIG Welding Wire 301) A total of six types of MIG welding wires 301 for testing were prepared based on the manufacturing process shown in FIG. That is, JIS H46
An industrial pure titanium material TM composed of a 70-1993 titanium wire was placed in a heating furnace 20 maintained in an air atmosphere for 60 hours.
Heating was performed at 0 ° C. for 5 hours to perform annealing. Next, these industrial pure titanium materials TM are immersed in a lime solution or the like,
A lubricating film such as lime was formed on the surface. Then, for these industrial pure titanium materials TM, the reference wire diameter d0
Was changed to a range of 20 to 80% so as to obtain a pure titanium wire TW for industrial use. Further, these industrial pure titanium wires TW were immersed in a hydrofluoric-nitric acid pickling solution 31 to remove scale. At this time, the concentration of the hydrofluoric-nitric acid-based pickling liquid 31 is determined for each wire (5 to 10% by weight of hydrofluoric acid, 30 to 40% by weight of nitric acid), temperature (30 to 60 ° C),
The immersion time (1-5 minutes) was changed. Each of the industrial pure titanium wires TW has a spool diameter Ds of 300.
The wire was wound around a 50 mm wire spool 50.

【0025】(寸法公差及び機械特性・表面特性の測
定)MIG溶接用ワイヤ301として使用される計6種
類の工業用純チタン製線材TWのそれぞれについて、線
径dの最大値と最小値(及び寸法公差d0−dの最小値
と最大値)を測定する。次に、各線材TWの引張強さσ
を測定する。さらに、各線材TWの表面粗さについて、
算術平均粗さRa、最大高さRy及び十点平均粗さRzを
それぞれ測定する。なお、算術平均粗さRaにおけるカ
ットオフ値と評価長さ、また最大高さRy及び十点平均
粗さRzにおける基準長さと評価長さは、いずれもJI
S B0601−1994の標準値を用いている。以上の測
定結果の一覧を表1に示す。
(Measurement of Dimensional Tolerance and Mechanical / Surface Characteristics) The maximum and minimum values of the wire diameter d (and each of the six types of industrially pure titanium wire TW used as the MIG welding wire 301). The minimum value and the maximum value of the dimensional tolerance d0-d) are measured. Next, the tensile strength σ of each wire TW
Is measured. Further, regarding the surface roughness of each wire TW,
The arithmetic average roughness Ra, the maximum height Ry, and the ten-point average roughness Rz are measured. The cut-off value and the evaluation length in the arithmetic average roughness Ra, and the reference length and the evaluation length in the maximum height Ry and the ten-point average roughness Rz are all JI.
The standard value of SB0601-1994 is used. Table 1 shows a list of the above measurement results.

【0026】(送給性試験)各工業用純チタン製線材T
W(を巻回したワイヤスプール50)を図2のMIG溶
接装置300にセットして、MIG溶接ワイヤ301に
よる溶接を実施した。具体的には、コンジットチューブ
304の長さ(図2において曲線距離Lで表される)が
1.5mと3mの2本のトーチ305を用意し、それぞ
れのトーチ305について、下記条件でMIG溶接を行
い,ワイヤ301の送給性を評価した。なお、評価は、
ワイヤ送給にトラブルなく溶接可能な場合に○(送給性
良好)、溶接開始時にワイヤに座屈が発生した場合に△
(送給性不安定)、ワイヤ送給が不可能な場合に×(送
給性不良)とした。以上の試験結果を表1に示す。 <溶接条件> ・溶接方法:パルスアーク方式ビードオン溶接 ・平均電流:110A ・電圧:18V ・溶接速度:60cm/min ・シールドガス:アルゴン100%
(Sendability test) Each industrial pure titanium wire T
W (the wire spool 50 around which W was wound) was set in the MIG welding apparatus 300 in FIG. 2, and welding with the MIG welding wire 301 was performed. Specifically, two torches 305 each having a length of 1.5 m and 3 m (represented by a curve distance L in FIG. 2) of the conduit tube 304 are prepared, and each of the torches 305 is subjected to MIG welding under the following conditions. Was performed to evaluate the feedability of the wire 301. The evaluation is
○ if the wire can be welded without any trouble in the wire feed (good feedability), 場合 if the wire buckles at the start of welding
X (unsatisfactory feedability) when wire feeding was not possible. Table 1 shows the test results. <Welding conditions> ・ Welding method: pulse arc bead-on welding ・ Average current: 110 A ・ Voltage: 18 V ・ Welding speed: 60 cm / min ・ Shielding gas: 100% argon

【0027】[0027]

【表1】 [Table 1]

【0028】表1から、次のことがわかる。 (a)線材TWの充分な機械的強度として、引張強さσ
が600〜1000MPaを満足することが望ましい。
引張強さσが600MPaを下回ると、線材TWの機械
的強度が不足して、ワイヤ送給の際に座屈を発生する恐
れが強い(試験No.1−1,1−2)。一方、引張強
さσが1000MPaを超えると、線材TWの剛性が大
きくなりすぎ延性が低下するので、工業用純チタン製素
材TMを冷間引抜加工する際に切損の恐れがある。
Table 1 shows the following. (A) As a sufficient mechanical strength of the wire TW, a tensile strength σ
Satisfies 600 to 1000 MPa.
If the tensile strength σ is less than 600 MPa, the mechanical strength of the wire TW is insufficient, and there is a strong possibility that buckling occurs during wire feeding (Test Nos. 1-1 and 1-2). On the other hand, if the tensile strength σ exceeds 1000 MPa, the rigidity of the wire TW becomes too large and the ductility is reduced, so that there is a risk of a breakage when the industrial pure titanium material TM is cold drawn.

【0029】(b)線材TWの引張強さσは、冷間引抜
加工の際の加工率rとほぼ比例関係にあり、強い相関関
係を有している。そこで、加工率rは、線材TWの引張
強さσと併せて又は線材TWの引張強さσに代わって、
ワイヤ強度の指標として用いることができる(試験N
o.1−1〜4−2)。
(B) The tensile strength σ of the wire TW is substantially proportional to the working ratio r in cold drawing, and has a strong correlation. Therefore, the processing rate r is used together with the tensile strength σ of the wire TW or instead of the tensile strength σ of the wire TW,
It can be used as an indicator of wire strength (Test N
o. 1-1 to 4-2).

【0030】(c)線材TW表面の算術平均粗さRaが
1.0μm以下であると、ワイヤ301表面と電極チッ
プ306内面との摩擦が小さくなって、ワイヤ301の
送りがスムーズになり、ワイヤ301に詰まりや座屈が
発生しにくくなる。また、算術平均粗さRaが1.0μ
mを超えると、ワイヤ301表面と電極チップ306内
面との摩擦にムラを生じることによりワイヤ送給速度の
変動を生じ、またチップ306の磨耗による給電不良が
発生し、これらによってアークが不安定となったり、ワ
イヤの座屈に到る恐れがある(試験No.5−1,5−
2)。
(C) If the arithmetic mean roughness Ra of the surface of the wire TW is 1.0 μm or less, the friction between the surface of the wire 301 and the inner surface of the electrode tip 306 is reduced, and the wire 301 is smoothly fed. Clogging and buckling of 301 are less likely to occur. The arithmetic average roughness Ra is 1.0 μm.
When the distance exceeds m, the friction between the surface of the wire 301 and the inner surface of the electrode tip 306 becomes uneven, causing a fluctuation in the wire feeding speed. In addition, a power supply failure occurs due to the wear of the tip 306. Or the wire may buckle (Test Nos. 5-1 and 5-
2).

【0031】(d)線材TWの表面粗さについて、算術
平均粗さRaは、最大高さRyあるいは十点平均粗さRz
とほぼ比例関係にあり、強い相関関係を有している。そ
こで、算術平均粗さRaと併せて又は算術平均粗さRaに
代わって最大高さRyあるいは十点平均粗さRzを用いる
ことができる。その際、算術平均粗さRaが1.0μm
以下のとき、最大高さRyは15μm以下、十点平均粗
さRzは10μm以下が望ましい(試験No.5−1,
5−2)。
(D) Regarding the surface roughness of the wire TW, the arithmetic average roughness Ra is the maximum height Ry or the ten-point average roughness Rz.
Is almost proportional to and has a strong correlation. Therefore, the maximum height Ry or the ten-point average roughness Rz can be used together with the arithmetic average roughness Ra or instead of the arithmetic average roughness Ra. At this time, the arithmetic average roughness Ra is 1.0 μm
In the following cases, the maximum height Ry is preferably 15 μm or less, and the ten-point average roughness Rz is preferably 10 μm or less (Test No. 5-1 and Test No. 5-1).
5-2).

【0032】(e)線材TWの寸法公差d0−dが、
(d0−d)<0mmとなると、ワイヤ301の送りが
阻害され座屈が発生する(試験No.6−1,6−
2)。また、(d0−d)>0.03mmとなると、電
極チップ306との間の通電ができなくなる恐れがあ
る。
(E) The dimensional tolerance d0-d of the wire TW is
If (d0-d) <0 mm, the feeding of the wire 301 is hindered and buckling occurs (Test Nos. 6-1 and 6-).
2). If (d0−d)> 0.03 mm, there is a possibility that current cannot be supplied to the electrode tip 306.

【0033】なお、上記表1で試験のために作成した各
MIG溶接用ワイヤ301において、その化学成分は、
JIS H3331−1988及びANSI/AWS A
5.16−90の各規定をすべてのワイヤNo.が満足する
ものであったので、表示を割愛した。工業用純チタン製
のMIG溶接用ワイヤ301の素材TMを、JIS H
4670−1993に規定されるチタン線で構成したからで
あると考えられる。
The chemical components of each of the MIG welding wires 301 prepared for the test in Table 1 are as follows:
JIS H3331-1988 and ANSI / AWS A
5. All the wire numbers satisfied the rules of 16-90, so the display was omitted. The material TM of the MIG welding wire 301 made of industrial pure titanium was changed to JIS H
This is considered to be because it was composed of a titanium wire specified in 4670-1993.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のMIG溶接用ワイヤの製造工程の一例
を示す模式図。
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a manufacturing process of a MIG welding wire according to the present invention.

【図2】本発明のMIG溶接用ワイヤを用いるMIG溶
接装置の一例を示す模式図及び該ワイヤの断面図。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a MIG welding device using the MIG welding wire of the present invention, and a cross-sectional view of the wire.

【図3】一般的なTIG溶接方法及びMIG溶接方法の
説明図。
FIG. 3 is an explanatory view of a general TIG welding method and a MIG welding method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 加熱炉 20 潤滑剤槽 30 冷間引抜装置 40 酸洗槽 50 ワイヤスプール 300 MIG溶接装置 301 MIG溶接用ワイヤ(ワイヤ) 302 送給ローラ 303 矯正ローラ 304 コンジットチューブ 305 トーチ 306 電極チップ 307 アフターシールド用ジグ 308 バックシールド用ジグ AR アーク EP エキゾーストパイプ(母材) IG 不活性ガス TM 工業用純チタン製素材 TW 工業用純チタン製線材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Heating furnace 20 Lubricant tank 30 Cold drawing apparatus 40 Pickling tank 50 Wire spool 300 MIG welding apparatus 301 MIG welding wire (wire) 302 Feeding roller 303 Straightening roller 304 Conduit tube 305 Torch 306 Electrode tip 307 After shield Jig 308 Jig for back shield AR Arc EP Exhaust pipe (base material) IG Inert gas TM Industrial pure titanium material TW Industrial pure titanium wire

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 工業用純チタン製線材の引張強さσが6
00〜1000MPaを満足し、かつ該線材表面の算術
平均粗さRaが1.0μm以下であるMIG溶接用ワイ
ヤ。
1. The tensile strength σ of an industrial pure titanium wire rod is 6
A MIG welding wire that satisfies 00 to 1000 MPa and has an arithmetic average roughness Ra of 1.0 μm or less on the surface of the wire.
【請求項2】 前記線材は線径dが2mm以下である請
求項1記載のMIG溶接用ワイヤ。
2. The MIG welding wire according to claim 1, wherein the wire has a wire diameter d of 2 mm or less.
【請求項3】 前記線材の基準線径をd0とするとき、
該線材の線径dの寸法公差d0−dが、0≦(d0−d)
≦0.03mmである請求項1又は2記載のMIG溶接
用ワイヤ。
3. When the reference wire diameter of the wire is d0,
The dimensional tolerance d0-d of the wire diameter d of the wire is 0 ≦ (d0-d)
The wire for MIG welding according to claim 1 or 2, wherein ≤ 0.03 mm.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010013274A (en) * 2008-07-07 2010-01-21 Sumco Corp Wafer case

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