JP2002346787A

JP2002346787A - パルスｍａｇ溶接用ソリッドワイヤ

Info

Publication number: JP2002346787A
Application number: JP2001151393A
Authority: JP
Inventors: Reiichi Suzuki; 励一鈴木; Toshihiko Nakano; 利彦中野; Fusaki Koshiishi; 房樹輿石; Takaaki Ito; 崇明伊藤
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2001-05-21
Filing date: 2001-05-21
Publication date: 2002-12-04
Anticipated expiration: 2021-05-21
Also published as: JP4754096B2

Abstract

(57)【要約】【課題】溶滴の大きさが小さく、移行が安定かつ規則
的に行われ、従来よりも短いアーク長でスパッタ発生量
を極めて少なくすることができるパルスＭＡＧ溶接用ソ
リッドワイヤを提供する。【解決手段】パルスＭＡＧ溶接用ソリッドワイヤは、
メッキ処理していない鋼線のワイヤ表面に潤滑油がワイ
ヤ１０ｋｇあたり０．０５乃至５．０ｇ存在する。前記
鋼線は、Ｃ：０．０１乃至０．１５質量％、Ｓｉ：０．
１０乃至１．００質量％、Ｍｎ：０．５０乃至２．００
質量％、Ｐ：０．０３０質量％以下、及びＳ：０．０３
０質量％以下を含有し、必要に応じて、Ｔｉ、Ｚｒ又は
Ｎｂを、夫々０．０１乃至０．２０質量％含有し、残部
がＦｅ及び不可避的不純物からなる組成を有する。ワイ
ヤ表面に、Ｋ化合物又はＣｓ化合物を、夫々Ｋ及びＣｓ
換算で０．５乃至２０質量ｐｐｍ塗布するか、ワイヤ１
０ｋｇあたり０．０１乃至１．０ｇのＭｏＳ_２を塗布す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パルス溶接を使用
したＡｒ＋ＣＯ_２、Ａｒ＋Ｏ_２又はＡｒ＋ＣＯ_２＋Ｏ_２
等の混合ガスシールドアーク溶接（以下、パルスＭＡＧ
溶接）に適したパルスＭＡＧ溶接用ソリッドワイヤに関
し、特にスパッタ発生量が少ない鋼製のパルスＭＡＧ溶
接用ソリッドワイヤに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ガスシールドアーク溶接において、炭酸
ガス又は通常のＭＡＧ溶接法に比べてスパッタ低減又は
溶接ビードの外観向上に効果のある溶接方法としてパル
スＭＡＧ溶接法が普及してきている。パルスＭＡＧ溶接
法は高電流（ピーク電流）と低電流（ベース電流）を周
期的に発生させることにより、ピーク期間中に溶接ワイ
ヤ先端に溶滴を形成させ、ベース期間中に溶滴を溶接ワ
イヤ先端から離脱させて母材の溶融池に移行させること
を目的とする溶接方法である。溶滴の移行と電流の制御
を１パルスあたり１溶滴に同期させたとき、低電流域で
も短絡は発生せず、スプレー移行となってスパッタ発生
量を著しく少なくすることができる。

【０００３】一方、溶接の高能率化を追及し、かつ手直
し率低減又は環境改善の点から低スパッタ性も要求され
ていることから、高速溶接にパルスＭＡＧ溶接を適用す
る試みがなされている。溶接速度が速くなるにつれて、
アンダカット及びハンピング現象を抑えるために、短い
アーク長にする必要がある。しかし、短いアーク長では
パルスＭＡＧ溶接法でもスプレーアークとはならず、短
絡が生じ多量のスパッタが発生してしまう。アンダカッ
ト及びハンピングを防止し、スパッタの発生を抑制する
ためにはできる限り短いアーク長でも短絡が生じず、安
定な溶滴移行を実現できるワイヤが必要となっている。

【０００４】このような背景から、パルスＭＡＧ溶接用
として短いアーク長でも低スパッタ化が可能なワイヤと
して、特開昭６１−１５９２９６号公報、特開昭６３−
１５７７９４号公報、特開昭６２−２９６９９３号公
報、特開昭５９−５０９９２号公報、特開平７−２５６
２２９号公報、特開平９−２３９５８３号公報、特開平
１０−２４３８９号公報及び特開平４−１４７７８９号
公報等に種々の技術が開発されている。しかし、これら
の従来技術は、主として、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ及びＳか
らなる組成に、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｏ及び
Ｎ等の成分を添加し、それらの各成分の組成を最適化す
ることを特徴としている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来技術においては、短時間レベルでの送給性の安定
化については、全く認識されておらず、これを課題とす
るその解決手段は全く開示されていない。従って、従
来、依然として、溶滴移行は微視的に不安定で、特に短
いアーク長での低スパッタ化が不十分であった。

【０００６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、溶滴の大きさが小さく、移行が安定かつ規
則的に行われ、従来よりも短いアーク長でスパッタ発生
量を極めて少なくすることができるパルスＭＡＧ溶接用
ソリッドワイヤを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本願発明に係るパルスＭ
ＡＧ溶接用ソリッドワイヤは、表面にメッキ処理してい
ない鋼線からなるパルスＭＡＧ溶接用ソリッドワイヤで
ある。

【０００８】本願第１発明においては、ワイヤ表面に潤
滑油がワイヤ１０ｋｇあたり０．０５乃至５．０ｇ存在
することを特徴とする。

【０００９】本願第２発明に係るパルスＭＡＧ溶接用ソ
リッドワイヤにおいては、前記鋼線は、Ｃ：０．０１乃
至０．１５質量％、Ｓｉ：０．１０乃至１．００質量
％、Ｍｎ：０．５０乃至２．００質量％、Ｐ：０．０３
０質量％以下、及びＳ：０．０３０質量％以下を含有
し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる組成を有
し、ワイヤ表面に潤滑油がワイヤ１０ｋｇあたり０．０
５乃至５．０ｇ存在することを特徴とする。

【００１０】前記鋼線は、好ましくは、Ｃが０．０３乃
至０．１０質量％、Ｓｉが０．５０乃至０．９０質量
％、Ｍｎが１．００乃至１．５０質量％である。

【００１１】また、前記鋼線は、更に、Ｔｉ、Ｚｒ及び
Ｎｂからなる群から選択された少なくとも１種の元素
を、夫々０．０１乃至０．２０質量％含有する。

【００１２】これらの本発明において、ワイヤ表面に、
Ｋ化合物及びＣｓ化合物からなる群から選択された少な
くとも１種を、夫々Ｋ及びＣｓ換算で０．５乃至２０質
量ｐｐｍ塗布することができる。

【００１３】また、これらの本発明において、ワイヤ表
面に、ワイヤ１０ｋｇあたり０．０１乃至１．０ｇのＭ
ｏＳ_２を塗布することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例に係るパル
スＭＡＧ溶接用ソリッドワイヤについて詳細に説明す
る。本願発明者等はパルスＭＡＧ溶接において、短いア
ーク長でもスパッタ発生量を抑えるためには、溶滴の
離脱性の促進と、１／１００００〜１／１０００秒レ
ベルでのワイヤ送給の安定が欠かせないことを見出し
た。溶滴の離脱性の促進については、パルスＭＡＧ溶
接法は通常の炭酸ガス又はＭＡＧ溶接法と異なり、ワイ
ヤの溶滴形成期間（ピーク期間）と落下期間（ベース期
間）はパルス設定又は電流によって決まる数１００Ｈｚ
の周波数として決められる。溶滴はベース期間中に容易
に離脱しなければ、次のピーク時の高い電流によって吹
き飛ばされ、大粒のスパッタとなってしまうことから、
ベース期間中における溶滴の離脱性が悪ければ、逆に通
常の溶接法よりもスパッタ量が多くなることもある。

【００１５】溶滴の離脱性向上の手段として、溶滴の粘
性又は表面張力を下げることが有効であり、このために
は、溶滴の酸素量を高めることが最も効果が大きい。そ
して、上述の各公報には、ワイヤ酸素量を高めることに
よって溶滴の酸素量を高める方法が開示されている。ま
た、ワイヤの酸素量を高める手段としては、先ず、
（ａ）脱酸、脱硫を適当な限度に止める、（ｂ）酸素ガ
スを吹き込む、（ｃ）ＴｉＯ_２のような酸化物を加える
（特開昭６１−１５９２９６号公報）等の方法が開示さ
れている。しかし、これらの方法はワイヤのバルクとし
ての酸素量を高める効果はあるが、本発明の課題解決に
は有効ではない。本願発明者等はパルスＭＡＧ溶接にお
ける溶滴の離脱性に影響を及ぼす酸素は溶滴表面近傍に
存在する酸素であり、溶滴離脱性は溶滴表面近傍の酸素
量に大きく依存していて、バルクの酸素量を高めること
は溶滴離脱性に有効ではないことを見出した。逆に、バ
ルクの酸素量を過度に上げれば、溶滴の粘性を過度に下
げ、溶滴が縦長の楕円状になり、アーク長が短い場合に
短絡を生じやすくなる。更に、バルクの酸素量を過度に
上げると、溶接金属の介在物を増やし、靭性を低下させ
るほか、スラグ量が多くなる等の問題が生じる。

【００１６】ワイヤ表面近傍の酸素量を高めるには、
（ｄ）表面のスケール層、（ｅ）油脂類、酸化物の塗布
（特開昭６３−１５７７９号公報）等の手段がある。し
かし、いずれもその量の制御が非常に難しく、かつ酸素
を大幅に増加させることはできない。本願発明者等がこ
の問題を解決するために鋭意研究した結果、ワイヤ自身
の酸素量を上げるのではなく、酸化反応の速度向上によ
って溶滴表面の酸素量を大幅に高くすることにより、溶
滴離脱性を向上させることができることを見出した。

【００１７】具体的には、従来、殆どのソリッドワイヤ
には銅メッキが施されていたが、本発明においては、こ
の銅メッキを施さないことによって溶滴表面の酸素量を
著しく高くし、溶滴の離脱性を向上させることを特徴と
する。一般的には、特開平９−９９３９０号公報に示さ
れているように、従来、ソリッドワイヤは均一な銅メッ
キを施すことによって、コンタクトチップからワイヤへ
の電流供給点（通電点）を安定化し、アークを安定させ
ることを目指してきた。しかし、このように銅メッキが
存在すると、ワイヤ先端で溶滴となった場合でも溶滴表
面に液体状態の銅がそのまま分布することから、シール
ドガス（一般的にはＡｒ＋ＣＯ_２ガス）雰囲気の解離酸
素が溶滴の鉄と結合することを妨げてしまう。しかし、
銅メッキが存在しなければ、シールドガス中の解離酸素
が溶滴の鉄と結合することを妨げる物質がないため、雰
囲気中の酸素が極めて高い速度で溶滴表面の鉄と酸化反
応を起こし、極めて高い濃度の溶滴表面酸素層を得るこ
とが可能となる。これによって、溶滴の粘性、特に表面
近傍の表面張力が低下し、容易に離脱が可能となる。離
脱性が向上すると、溶滴径が小さくなることから、アー
ク長を短くしても溶滴先端が短絡し難くなり、安定なス
プレー移行となり、スパッタが極めて少なくなる。

【００１８】また、銅メッキワイヤの場合、実際にはワ
イヤ表面には微視的にメッキのない箇所が多少の差はあ
れ生じることが避けられず、通電点がワイヤ送給に伴っ
て銅から鉄、鉄から銅へ移動する際に大きな電気抵抗差
が生じることから、パルスの制御が崩れてアークが不安
定となって、スパッタが発生してしまう。逆に、メッキ
がないほうが、このような通電点での電気抵抗差が全く
生じないことから、常にアークは安定し、パルスの溶滴
移行が規則的に進行する。銅メッキがなければ、送給ロ
ーラ、コンジットライナー、コンタクトチップ等の送給
系内で銅メッキが剥離することがなく、銅メッキ屑も全
く生じないことから、銅メッキ屑の堆積に伴って送給性
が悪化することもない。短いアーク長でも短絡が生じな
いことから、短絡が生じた際に溶接機が発するアーク再
発のための高い瞬間電流によって生じるスパークによっ
て主に引き起こされるチップとワイヤの融着現象も発生
しにくい。また、融着によって一時的にワイヤ送給が止
まる短い時間スパンでの送給不良も起きにくいことか
ら、の１／１００００〜１／１０００秒レベルの高い
ワイヤ送給安定性も得ることが可能となる。

【００１９】更に、この短時間スパンでの高いワイヤ送
給性を確保するためには、メッキを施さないだけではな
く、送給潤滑性を確保するためにワイヤ表面に施す油の
量を厳しく管理する必要がある。また、銅メッキワイヤ
と本願のメッキ無しワイヤとでは、同じ油量でも送給抵
抗低減の度合いが異なることがわかり、パルスＭＡＧ溶
接用メッキ無しワイヤとして最適な油量がある。油量が
過小（０．０５ｇ未満）であれば、送給系とワイヤとの
間の接触抵抗が大きくなり、送給性が悪化する。一方、
油量が過大（５．０ｇ超）であれば、送給ローラとワイ
ヤとの間の接触抵抗が小さすぎてスリップ現象が生じ、
ワイヤを送給することができなくなる。これらの送給速
度の変動は、これが微小な変動量でも、規則正しい溶滴
径を形成する必要があるパルスＭＡＧ溶接では、アーク
安定性及びスパッタ発生に通常の溶接法よりも大きな影
響を及ぼす。なお、潤滑油としては、鉱物性、動物性及
び植物性等があり、その種類はいずれでもよい。

【００２０】図１乃至図４は、アーク近傍を高速ビデオ
撮影し、スローモーション再生することにより、アーク
直上のワイヤ送給速度を求め、これを記録した微小時間
に対してプロットした図であり、微小時間でのワイヤ送
給速度の変動を示す。なお、図１乃至図４においては、
コントローラによるワイヤ送給速度の指示値は０．２ｍ
ｍ／ミリ秒で、一定である。図４に示す従来のメッキワ
イヤが最も送給速度の変動が大きく、メッキなしワイヤ
ではあるが潤滑油が不足する場合（図２）及び潤滑油が
過剰の場合（図３）のように油量管理が適正でない場合
においても、アーク直上のワイヤ送給速度の変動が大き
い。しかし、本発明のように、ワイヤ表面に潤滑油がワ
イヤ１０ｋｇあたり０．０５乃至５．０ｇ存在するとい
うように、油量が適切である場合は、図１に示すよう
に、アーク直上のワイヤ送給速度の変動は極めて小さ
い。

【００２１】次に、本発明に係るパルスＭＡＧ溶接用ソ
リッドワイヤの素線である鋼線の組成について説明す
る。

【００２２】Ｃ：０．０１乃至０．１５質量％Ｃは強力な脱酸元素であると共に鋼の強度を向上させる
ために必要な元素である。Ｃが０．０１質量％未満では
溶接金属の強度が軟鋼よりも低くなり、ソリッドワイヤ
が低強度鋼板専用となって実用性が低くなる他、溶滴バ
ルクの脱酸不足により粘性が過度に低下し、短絡が生じ
やすくなってスパッタが発生しやすくなる。逆に、Ｃを
０．１５質量％を超えて添加すると、溶滴の表面張力が
大きくなってしまい、溶滴離脱性が悪化し、パルス周期
の同調性が損なわれる。よって、Ｃ量は０．０１乃至
０．１５質量％とする。なお、好ましくは、Ｃは０．０
３乃至０．１０質量％である。

【００２３】Ｓｉ：０．１０乃至１．００質量％Ｓｉも強力な脱酸元素であると共に鋼の強度を向上させ
るに必要な元素である。Ｓｉが０．１０質量％未満では
溶接金属の強度が軟鋼よりも低くなり、ソリッドワイヤ
が実用的でなくなる他、溶滴バルクの脱酸不足により粘
性が過度に低下し、短絡が生じやすくなってスパッタが
発生しやすくなる。また、Ｓｉが過少であると、溶接金
属のなじみ性も劣り、継手疲労強度が低下する。逆に、
Ｓｉを１．００質量％を超えて添加すると、溶滴の表面
張力が大きくなってしまい、溶滴離脱性が悪化し、パル
ス周期の同調性が損なわれる。よって、Ｓｉ量は０．１
０乃至１．００質量％とする。なお、好ましくは、Ｓｉ
は０．５０乃至０．９０質量％とする。

【００２４】Ｍｎ：０．５０乃至２．００質量％Ｍｎも強力な脱酸元素であると共に鋼の強度を向上させ
るために必要な元素である。Ｍｎが０．５０質量％未満
では溶接金属の強度が軟鋼よりも低くなり、ソリッドワ
イヤが実用的でなくなる他、溶滴バルクの脱酸不足によ
り粘性が過度に低下し、短絡が生じやすくなってスパッ
タが発生しやすくなる。また、Ｍｎが過少であると、溶
接金属のなじみ性も劣り、継手疲労強度が低下する。逆
に、Ｍｎを２．００質量％を超えて添加すると、溶滴の
表面張力が大きくなってしまい、溶滴離脱性が悪化し、
パルス周期の同調性が損なわれる。よって、Ｍｎ量は
０．５０乃至２．００質量％とする。なお、好ましく
は、Ｍｎは１．００乃至２．００質量％である。

【００２５】Ｐ及びＳ：夫々０．０３０質量％以下Ｐ及びＳは、高温割れを引き起こす元素であり、更に溶
滴の粘性が低下し、短絡が生じやすくなってスパッタが
発生しやすくなることから可及的に少ない方がよい。こ
の場合に、Ｐ及びＳ含有量が夫々０．０３０質量％を超
えると、これらの現象が顕著となるので、Ｐ及びＳは夫
々０．０３０質量％を上限値とする。

【００２６】Ｔｉ及びＺｒ：０．０１乃至０．２０質量
％Ｔｉ及びＺｒは、共にビード形状の改善とアーク安定化
の効果を奏するため、必要に応じて鋼線に添加する。し
かし、Ｔｉ及びＺｒが夫々０．０１質量％未満では、こ
の効果は現れない。一方、Ｔｉ及びＺｒを夫々０．２０
質量％を超えて添加すると、溶滴の粒滴径が大きくなり
すぎ、短絡が生じやすくなると共に、離脱しにくくなっ
て、大粒のスパッタとなる。よって、Ｔｉ及びＺｒを添
加する場合は、夫々０．０１乃至０．２０質量％とす
る。

【００２７】Ｎｂ：０．０１乃至０．２０質量％Ｎｂは窒素と親和性が高いことから、ややシールド不良
気味の場合でも、空気中の窒素と優勢的に結合し、ブロ
ーホールを防止する効果があるため、必要に応じて鋼線
に添加する。この効果はＮｂの含有量が０．０１質量％
以上の場合に現れる。しかし、Ｎｂの含有量が０．２０
質量％を超えると、溶接金属の靭性が著しく悪化する。
よって、Ｎｂを添加する場合は、０．０１乃至０．２０
質量％とする。

【００２８】ワイヤ表面に、Ｋ化合物及びＣｓ化合物か
らなる群から選択された少なくとも１種：夫々Ｋ及びＣ
ｓ換算で０．５乃至２０質量ｐｐｍアルカリ金属であるＫ及びＣｓは電離電圧が低くて電子
の放出が容易なため、アークの電位傾度が下がり、溶滴
へのアーク這い上がりが促進され、アークワイヤ先端の
溶滴を包むように発生する。これにより、電磁的に溶滴
に作用するピンチ力が有効に働き、離脱性が向上する。
この効果を得るには、Ｋ及びＣｓ換算で夫々０．５質量
ｐｐｍ以上必要である。しかし、Ｋ及びＣｓ換算で夫々
２０質量ｐｐｍを超えてＫ化合物及びＣｓ化合物を塗布
すると、塗布した化合物が送給系内に堆積しやすくな
り、ワイヤ送給性を阻害しやすくなる。よって、Ｋ化合
物及びＣｓ化合物をワイヤ表面に塗布する場合は、夫々
Ｋ及びＣｓ換算で０．５乃至２０質量ｐｐｍとする。

【００２９】なお、Ｋ化合物及びＣｓ化合物の形態につ
いては、炭酸カリウム、炭酸セシウム、クエン酸カリウ
ム、クエン酸セシウム、硫酸カリウム、硫酸セシウム、
ヨウ化カリウム、ヨウ化セシウム、ステアリン酸カリウ
ム、ステアリン酸セシウム等がある。塗布方法として
は、伸線終了後の直接塗布、潤滑油への分散塗布、又は
これらの水溶液を塗布した後、焼鈍させることによって
分散させる方法などがあり、いずれの方法でも有効であ
る。

【００３０】また、ワイヤ表面に塗布したＫ化合物又は
Ｃｓ化合物の塗布量測定方法は次のとおりである。先
ず、ワイヤを２０〜３０ｍｍ程度にカットして、約２０
ｇサンプリングする。次に、塩酸に過酸化水素水を加え
てなる液体を石英製ビーカに注ぎ、その液体中にカット
ワイヤサンプルを数秒間浸漬させてから、このサンプル
を取り出す。しかる後に、石英製ビーカ内の液体をろ過
する。そして、このろ過された液体を原子吸光法で測定
する。

【００３１】ワイヤ表面にワイヤ１０ｋｇあたり０．０
１乃至１．０ｇのＭｏＳ_２を塗布固体送給潤滑材であるＭｏＳ_２をワイヤ表面に塗布する
と、ワイヤ送給性が向上し、チップ摩耗速度を減少させ
る効果がある。この効果はＭｏＳ_２の塗布量がワイヤ１
０ｋｇあたり０．０１ｇより少ないと顕著に現われな
い。一方、ＭｏＳ _２をワイヤ１０ｋｇあたり１．０ｇを
超えて塗布すると、送給系内で剥離したＭｏＳ_２が堆積
して詰まり量が多くなり、送給不安定の原因となる。よ
って、ＭｏＳ_２を塗布する場合は、その塗布量はワイヤ
１０ｋｇあたり０．０１乃至１．０ｇとする。

【００３２】上述した成分以外の成分は不可避的不純物
であるが、例えば、ソリッドワイヤ素線である鋼線中
に、Ｃｕは０．１質量％以下、Ａｌは０．０５質量％以
下、Ｃｒは０．３０質量％以下、Ｂｉは０．１質量％以
下、Ｎは０．０１質量％以下、Ｏは０．０２０質量％以
下、Ｎｉは０．１０質量％以下、Ｍｏは０．０５質量％
以下、Ｂは０．００５質量％以下等であれば、その含有
が許容される。

【００３３】

【実施例】以下、本発明のパルスＭＡＧ溶接用ソリッド
ワイヤの実施例について、その特性を試験した結果を、
比較例と比較して具体的に説明する。

【００３４】下記表１及び表２に示す各種組成のワイヤ
を用い、下記表３の溶接条件でパルスＭＡＧ溶接を実施
し、スパッタ発生量を測定した。表１及び表２に示すワ
イヤの直径は１．２ｍｍである。この溶接時のアーク電
圧はアンダカットが生じない程度にまで低く設定してい
る。ワイヤＮｏ．１乃至９はＣ，Ｓｉ，Ｍｎの組成が、
請求項３乃至５で規定した好ましい範囲を満足する実施
例である。また、ワイヤＮｏ．１０乃至１６はＣ，Ｓ
ｉ，Ｍｎの組成が、請求項２で規定した範囲を満足する
実施例である。更に、ワイヤＮｏ．１７乃至２０はいず
れかの成分の組成が請求項２で規定した範囲を満足しな
いため、請求項１のみを満足する実施例である。一方、
ワイヤＮｏ．２１乃至２８は表面に銅メッキを施した比
較例である。ワイヤＮｏ．２９、３０は、表面に銅メッ
キを施していないが、塗布油量が本発明の範囲を外れる
比較例である。

【００３５】図５は本実施例のスパッタ捕集方法を示す
模式図である。図５に示すように、板状のテストワーク
１，２を垂直にして重ね合わせ、コーナー部を溶接トー
チ３によりすみ肉溶接した。そして、平面視で扇状をな
す銅板製の捕集器４をその直線辺がテストワーク１，２
の直下に位置するように配置し、溶接により発生するス
パッタを捕集器４内に捕集した。この捕集器４内に捕集
したスパッタと溶接トーチ３に付着したスパッタとを合
計してスパッタ発生量とした。溶接長は１組あたり５０
０ｍｍとし、同一条件で３組溶接して１分あたりのスパ
ッタ発生量とした。パルスのピーク期間は最も実用上使
用される１．１〜１．５ミリ秒の３段階で夫々測定し、
全てのスパッタ発生量の平均値で整理した。下記表４に
これらの試験結果を示す。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【表２】

【００３８】

【表３】

【００３９】

【表４】

【００４０】スパッタ発生量の判定結果は、スパッタ発
生量が０．３ｇ／分以下で特に優れているものを◎と
し、０．５ｇ／分以下で良好なものを○とし、０．５ｇ
／分を超えてスパッタが多いものを×としている。な
お、本試験において、気孔欠陥又は割れ等の欠陥は生じ
なかった。ワイヤＮｏ．１〜２０は本発明の実施例ワイ
ヤであり、高速・低電圧条件でもスパッタ発生量が少な
く、優れていた。一方、ワイヤＮｏ．２１〜２８は従来
の銅メッキワイヤであるが、スパッタ発生量が多かっ
た。微視的な銅メッキの不連続性がアーク不安定を引き
起こし、パルス周期との同調が崩れることから、スパッ
タが多く発生したものと考えられる。ワイヤＮｏ．２９
はメッキはないものの、表面潤滑油量が不足しているこ
とから、送給抵抗が高くなり、微小な送給量の変動が大
きくなって、アークが不安定化し、スパッタ発生量が増
加した。ワイヤＮｏ．３０はメッキはないものの、表面
潤滑油が過剰であることから、送給ローラとワイヤとの
間の抵抗が小さくなりすぎて、スリップ現象を起こし、
微小な送給変動が大きくなった。よって、アークが不安
定化し、スパッタが増加した。このように、本発明の範
囲外の比較例ワイヤは、スパッタ発生量が本発明の実施
例ワイヤよりも極めて多かった。

【００４１】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、メ
ッキを施さず表面潤滑油量を適正に管理することによ
り、パルスＭＡＧ溶接において重要な微小な送給変動を
抑制し、常に１溶滴／１パルスを規則的に持続可能とな
ると共に、粒径が小さい溶滴を形成することができるの
で短いアーク長でも極めて少ないスパッタ量を実現する
ことが可能となる。これにより、本発明は、溶接のクリ
ーン化及び高速溶接化等に多大の貢献をなす。

【図面の簡単な説明】

【図１】横軸に時間をとり、縦軸にアーク直上のワイヤ
送給速度をとって、本発明ワイヤのアーク直上における
微小時間でのワイヤ送給速度の変化を示すグラフ図であ
る。

【図２】横軸に時間をとり、縦軸にアーク直上のワイヤ
送給速度をとって、潤滑油不足のメッキ無しワイヤのア
ーク直上における微小時間でのワイヤ送給速度の変化を
示すグラフ図である。

【図３】横軸に時間をとり、縦軸にアーク直上のワイヤ
送給速度をとって、潤滑油過剰のメッキ無しワイヤのア
ーク直上における微小時間でのワイヤ送給速度の変化を
示すグラフ図である。

【図４】横軸に時間をとり、縦軸にアーク直上のワイヤ
送給速度をとって、従来のメッキワイヤのアーク直上に
おける微小時間でのワイヤ送給速度の変化を示すグラフ
図である。

【図５】スパッタ捕集方法を示す模式図である。

【符号の説明】

１，２：テストワーク３：溶接トーチ４：捕集器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者輿石房樹神奈川県藤沢市宮前字裏河内100番１株式会社神戸製鋼所藤沢事業所内 (72)発明者伊藤崇明神奈川県藤沢市宮前字裏河内100番１株式会社神戸製鋼所藤沢事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面にメッキ処理していない鋼線からな
るパルスＭＡＧ溶接用ソリッドワイヤにおいて、ワイヤ
表面に潤滑油がワイヤ１０ｋｇあたり０．０５乃至５．
０ｇ存在することを特徴とするパルスＭＡＧ溶接用ソリ
ッドワイヤ。
【請求項２】表面にメッキ処理していない鋼線からな
るパルスＭＡＧ溶接用ソリッドワイヤにおいて、前記鋼
線は、Ｃ：０．０１乃至０．１５質量％、Ｓｉ：０．１
０乃至１．００質量％、Ｍｎ：０．５０乃至２．００質
量％、Ｐ：０．０３０質量％以下、及びＳ：０．０３０
質量％以下を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物か
らなる組成を有し、ワイヤ表面に潤滑油がワイヤ１０ｋ
ｇあたり０．０５乃至５．０ｇ存在することを特徴とす
るパルスＭＡＧ溶接用ソリッドワイヤ。
【請求項３】前記鋼線のＣは、０．０３乃至０．１０
質量％であることを特徴とする請求項２に記載のパルス
ＭＡＧ溶接用ソリッドワイヤ。
【請求項４】前記鋼線のＳｉは、０．５０乃至０．９
０質量％であることを特徴とする請求項２又は３に記載
のパルスＭＡＧ溶接用ソリッドワイヤ。
【請求項５】前記鋼線のＭｎは、１．００乃至１．５
０質量％であることを特徴とする請求項２乃至４のいず
れか１項に記載のパルスＭＡＧ溶接用ソリッドワイヤ。
【請求項６】前記鋼線は、更に、Ｔｉ、Ｚｒ及びＮｂ
からなる群から選択された少なくとも１種の元素を、夫
々０．０１乃至０．２０質量％含有することを特徴とす
る請求項２乃至５のいずれか１項に記載のパルスＭＡＧ
溶接用ソリッドワイヤ。
【請求項７】ワイヤ表面に、Ｋ化合物及びＣｓ化合物
からなる群から選択された少なくとも１種を、夫々Ｋ及
びＣｓ換算で０．５乃至２０質量ｐｐｍ塗布されている
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載
のパルスＭＡＧ溶接用ソリッドワイヤ。
【請求項８】ワイヤ表面に、ワイヤ１０ｋｇあたり
０．０１乃至１．０ｇのＭｏＳ_２が塗布されていること
を特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のパ
ルスＭＡＧ溶接用ソリッドワイヤ。