【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤ送給性に優れた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ガスシールド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（０．８〜１．６ｍｍ）のガスシールドアーク溶接用ワイヤが使用される。ガスシールドアーク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。このガスシールドアーク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、溶接個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、例え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。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。
【０００４】
安定した溶接を行なうためには、ガスシールドアーク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、つまりワイヤ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、湾曲個所が多く、また湾曲半径（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、ワイヤ送給性が悪化する。
【０００５】
ワイヤの表面状態は、このワイヤ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なりワイヤ送給性が悪化する。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ワイヤ送給性が悪化する。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。
【０００６】
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コンジットケーブルを湾曲させながらワークの溶接が行われるのが普通であるから、このような状況下においてもワイヤ送給性が良好なガスシールドアーク溶接用ワイヤが強く要求されるようになった。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。
【０００７】
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ガスシールドアーク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湾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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
そこで、ワイヤ表面の粗度を大きくしてその凹部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多量でないとワイヤ送給性の改善は望めない。
【００１１】
【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窪地をワイヤ表面に有し、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、ライナの湾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さず良好な送給性を発揮することのできるガスシールドアーク溶接用ワイヤを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は、
（１）ワイヤ表面に面積が０．００３ｍｍ２以下の複数の窪地を有し、該窪地のワイヤ表面に占める割合が１０〜５０％で、ワイヤ表面粗度が負荷長さ率ｔｐ［Ｌ／Ｃｖ＝３０％］で４０〜９０％、算出平均粗さＲａ［Ｌ］が０．１０〜０．６０μｍで、かつワイヤ表面の送給潤滑剤付着量がワイヤ１０ｋｇ当り０．１〜４．０ｇであることを特徴とするガスシールドアーク溶接用ワイヤ。
【００１３】
（２）送給潤滑剤は、固体潤滑剤および送給潤滑油の１種または２種であることを特徴とする前記（１）記載のガスシールドアーク溶接用ワイヤ。
（３）ワイヤ表面色調の明度Ｌ値が４０〜６０、彩度Ｃ値が１〜１０であることも特徴とする前記（１）または（２）記載のガスシールドアーク溶接用ワイヤ。
（４）ワイヤ表面色調の明度Ｌ値が３０〜７０、彩度Ｃ値が２０〜５０であることを特徴とする前記（１）または（２）記載のガスシールドアーク溶接用ワイヤにある。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
ガスシールドアーク溶接用ワイヤが良好な送給性能を具備するためには、ワイヤ送給性にとって有効な送給潤滑剤（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りとしての窪地を有する表面粗度（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、ワイヤ表面に面積が０．００３ｍｍ２以下の複数の窪地を有する。ワイヤ表面の窪地の最大面積が０．００３ｍｍ２を超えると送給ローラでの摩擦力が大きくなるが、ライナ内での送給抵抗が大きくなり送給性が悪くなる。
次に、ワイヤ表面に占める窪地の割合は１０〜５０％にする必要がある。窪地のワイヤ表面に占める割合が１０％未満では、ワイヤ表面が平滑の場合と同様になり、送給ローラでの送給力が不足し、潤滑剤の付着性が悪くて良好な送給性が得られない。逆に５０％を超えると、ライナ内での送給抵抗が増大し、送給性は悪くなる。
【００１５】
図２は、本発明のワイヤ表面の例を示す図である。図２で符号１はワイヤ長手方向（Ｌ方向）を示し、ワイヤ表面は、平坦部２と窪地部３からなる凹凸形状を形成している。このようにしてワイヤ表面に形成した窪地部３は、その内部に送給潤滑剤を収納する機能を有する。また平坦部２は送給潤滑油の被膜機能を有し、窪地部３は固体潤滑剤を収納すると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、ワイヤ表面の窪地の面積およびワイヤ表面に占める窪地の割合は、例えば走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）でワイヤ表面を５００倍に拡大撮影した後、画像処理装置で測定することができる。
【００１６】
また、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。
ｔｐ［Ｌ／Ｃｖ＝３０］＝４０〜９０％
Ｒａ［Ｌ］＝０．１０〜０．６０μｍ
（測定条件；カットオフ値λｃ＝０．８ｍｍ、基準長さｌ＝０．８０ｍｍ、評価長さｌｎ＝４．００ｍｍ）
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ヶ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。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。
【００１７】
図１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。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４０〜９０％とした理由は、４０％未満であると凹部（窪地部）が過大になり、送給潤滑剤（特に固体潤滑剤）の付着量が多くなり易いこと、逆に９０％を超えると凸部が過大になり、送給潤滑剤の付着量が少なくなり易いことによる。送給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ワイヤ送給性が悪化する。
【００１８】
また、ライナ内部で送給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。逆に送給潤滑剤が付着過少になると、ワイヤ送給抵抗が増加したとき、送給速度が不安定になってワイヤ送給性が悪化する。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。
【００１９】
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、０．１０〜０．６０μｍに規定した理由は、０．１０μｍ未満であると窪地の高低差が過少になり、送給潤滑剤の保持機能が乏しくなること、逆に、０．６０μｍを超えると窪地の高低差が大きくなり、送給潤滑剤の付着が多くなり易いことによる。本発明では、ワイヤ表面をｔｐ［Ｌ／Ｃｖ＝３０］＝４０〜９０％とＲａ［Ｌ］＝０．１０〜０．６０μｍの組合せによる窪地の凹凸バランスを特定した形状とし、これにより送給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］５０〜８０％とＲａ［Ｌ］０．２０〜０．３０μｍの組合せの表面を推奨する。
【００２０】
本発明ではガスシールドアーク溶接用ワイヤ表面に送給潤滑剤を付着する。本発明でいう送給潤滑剤とは、送給潤滑油と固体潤滑剤をいう。これらの送給潤滑剤はワイヤ表面に付着して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、ガスシールドアーク溶接用ワイヤの良好なワイヤ送給性を確保する。送給潤滑剤の付着量はワイヤ１０ｋｇ当り０．１〜４．０ｇ（以下、ｇ／１０ｋｇＷという。）であることが望ましい。０．１ｇ／１０ｋｇＷ未満では、送給抵抗の増加抑制効果が認められず、ワイヤ送給性改善は望めない。逆に４．０ｇ／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。送給潤滑油の場合、溶解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。
【００２１】
なお、送給潤滑油は動植物油、鉱物油あるいは合成油の何れでも良い。動植物油としてはパーム油、菜種油、ひまし油、豚油、牛油、魚油等を、鉱物油にとしてはマシン油、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。ここで望ましい送給潤滑油の付着量は、０．０５〜２．０ｇ／１０ｋｇＷとするのが良い。もちろん伸線加工時においてはダイスとワイヤ間の摩擦係数低減機能を有する。
【００２２】
固体潤滑剤とはＭｏＳ２、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）、グラファイトおよび乾式潤滑剤等が上げられる。固体潤滑剤の付着量は、上記効果を発揮するために０．０５〜２．０ｇ／１０ｋｇＷとするのが良い。
なお、送給潤滑剤の付着量は化学分析（トルエン・エーテル抽出法）により測定できる。
【００２３】
次に、ノーめっきワイヤ表面色調の明度をＪＩＳ Ｚ８７２９で規定される明度Ｌ値が４０〜６０で、彩度Ｃ値を１〜１０の範囲とすることによってワイヤ送給性が良好となる。ワイヤ表面色調の明度Ｌ値が４０、彩度Ｃ値が１未満であると送給潤滑剤付着量が多くなるので、送給ローラが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ワイヤ送給性が悪化する。また、ワイヤ表面色調の明度Ｌ値が６０、彩度Ｃ値が１０を超えると、潤滑剤付着量が少なくなるので、ワイヤ送給抵抗が増加したとき、ワイヤ送給速度が不安定となってワイヤ送給性が悪くなる。
【００２４】
一方、めっきワイヤ表面色調の明度Ｌ値を３０〜７０、彩度Ｃ値を２０〜５０の範囲とすることによってワイヤ送給性が良好で、ワイヤ表面色調の明度Ｌ値が３０、彩度Ｃ値が２０未満の場合送給潤滑剤付着量が多くなるので、送給ローラが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ワイヤ送給性が悪化する。また、ワイヤ表面色調の明度Ｌ値が７０、彩度Ｃが５０を超えると、送給潤滑剤付着量が少なくなるので、ワイヤ送給抵抗が増加したとき、ワイヤ送給速度が不安定になってワイヤ送給性が悪くなる。
【００２５】
従って、本発明では、ワイヤ表面色調の明度Ｌ値および彩度Ｃ値を、次のように規定する。
ノーめっきワイヤ めっきワイヤ
明度 Ｌ値 ４０〜６０ ３０〜７０
彩度 Ｃ値 １ 〜１０ ２０〜５０
上記の測定は、スプール巻ワイヤ最外層またはペールパック最上層表面を略均等間隔８ヶ所測定した値の平均として求めることができる。なお、明度Ｌおよび彩度Ｃは色彩色差計で測定することができ本発明においては、ミノルタ（株）製のＣＲ−３００、測定径；８ｍｍを使用した。
【００２６】
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）の何れのガスシールドアーク溶接用ワイヤも対象とする。
本発明のガスシールドアーク溶接用ワイヤの製造方法例として、ロール表面に凸部付けしたローラダイスによってローラダイス表面の形状をワイヤ表面に転写し、その後仕上げ孔ダイスによって最終径まで伸線、送給潤滑剤を塗布して、スプール巻きワイヤまたはペールパック入りワイヤとする。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明の効果を実施例により具体的に説明する。
ワイヤ径１．２ｍｍのフラックス入りワイヤ（ＪＩＳ Ｚ３３１３ ＹＦＷ−Ｃ５０ＤＲ、フラックス充填率１４％）とソリッドワイヤ（ＪＩＳ Ｚ３３１２ ＹＧＷ１１）に窪地を付与し送給潤滑剤を付着したスプール巻きガスシールドアーク溶接用ワイヤを各種試作した。ワイヤ送給性の評価試験は、図３に示すワイヤ送給性試験装置を用いて行なった。図３においてワイヤ送給機４にセットされたスプール巻き溶接用ワイヤ５は、送給ローラ６により引き出され、コンジットケーブル７に内包したライナを経てその先端の溶接トーチ８まで送給される。そして通電チップと鋼板９の間でビードオンプレート溶接を行なった。コンジットケーブル７は６ｍ長で、ワイヤに送給抵抗を与えるために７５ｍｍ直径のループを２つ形成した湾曲部１０を設けた。ワイヤ送給機４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１１を備えている。送給性評価指標のスリップ率Ｓｌは、Ｓｌ＝（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１２により送給時にワイヤがライナ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Ｓ１が１０％以下の場合に送給性良好と判定する。ワイヤ送給性試験は、表１に示す溶接条件で２０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。それらの結果を表２にノーめっきワイヤの例および表３にめっきワイヤの例を示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】
【表２】
【００３０】
【表３】
【００３１】
表２および表３中、Ｎｏ．１〜７およびＮｏ．１７〜２３は本発明例で、Ｎｏ．８〜１６およびＮｏ．２４〜３２は比較例である。本発明例であるＮｏ．１〜７およびＮｏ．１７〜２３は、ワイヤ表面の窪地最大面積、窪地の占める割合、表面粗度（ｔｐ，Ｒａ）送給潤滑剤付着量およびワイヤ表面色調（明度Ｌ、彩度Ｃ）が適正であるので、ワイヤ送給試験においてワイヤ送給抵抗Ｒおよびスリップ率Ｓｌが低く、ワイヤ送給性が良好で極めて満足な結果であった。
【００３２】
比較例中、Ｎｏ．８およびＮｏ．３０は、ワイヤ表面の窪地最大面積が広く、Ｎｏ．９およびＮｏ．２８は、窪地の占める割合が大きいので、Ｎｏ．１１およびＮｏ．２６は、ワイヤ表面粗度のｔｐが低いので、Ｎｏ．１３およびＮｏ．３１は、ワイヤ表面粗度のＲａが高いので、また、Ｎｏ．１５およびＮｏ．２４は、送給潤滑剤の付着量が低く、色調の明度Ｌが高く、さらに彩度Ｃが高いので、いずれもワイヤ送給抵抗Ｒが高くなりワイヤ送給性が悪くなった。Ｎｏ．１０およびＮｏ．２９は、窪地の占める割合が小さく、Ｎｏ．１２およびＮｏ．２７は、表面粗度のｔｐが高く、Ｎｏ．１４およびＮｏ．３２は、ワイヤ表面粗度のＲａが低いので、また、Ｎｏ．１６およびＮｏ．２５は、送給潤滑剤の付着量が高く、色調明度Ｌが低く、さらに彩度Ｃが低いので、いずれもスリップ率が高くなりワイヤ送給性が悪くなった。
【００３３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明のガスシールドアーク溶接用ワイヤによれば、ライナの湾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、潤滑切れを起こすことなく良好なワイヤ送給性を発揮することのできるガスシールドアーク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】ガスシールドアーク溶接用ワイヤのベアリングカーブ例を示す図である。
【図２】本発明のガスシールドアーク溶接用ワイヤ表面の例を示す図である。
【図３】本発明の実施例に用いたワイヤ送給性試験装置を示す図である。
【符号の説明】
１ ワイヤ長手方向
２ 平坦部
３ 窪地
４ ワイヤ送給機
５ 溶接用ワイヤ
６ 送給ローラ
７ コンジットケーブル
８ 溶接トーチ
９ 鋼板
１０ コンジットケーブルの屈曲部
１１ ワイヤ速度検出器
１２ ロードセル[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a wire for gas-shielded arc welding, such as a flux-cored wire for automatic and semi-automatic welding and a solid wire, which is excellent in wire feedability.
[0002]
[Prior art]
Generally CO 2 gas shielded arc welding, the MIG welding gas shielded arc welding wire diameter (0.8~1.6mm) is used. The gas shielded arc welding wire is provided for welding in a form wound on a spool or loaded in a pail pack. When using this gas shielded arc welding wire, the wire is pulled out of the spool or pail pack by the feed roller of the feeder and pushed into the liner contained in the subsequent conduit cable, and the conduit is passed through the liner. A method is used in which the power is fed to a power supply tip in a welding torch attached to the end of the cable. A voltage is applied to the wire between the power supply tip and the material to be welded, and arc welding is performed.
[0003]
The liner used here is a flexible guide tube formed by turning a steel wire into a spiral shape, and its length is usually about 3 to 6 m, but is 10 to 20 m long when performing welding over a wide area. It is selected and used according to the distance to the welding point. According to this method, there is an advantage that welding can be performed relatively easily along a conduit cable (liner) even in a place where a welding place is narrow or has a height difference, such as a shipbuilding site. However, the following problems may occur during use, and there is a demand for solving them.
[0004]
In order to perform stable welding, it is necessary to supply a gas-shielded arc welding wire to a weld at a predetermined constant speed, that is, it is necessary that the wire feedability is good. The wire is pushed into the liner by the feed force of the feed roller, while receiving the feed resistance from the inner surface of the liner due to contact friction. At this time, in a relatively gentle use environment where the liner is close to a straight line, the feed resistance is not so large and there is no problem in the feedability. However, there are many curved portions and a curved radius (curvature radius). In a severe use environment, such as when the length is small, or when the liner becomes long, the feed resistance increases, the balance with the feed force is lost, and the wire feedability deteriorates.
[0005]
The surface condition of the wire greatly affects the quality of the wire feeding property. That is, when the feed resistance increases and the amount of the lubricant on the wire surface is small, the feed speed becomes unstable and the wire feedability deteriorates. Further, the wire buckles in the liner, the surface of the wire is shaved by the feed roller, and the shavings enter and accumulate in the liner, thereby increasing the feed resistance. Conversely, if the amount of lubricant on the surface of the wire is large, the feed roller slips excessively, and the wire cannot maintain a predetermined feed speed, and the wire feedability deteriorates. As a result, problems such as instability of the welding arc, irregularity of the bead shape, poor fusion, and occurrence of undercut occur.
[0006]
There is almost no welding site where the conduit cable is used in a straight line, and it is common to weld the work while bending the conduit cable in a complicated and complicated place. However, there has been a strong demand for a gas shielded arc welding wire having a good quality. Conventionally, various lubrication processes have been performed on the surface of a welding wire in order to ensure the feeding property.
[0007]
For example, Japanese Patent Publication No. 50-3256 discloses a gas shielded arc welding wire in which a lubricating oil is applied to a dense and smooth surface. However, if the wire surface is dense and smooth, it is difficult to apply a predetermined amount of lubricating oil evenly and stably. In order to obtain a wire with good feedability, it is necessary to apply a large amount of lubricating oil. Absent. However, as described above, a wire with a large amount of lubricating oil on the surface makes it difficult for the feed roller to slip due to an increase in feed resistance, making it difficult to cope with the curvature of the liner. There is a drawback that the weld metal is deteriorated due to the increase in the amount.
[0008]
On the other hand, as an example of using a solid lubricant, Japanese Patent Laid-Open Publication No. Sho 50-146541 discloses a method for producing a composite wire for welding, which comprises a mixture of one or more of molybdenum disulfide powder and graphite powder and one or more flux components. A method for producing a composite wire for welding, characterized in that the wire is drawn by a wire drawing agent containing as a main component. Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-135595 discloses an arc welding wire in which only one or both of graphite and molybdenum disulfide and a mixture of 10 to 60% by weight of glass powder are applied to the surface of the wire. There is disclosed an arc welding wire characterized in that the amount of the lubricant is 5 × 10 −2 to 5 × 10 −2 % of the weight of the wire.
[0009]
However, in the above technique, it is difficult to control the amount of lubricant attached, and there is a problem that a portion to which lubricant is excessively attached is generated and the lubricant is unevenly attached after drawing. If the lubricant is excessively adhered, clogging may occur in the conduit cable, and feeding may be difficult. Further, if the lubricant is unevenly attached, it becomes difficult to perform stable feeding.
[0010]
Therefore, a technique has been proposed in which the lubricating oil is applied evenly and stably in the longitudinal direction of the wire by increasing the roughness of the wire surface and holding the lubricating oil in the recess. For example, in Japanese Patent Publication No. 4-52197, wire drawing is performed after annealing in a specific gas atmosphere, and in Japanese Patent Publication No. 58-56677, a hole die is used while forcibly lubricating while increasing the lubricating oil pressure. A manufacturing technique for increasing the roughness of the wire surface by drawing is disclosed. However, Japanese Patent Publication No. 4-52197 discloses a lateral groove extending in the circumferential direction of the wire, which is effective as an oil reservoir but not suitable as a solid lubricant reservoir. Although the flatness of the wire surface can be reduced, it is difficult to obtain roughness in the depth direction. Therefore, unless the amount of lubricating oil deposited on the surface is large, improvement in wire feedability cannot be expected.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the present invention has a depression which is effective as a supply lubricant reservoir on a wire surface and stably adheres a supply lubricant (solid lubricant, supply lubricant oil), thereby causing a liner to be curved or the like. It is an object of the present invention to provide a gas shielded arc welding wire capable of exhibiting good feedability without running out of lubrication even in a severe use environment where supply resistance is high.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The gist of the present invention is:
(1) The surface of the wire has a plurality of depressions having an area of 0.003 mm 2 or less, the ratio of the depressions to the wire surface is 10 to 50%, and the surface roughness of the wire is a load length ratio tp [L / Cv]. = 30%], the calculated average roughness Ra [L] is 0.10 to 0.60 μm, and the amount of lubricant supplied on the wire surface is 0.1 to 4.0 g per 10 kg of wire. A wire for gas-shielded arc welding, characterized in that it is provided.
[0013]
(2) The wire for gas shielded arc welding according to (1), wherein the feed lubricant is one or two of a solid lubricant and a feed lubricant.
(3) The wire for gas shielded arc welding according to the above (1) or (2), wherein the lightness L value of the wire surface tone is 40 to 60 and the chroma C value is 1 to 10.
(4) The gas shielded arc welding wire according to the above (1) or (2), wherein the lightness L value of the wire surface color tone is 30 to 70 and the saturation C value is 20 to 50.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In order for the gas shielded arc welding wire to have good feeding performance, a feeding lubricant (solid lubricant, feeding lubricating oil) effective for the wire feeding property must be uniform and stable in the wire longitudinal direction. It must be attached. For that purpose, it is necessary that the surface roughness (unevenness) having a depression as a lubricant reservoir be formed on the wire surface. For this purpose, in the present invention, the wire surface has a plurality of depressions having an area of 0.003 mm 2 or less. If the maximum area of the depression on the surface of the wire exceeds 0.003 mm 2 , the frictional force at the feed roller increases, but the feed resistance in the liner increases, and the feedability deteriorates.
Next, the proportion of the depression on the wire surface needs to be 10 to 50%. If the ratio of the depressions to the wire surface is less than 10%, the same as when the wire surface is smooth, the feeding force at the feeding roller is insufficient, the adhesion of the lubricant is poor, and good feeding property is obtained. I can't. Conversely, if it exceeds 50%, the feed resistance in the liner increases, and the feedability deteriorates.
[0015]
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a wire surface according to the present invention. In FIG. 2, reference numeral 1 indicates a wire longitudinal direction (L direction), and the surface of the wire has an uneven shape composed of a flat portion 2 and a concave portion 3. The depression 3 formed on the surface of the wire in this manner has a function of accommodating the feed lubricant therein. Further, the flat portion 2 has a function of coating the lubricating oil to be fed, and the depression 3 has a function of storing a solid lubricant and stabilizing the coating state of the flat portion. The area of the depression on the surface of the wire and the ratio of the depression on the surface of the wire can be measured by an image processing apparatus, for example, after photographing the surface of the wire with a scanning electron microscope (SEM) at 500 times magnification.
[0016]
The surface roughness in the wire longitudinal direction (L direction) defined by JIS B0601-1994 is defined as a load length ratio tp [cutting level Cv = 30%] (hereinafter referred to as tp [L / Cv = 30]). Arithmetic average roughness Ra (hereinafter referred to as Ra [L]) is defined as follows.
tp [L / Cv = 30] = 40-90%
Ra [L] = 0.10-0.60 μm
(Measurement conditions; cut-off value λc = 0.8 mm, reference length 1 = 0.80 mm, evaluation length ln = 4.00 mm)
The tp [L / Cv = 30] and Ra [L] are measured in the longitudinal direction (L direction) at eight positions at 45 ° intervals in the circumferential direction of the wire using a stylus type roughness meter (needle tip 5 μm). ) Can be obtained as an average of the measured values. Here, the load length ratio tp is expressed as a ratio (%) of a total sum of cut lengths obtained when the roughness curve is cut at a cutting level Cv (%) parallel to the average line with respect to a reference length.
[0017]
FIG. 1 shows a bearing curve (hereinafter referred to as “BC”) in which the relationship between the cutting level Cv (%) from the maximum peak and the load length ratio tp (%) is graphed. The illustrated BC example is an example of the present invention. The BC on the wire surface indicates that the load length ratio tp at the cutting level Cv = 30% is 78%. The load length ratio tp is an index indicating the roughness profile of the wire surface. The reason for setting tp [L / Cv = 30] to 40 to 90% in the present invention is that if the load length ratio tp is less than 40%, the concave portion (the concave portion) ) Is excessively large, and the amount of the attached lubricant (especially, solid lubricant) tends to increase. Conversely, if it exceeds 90%, the convex portion becomes excessively large, and the amount of the attached lubricant tends to decrease. It depends. If the feed lubricant is excessively attached, the feed roller slips excessively, and the wire cannot maintain a predetermined feed speed, and the wire feedability deteriorates.
[0018]
Further, the lubricant supplied in the liner is remarkably dropped, thereby shortening the service life of the liner. Conversely, if the amount of the lubricant supplied is too small, when the wire feeding resistance increases, the feeding speed becomes unstable and the wire feeding property deteriorates. Further, the wire surface is shaved by the feeding roller, and the shavings enter and accumulate in the liner, so that the feeding resistance is further increased.
[0019]
Next, the arithmetic average roughness Ra [L] is an index indicating the depth of the roughness, and the reason for defining the Ra [L] to be 0.10 to 0.60 μm in the present invention is that the roughness is less than 0.10 μm. If there is, the height difference of the depression becomes too small, and the function of holding the feeding lubricant becomes poor. Conversely, if it exceeds 0.60 μm, the height difference of the depression becomes large, and the adhesion of the feeding lubricant tends to increase. It depends. In the present invention, the wire surface is formed into a shape in which the unevenness balance of the depression is specified by a combination of tp [L / Cv = 30] = 40 to 90% and Ra [L] = 0.10 to 0.60 μm. Realizes stable adhesion of an appropriate amount of lubricant. In this sense, a surface having a combination of tp [L / Cv = 30] of 50 to 80% and Ra [L] of 0.20 to 0.30 μm is recommended as a more desirable roughness range.
[0020]
In the present invention, the feed lubricant is attached to the surface of the gas shielded arc welding wire. The feed lubricant referred to in the present invention refers to feed lubricant oil and solid lubricant. These feed lubricants adhere to the surface of the wire, reduce the friction coefficient between the inner wall of the liner and the wire, and suppress the increase in feed resistance. To secure. It is desirable that the amount of the lubricant supplied is 0.1 to 4.0 g per 10 kg of wire (hereinafter, referred to as g / 10 kgW). If it is less than 0.1 g / 10 kgW, no effect of suppressing an increase in feed resistance is observed, and improvement in wire feedability cannot be expected. On the other hand, if it exceeds 4.0 g / 10 kgW, it will be excessively adhered to the wire surface, the feeding roller will slip greatly, and stable feeding will be difficult. In addition, the inside of the liner is contaminated, and poor feeding due to clogging of the lubricant occurs. In the case of the lubricating oil supplied, it is decomposed by the heat of dissolution and generates a large amount of hydrogen.
[0021]
The feed lubricating oil may be any of animal and vegetable oils, mineral oil and synthetic oil. Palm oil, rapeseed oil, castor oil, pork oil, beef oil, fish oil and the like can be used as animal and vegetable oils, and machine oil, turbine oil, spindle oil and the like can be used as mineral oils. As the synthetic oil, hydrocarbon-based, ester-based, polyglycol-based, polyphenol-based, silicone-based, and fluorocarbon-based oils can be used. In order to further improve the lubricating performance, oil lubricating agents such as various fatty acids and phosphorus-based, chlorine-based and sulfur-based extreme pressure additives may be added to the lubricating oil to be fed. An additive (antioxidant) may be added to prevent this. Here, the desirable amount of the lubricating oil supplied is preferably 0.05 to 2.0 g / 10 kgW. Of course, at the time of wire drawing, it has a function of reducing the friction coefficient between the die and the wire.
[0022]
The solid lubricant is a solid lubricant containing one or two of MoS 2, WS 2, polytetrafluoroethylene as other components (hereinafter referred to as PTFE), graphite and dry lubricants and the like. The amount of the solid lubricant to be applied is preferably 0.05 to 2.0 g / 10 kgW in order to exhibit the above effect.
The amount of the lubricant supplied can be measured by chemical analysis (toluene / ether extraction method).
[0023]
Next, by setting the lightness of the surface tone of the non-plated wire to a lightness L value defined by JIS Z8729 of 40 to 60 and a chroma C value of 1 to 10, the wire feedability is improved. If the lightness L value of the wire surface tone is less than 40 and the saturation C value is less than 1, the amount of lubricant supplied increases, so that the feeding roller slips and the wire maintains a predetermined feeding speed. No, wire feedability deteriorates. Further, when the lightness L value of the wire surface tone exceeds 60 and the saturation C value exceeds 10, the amount of the lubricant attached decreases, so that when the wire feeding resistance increases, the wire feeding speed becomes unstable. The wire feedability becomes worse.
[0024]
On the other hand, by setting the lightness L value of the plated wire surface tone in the range of 30 to 70 and the chroma C value in the range of 20 to 50, the wire feedability is good, and the lightness L value of the wire surface tone is 30, and the chroma C When the value is less than 20, the amount of lubricant supplied increases, so that the feeding roller slips, and the wire cannot maintain a predetermined feeding speed, and the wire feeding property deteriorates. Further, when the lightness L value of the wire surface tone exceeds 70 and the saturation C exceeds 50, the amount of lubricant supplied decreases, so that when the wire feeding resistance increases, the wire feeding speed becomes unstable. The wire feedability becomes worse.
[0025]
Therefore, in the present invention, the lightness L value and the saturation C value of the wire surface color tone are defined as follows.
No plating wire Plating wire lightness L value 40-60 30-70
Saturation C value 1 to 10 20 to 50
The above measurement can be obtained as an average of values measured at eight locations at substantially equal intervals on the outermost layer of the spool wound wire or the uppermost layer of the pail pack. In addition, lightness L and chroma C can be measured by a colorimeter, and in the present invention, CR-300 manufactured by Minolta Co., Ltd., measuring diameter: 8 mm was used.
[0026]
The present invention is intended for any gas-shielded arc welding wire including a solid solid wire and a flux-cored wire (with or without seam) in which a flux is included in the wire.
As an example of the method of manufacturing a wire for gas shielded arc welding of the present invention, the shape of the surface of the roller die is transferred to the wire surface by a roller die having a convex portion on the roll surface, and then drawn and fed to a final diameter by a finishing hole die. A lubricant is applied to form a spool wound wire or a pail-packed wire.
[0027]
【Example】
Hereinafter, the effects of the present invention will be specifically described with reference to examples.
Spool-wound gas shielded arc welding wire with 1.2 mm wire diameter cored wire (JIS Z3313 YFW-C50DR, flux filling rate 14%) and solid wire (JIS Z3312 YGW11) with depressions provided with feed lubricant Various prototypes were produced. The evaluation test of the wire feedability was performed using the wire feedability test apparatus shown in FIG. In FIG. 3, the spool winding welding wire 5 set on the wire feeder 4 is drawn out by a feed roller 6 and fed to a welding torch 8 at the tip of the wire via a liner included in a conduit cable 7. Then, bead-on-plate welding was performed between the current-carrying tip and the steel plate 9. The conduit cable 7 was 6 m long and provided with a curved portion 10 formed with two loops having a diameter of 75 mm to give a feeding resistance to the wire. The wire feeder 4 includes a detector (not shown) for the peripheral speed Vr (= set wire speed) of the feed roller and a detector 11 for the actual wire speed (Vw). The slip ratio Sl of the feedability evaluation index is represented by Sl = (Vr−Vw) / Vr × 100%. Further, a reaction force applied to the wire from the liner during feeding by the load cell 12 provided in the feeding roller portion was detected as a feeding resistance R. When the feeding resistance R is 6 kgf or less and the slip ratio S1 is 10% or less, it is determined that the feeding property is good. In the wire feedability test, welding was performed for 20 minutes under the welding conditions shown in Table 1, and a feed resistance R and a slip rate S1 were measured to obtain an average value. Table 2 shows an example of a non-plated wire and Table 3 shows an example of a plated wire.
[0028]
[Table 1]
[0029]
[Table 2]
[0030]
[Table 3]
[0031]
In Tables 2 and 3, Nos. 1 to 7 and Nos. Nos. 17 to 23 are examples of the present invention. Nos. 8 to 16 and Nos. 24 to 32 are comparative examples. No. 1 of the present invention example. Nos. 1 to 7 and Nos. 17 to 23, since the maximum area of the depression on the wire surface, the proportion of the depression, the surface roughness (tp, Ra), the amount of lubricant supplied and the wire surface tone (lightness L, saturation C) are appropriate. In the feed test, the wire feed resistance R and the slip ratio S1 were low, and the wire feedability was good and the results were extremely satisfactory.
[0032]
In the comparative examples, No. 8 and No. No. 30 has a large maximum depression area on the wire surface. 9 and No. 9 No. 28 has a large proportion of the depressions, and 11 and No. No. 26 has a low wire surface roughness tp. 13 and No. No. 31 has a high surface roughness Ra of the wire. 15 and No. In No. 24, since the amount of the lubricant supplied was low, the lightness L of the color tone was high, and the chroma C was high, the wire feed resistance R was high and the wire feedability was poor. No. 10 and No. In No. 29, the proportion occupied by the depression is small. 12 and No. No. 27 has a high surface roughness tp. 14 and No. No. 32 has a low wire surface roughness Ra. 16 and No. In No. 25, since the amount of the supplied lubricant was high, the color tone lightness L was low, and the chroma C was low, the slip ratio was high and the wire feedability was poor.
[0033]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the wire for gas shielded arc welding of the present invention, even under a severe use environment in which the feed resistance is increased due to the curvature of the liner or the like, a good wire without running out of lubrication occurs. A wire for gas shielded arc welding capable of exhibiting feedability can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of a bearing curve of a gas shielded arc welding wire.
FIG. 2 is a diagram showing an example of the surface of a wire for gas shielded arc welding of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a wire feedability test apparatus used in an example of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wire longitudinal direction 2 Flat part 3 Depression 4 Wire feeder 5 Welding wire 6 Feeding roller 7 Conduit cable 8 Welding torch 9 Steel plate 10 Conduit cable bending part 11 Wire speed detector 12 Load cell
