JP2004098157A

JP2004098157A - アーク溶接用ソリッドワイヤ

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Publication number: JP2004098157A
Application number: JP2002267441A
Authority: JP
Inventors: Yukio Yamaoka; 山岡　幸男; Geun Chul Song; 宋　根哲
Original assignee: Kiswel Ltd
Current assignee: Kiswel Ltd
Priority date: 2002-09-12
Filing date: 2002-09-12
Publication date: 2004-04-02
Also published as: SG114628A1; KR100507890B1; KR20040024427A; CN1244430C; US20040050835A1; CN1488468A; US6906286B2; MY135337A

Abstract

【解決手段】銅めっきが施されていないワイヤ表面平坦部の微小ビッカース硬さＨｖを１１５〜３１０、その算術平均あらさＲａを０．０１〜０．３０μｍに調整する。表面潤滑プール部の面積率を１５〜８８％に調整する。ワイヤ表面に、ＭｏＳ_２、ＢＮまたはそのいずれかの混合物を１種以上、０．００２〜０．４０ｇ／ｍ^２塗布する。
【効果】従来と全く異なった概念を持ち、銅めっきがなく、送給性に極めて優れたアーク溶接用ソリッドワイヤを提供できる。溶接作業性が向上する。銅めっきがないので、ワイヤ製造上もエネルギーロスの低減に大きく貢献する。銅ヒュームも発生しないので、溶接作業環境にもやさしい。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動、半自動アーク溶接用ワイヤに関し、特に、銅めっきがなく、送給性が銅めっきソリッドワイヤを上回るように改良されたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、溶接の自動、半自動化に伴って、ガスアーク溶接用ソリッドワイヤの使用が飛躍的に増大し、特に、鉄骨、自動車、造船、建設業界では大量に使われている。
そして、このようなソリッドワイヤは必ず表面に銅めっきが施されることが必須と言われてきた。すなわち、銅めっきを施すことにより溶接時の通電性が向上し、さらに、溶接時の最重要特性である送給性も良くなると考えられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように多量に使われている銅めっきソリッドワイヤにおいても、以下のように問題点を含んでいることは良く知られている。すなわち、
（ａ）　ワイヤ製造時の伸線工程において、銅めっきの一部分は微粉として別離・脱落し、ワイヤ表面の微細凹凸部に残留付着して、この微粉が溶接に際してケーブルやチップ内壁とワイヤ間の摩擦によって脱落し、チップ内部に溜まり、目詰まりを起こして送給性を劣化させる。
（ｂ）　銅は軟らかいので、銅自体がチップ内壁と摩擦して剥離を起こし、送給性を劣化させる。
（ｃ）　溶接中の超高温アーク中で銅が気化して銅ヒュームが発生し、健康上好ましくない。
などが指摘されてきた。
【０００４】
そこで、銅めっきソリッドワイヤにおいては、上記（ａ）、（ｂ）に関係した「送給性」改善の方法として、特開平１−１６６８９９号、特開平２−２８４７９２号、特開平７−４７４９０号、特開平７−２２３０８７号、特開平７−３２８７８９号、特開平８−１９７２７８号、特開平９−３２３１９１号などが提案されている。
それらの技術は、
（１）　脂肪酸金属塩の塗布、
（２）　金属石けんと油との混合物の塗布、
（３）　表面浸炭を行い、浸炭層にクラックを入れ、このクラックに潤滑剤を溜める。
（４）　表面に人工の凹凸を作り、この凹凸に潤滑剤を溜める。
（５）　表面に突起を作り、粗さを規定し、潤滑剤を塗布する。
（６）　ＭｏＳ_２、ＷＳ_２、ＴｉＯ_２などの混合物を塗布する。
などとなっているが、上記（ａ），（ｂ）の完全な解決には至っていない。
【０００５】
そこで、これら銅めっきに関係する諸問題を解決するために、銅めっきを行わないソリッドワイヤが近年開発されつつある。
銅めっきがないので、上記（ｃ）の問題は解決されたが、送給性などに多くの問題を残しており、種々の改良技術が発案されている。例えば、特許第２６８２８１４号、特開平１１−１４７１７４号、特開２０００−９４１７８号、特開２０００−３１７６７９号、特開２００１−１９１１９５号などである。これらの技術を要約すると、次のようになる。
（１）　比表面積を規定し、ＭｏＳ_２、油、アルカリ金属などを塗布すると共に、表面付着物を２．０ｇ／ｍ^２以下にしたもの、
（２）　ＭｏＳ_２を塗布してこれを溶接コンジットチューブ内で積極的に脱落させて送給性を改良するもの、
（３）　ダル仕上ローラにより表面に凹凸を付与し、この凹凸にＭｏＳ_２、ＷＳ_２、Ｃ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓなどを溜めることにより、送給性を改良したもの、
（４）　　Ｃ、ＴｉＣ、ＷＣ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＦｅＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ、ＴｉＯ_２、ＦＣ、ＭｏＳ_２、ＢＮ、ＷＳ_２、ＦｅＳ、ＴｉＮ、ＣｒＮやＳｎ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｆｅ粉を水溶性高分子と共に付着させたり、油を塗布して送給性を改善したもの（Ｃ、ＴｉＣなど絶縁性無機物粉末とＳｎ、Ｚｎなどの導　電性無機質粉末塗布が特徴）、
（５）　Ｏ　１０〜３００ｐｐｍ、Ｓ　０．０００５〜０．０２％、Ｃ　０．００５〜０．１５％、Ｓｉ　０．２〜１．２％、Ｍｎ　１．０〜２．２％、表面遊離Ｃ　０．００５〜３．０／ワイヤ１０Ｋｇと成分などを規定　し、さらに、Ｔｉ　０．１０〜０．３５％含有する場合や、遊離Ｃ／Ｓ＋Ｏの比を定めた　り、表面にＭｏＳ_２を塗布し、遊離Ｃ／ＭｏＳ_２の比率などを規定して送給性を改良し　たもの、
【０００６】
しかしながら、これらの改良によっても、銅めっきのないワイヤの送給性は銅めっきソリッドワイヤを凌駕することはできず、更なる改良が求められていた。
それ故、銅めっきがなく、さらに、送給性が銅めっきソリッドワイヤを大きく上回る技術の開発が強く求められている。
本発明者らは、銅めっきしたものや銅めっきのないソリッドワイヤのいずれの場合も、表面のあらさ、比表面積、凹凸付与、各種物質の塗布等の方法によってソリッドワイヤの最重要特性である「送給性」を飛躍的に向上させることは困難であるという結論に達した。
【０００７】
そこで、走行するワイヤとコンジットケーブル内壁や溶接チップとの摩擦を表面トライボロジーの観点から精査し、鋭意研究の結果、理想的なソリッドワイヤなるものは、表面は鏡面のように平滑で、この平滑面に摩擦を著しく低下させる物質を十分な量だけ全表面に均一に供給すれば、非常に優れた送給性を有する銅めっきのないソリッドワイヤが完成するという結論に達した。この思想は、鏡面ガラス上に油を滴下し、その上で物質を滑らせると全く無抵抗に近い動きをすることと類似する考え方である。
本発明者らは、この思想をワイヤ表面の微視的特性の限定、塗布物質の選定、および、ワイヤ表面でのこの潤滑塗布物質の安定的補給場所の作り込みという、従来とは全く異なった新しい方法として具体化し、銅めっきのないソリッドワイヤの送給性を著しく向上させることに成功した。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明におけるアーク溶接用ソリッドワイヤは、ワイヤ表面平坦部の微小ビッカース硬さＨｖが１１５〜３１０、その算術平均あらさＲａが０．０１〜０．３０μｍであることを特徴とするものである。この場合において、表面潤滑プール部の面積率を１５〜８８％に調整することが望ましい。また、ワイヤ表面にＭｏＳ_２、ＢＮまたはそのいずれかの混合物を１種以上、０．００２〜０．４０ｇ／ｍ^２塗布しておくことが望ましい。
【０００９】
本発明によれば、従来と全く異なった概念を持ち、銅めっきがなく、さらに、送給性に優れたアーク溶接用ソリッドワイヤを提供することができる。そして、その送給性は従来の銅めっきソリッドワイヤと同等か、少なくともそれを凌駕するので、溶接作業性を向上させるばかりでなく、銅めっきがないので、ワイヤ製造上もエネルギーロスの低減に大きく貢献し、銅ヒュームも発生しないので、溶接作業環境にもやさしいものである。
【００１０】
表面潤滑プール部の面積率を上述した範囲に調整することにより、ワイヤ表面平坦部への摩擦低減物質の補給に関して枯渇することがないので、極めて優れた送給性を実現できる。
【００１１】
ワイヤ表面にＭｏＳ_２、ＢＮまたはそのいずれかの混合物を１種以上、０．００２〜０．４０ｇ／ｍ^２塗布した場合には、伸線潤滑物が全て除去された完全な凹部となっている潤滑プール部にＭｏＳ_２、ＢＮまたはそのいずれかの混合物の１種以上が十分保留されることになり、極めて優れた送給性を実現できる。
【００１２】
本発明をさらに詳細に説明する。本発明の基本構成は、以下の４つの要素よりなっている。
（１）　ワイヤ表面平坦部の微小ビッカース硬さ（荷重１ｇ）の限定、
（２）　ワイヤ表面平坦部の算術平均あらさＲａの限定、
（３）　ワイヤ表面潤滑プール部の面積率の限定、
（４）　ＭｏＳ_２、ＢＮおよびその混合物の１種以上の塗布量の限定、
【００１３】
また、本発明の基本工程は、次の通りである。
Ｒｏｄ　──　酸洗　──　コーティング　──　乾式伸線　──　湿式伸線（軽スキンパス含む）──　電解脱脂（アルカリ系溶液、バイポーラ方式）──　防錆油塗布　──　巻取
上記（１）〜（４）の基本構成の作り込みを、上記の基本工程との関係において以下に説明する。本発明のワイヤ表面は図１の写真のようになっているので、この写真を参照しながら具体的に述べる。
【００１４】
（１）　平坦部の微小ビッカース硬さＨｖの調整
表面の微小硬さとは、図１における写真の白色部（平坦部）の硬さである。この部分の硬さは全加工度と最終湿式スキンパスによって調整される。
ワイヤ表面の通常言われている硬さは全加工度に比例するが、本発明者らは、ワイヤとコンジットケーブルや溶液チップ間の摩擦の大小はワイヤ全体の硬さではなく、表面下極微小領域の硬さに支配されていることを見い出した。このため、ビッカース硬さは荷重１ｇで測定される。荷重１ｇでは、表面下１μｍ以下の領域の硬さを表わすことになり、これが重要である。この微小域の硬さの調整は全加工度変化だけでは困難である。
そこで、本発明では、最終湿式スキンパスにおいて、加工度を３〜１０％、ダイス全角２αを８〜４０度に変化させ、この組み合わせによって表面微小硬さを調整する。特に、ダイス全角が大きくなると、ワイヤ表面だけにシゴキ加工が集中し、表面微小硬さは上昇する。スキンパスでは、ダイス全角が大きい場合は加工度を小さくしてダイスマークの発生を防止する。
なお、平坦部の微小硬さを低くする場合は、当然ながら、上記乾式伸線の途中で中間焼鈍を行い、続いて、
酸洗　──　コート　──　乾式伸線（軽度）──　湿式伸線（軽スキンパス含む）　──　脱脂
として調整した。乾式伸線ではＷＣダイス、湿式伸線ではＰＣＤダイヤモンドダイスを使用する。
【００１５】
（２）　平坦部の算術平均あらさＲａの調整
乾式伸線だけでもワイヤ表面に限定的に平坦部は現れるが、この場合、平坦部のあらさはかなり粗くなる。本発明では、前述の「鏡面ガラス上の油」の効果の例のように平坦部のあらさを小さくすることを目的としている。
従って、本発明では、上記の基本工程の中で湿式伸線を通常湿式伸線＋軽スキンパスの組み合わせによって調整する。軽スキンパス湿式伸線でも表面平坦部のあらさは小さくなるが、ある巾のあらさに調整するには、通常の湿式伸線も組み合わせる必要がある。
【００１６】
（３）　潤滑プール部の面積率の調整
潤滑プールの面積の多少は伸線潤滑状態の良否と対応することは良く知られている。
従って、本発明では、上述の基本工程の内で乾式伸線までは十分に潤滑プールを多くし、続く湿式伸線で平坦部を増やし、結果として、潤滑プール面積を調整する。
乾式伸線で潤滑プールを多くするためには、酸洗後の表面あらさが粗いことが良く、さらに、伸線中に強制潤滑伸線（２枚ダイス方式）や圧着ローラによる潤滑促進法などを使用すると、達成が可能となる。酸洗後の表面の粗化は酸洗時間、温度などを組み合わせることにより実現できる。
【００１７】
（４）　ＭｏＳ _２、ＢＮ粉末またはそのいずれかの混合物の１種以上の塗布
ＭｏＳ_２、ＢＮまたはそのいずれかの混合物粉の１種以上の塗布は、その微粉末を防錆油中に混合し、この混合量によってワイヤへの塗布量を調整する。
塗布方法はフェルト２枚で走行ワイヤを挟み、このフェルトに上記の油を滴下させる方式である。
【００１８】
以上から明らかなように、本発明では、図２に示すように、表面平坦部の硬さとあらさとが調整される（あらさはなるべく平坦化する方向にあり、従来技術の場合のように、顕著な凹凸を作って潤滑物質を溜める役割をさせるものではない）。
さらに、潤滑プール部は上述の基本工程で示すようにバイポーラ電解脱脂によって伸線潤滑物は全て除去された完全な凹部となっており、この凹部にＭｏＳ_２、ＢＮなどの摩擦低減物質が十分保留されているばかりでなく、潤滑プール面積率が規定されているので、平坦部へのＭｏＳ_２、ＢＮなどの補給に関して枯渇することがなく、極めて優れたワイヤ送給性が実現できる。
【００１９】
すなわち、本発明は、従来技術のような
表面凹凸規定＋塗布物
という技術ではなく、
平坦部の表面層硬さと平滑化＋明白な潤滑溜まり（潤滑プール部の凹）＋潤滑物質の特定
という全く新しい発想によって生まれた技術であり、上述の（１）〜（４）の４つの要素には最適値が存在する。
また、従来は、潤滑プール内に伸線中の発熱で軟化した伸線潤滑剤が多く詰まっており、ＭｏＳ_２などを後で塗布してもその保持は十分ではなく、この点でも、本発明の潤滑プール部は本来の意味の送給性を向上させる物質プール部（溜まり）であり、本発明の特徴でもある。
【００２０】
次に、上述の４つの要素についての数値限定理由を説明する。
（１）　平坦部の微小ビッカース硬さＨｖの最適値
図１の平坦部を荷重１ｇで測定した時の最適硬さ値は、ビッカース硬さＨｖ１１５〜３１０である。
Ｈｖが１１５以下では、軟らかすぎてスリキズが付きやすく、ワイヤ走行中に表面が急速に粗化し、送給性に悪影響を及ぼす。Ｈｖが３１０を超えると、硬すぎるため、コンジットケーブル内壁や溶接チップが早期に磨耗して粗化し、やはり送給性が劣化するので、好ましくない。
【００２１】
（２）　平坦部の算術平均あらさＲａの最適値
図３は、本発明のワイヤ表面のあらさ曲線と従来材との比較である。基本的に表面のあらさの形式が異なっている。従来材は凹凸形であるが、すでに述べたように、本発明材は凹となっている。
本発明では、このように表面の平坦部のあらさの最適化を図ったものであり、その最適値はＲａ＝０．０１〜０．３０μｍである。
０．０１μｍより平滑化が進んでくると、伸線中に潤滑状態が問題となり、ダイスマークなどにより安定生産できないので、０．０１μｍ以上は必要である。また、算術平均あらさＲａが０．３０μｍより粗くなると、表面の凸部が増えて抵抗が増し、送給性が劣化する。
【００２２】
（３）　潤滑プール部の面積率の最適値
本発明では、この潤滑プール部は前述のように伸線後に電解脱脂を行っているので、完全な凹部である。
この凹部には、すべり性を良くする特別の潤滑物質が保持されているので、この凹部の面積率がワイヤの送給性に関係することは明白である（ワイヤが走行すると、潤滑プール部から平坦部へＭｏＳ_２、ＢＮなどが補給される。潤滑プール部の面積率の最適値は１５〜８８％である。
１５％より少ないと、潤滑物質の供給が不足し、送給性が劣化する。また、８８％より多くなると、コンジットケーブル内や溶接チップ内での潤滑物質の脱落が過大になって、送給性を劣化させる。
【００２３】
（４）　ＭｏＳ _２、ＢＮまたはそのいずれかの混合物の１種以上の塗布量の最適値
本発明では、前述のようにこれら両物質微粉末をそれぞれ単独に塗布しても、両粉末を相互に０％超〜１００％未満まで混合しても同じ効果が期待できる。これはＭｏＳ_２、ＢＮ単独で効果があるので、そのいずれかの混合物の１種以上を塗布した場合にも、同じ作用が発現すると考えられる。そして、いずれかの場合の塗布量の最適値は０．００２〜０．４０ｇ／ｍ^２である。
０．００２ｇ／ｍ^２より塗布量が少ないと、上述の凹部に溜まったＭｏＳ_２やＢＮなどの供給量が不足し、送給性が低下するが、０．４０ｇ／ｍ^２より多いと、コンジットチューブ内での脱落量が増えて目詰まりを起こし、やはり送給性の劣化を招くことになる。
【００２４】
以上、それぞれに最適値が存在するが、本発明では、特に前述の要素（１）（２）（３）および（１）（２）（４）は相互に関連があり、各要素は他の要素を拘束する。すなわち、要素（１）（２）（３）および（１）（２）（４）の最適値はいずれか１つの要素でも最適値を外れると、送給性は劣化するので、銅めっきソリッドワイヤに匹敵あるいは凌駕する銅めっきのないソリッドワイヤを製造するためには、各要素を満足させなければならない。この点も、本発明の大きな特徴と言える。
【００２５】
次に、本発明における送給性や平坦部の微小ビッカース硬さ、算術平均あらさＲａ、潤滑プール部の面積率、および、ＭｏＳ_２、ＢＮなどの塗布量の測定法について説明する。
（１）　ワイヤの送給性の評価方法
（ａ）　送給性という概念は、溶接チップより一定の速度でソリッドワイヤが供給されるかどうかという問題と同じ意味を持っている。もし、送給性が悪くワイヤの供給が不足すると、溶接アークが飛んでいる極間が長くなり、アークが不安定となって（アークが伸びて）溶滴はアークの力によって吹き飛ばされてスパッター化する。従って、一定時間、溶接を行った後のスパッター量の多少を測れば、そのワイヤの送給性の優劣が判定できる。
本発明では、表１の条件で８０ｃｍ×１５ｃｍ×２０ｃｍの箱の中に厚さ１２ｍｍ、幅１０ｃｍ、長さ５０ｃｍの鋼鈑を置き、その上に４０ｃｍ長さのビードを２分間溶接し、発生したスパッター量を収集して１分当りの量ｍｇ／分の多少を従来の銅めっきソリッドワイヤと比較した。この場合、溶接コンジットケーブルの配線形状を図４のようなｗ形配線とした。比較材として銅めっきソリッドワイヤを用いたが、条件は同じとした。
【００２６】
【表１】

【００２７】
（ｂ）　さらに、送給性はスパッター量以外に次の方法によっても評価した。すなわち、図４のようなＷ形ではなく、径３００ｍｍの円筒にコンジットケーブルを２回巻き付け、表１の条件で溶接し、アークが出ている時間を計測した。このような２回巻付は送給のためには非常に厳しい条件のため、ワイヤの送給が大きく不足する場合が多く、アークが中断して溶接がストップする。
従って、溶接開始からアーク中断までの時間の長短は送給性の優劣の指標となるので、本発明ではこのような方法も用い、従来の銅めっきソリッドワイヤの値と比較した。
【００２８】
（２）　平坦部の表面微小ビッカース硬さＨｖの測定
前述のあらさ測定の前処理を行ったワイヤについて、図１の平坦部を１０００倍に拡大し、荷重１ｇでビッカース硬さＨｖを測った。この測定個所は円周上の直交する４点について各点でｎ＝７の測定を行い、合計２８のビッカース硬さのうち、最大値と最小値を除去した２６のデータの平均値をそのワイヤの表面微小硬さとした。
【００２９】
（３）　算術平均あらさＲａの測定法
ＪＩＳ　Ｂ　０６０１　に従って測定した。
サンプルは任意にカットした長さ１０ｃｍのワイヤを手加工で直線に矯正し、その後、ワイヤを四塩化炭素液中に浸漬し、超音波で加振しながら表面の塗布物を除去した。
このようなワイヤ３本についてワイヤ円周上で直交する４点の長手方向のあらさ曲線を作成した（図３のあらさ曲線の横倍率を拡大して平坦部をさらに鮮明にした）。そして、この平坦部に相当する部分３ケ所のＲａを測り、合計３６点のＲａを求めた。
次に、この３６点の平均値を求めて平坦部の算術平均あらさＲａとした。
【００３０】
（４）　ワイヤ表面の潤滑プール部面積率の測定
ワイヤ表面円周上の直交する４方向について図１のような潤滑プール部（写真の黒色部）の写真を２０枚撮影した。そして、この写真上に３２５点の格子模様を描いた透明フィルムを載せ、潤滑プール部に占める格子点の数の合計より、潤滑プール面積率を算出した（点算法、ポインカウント法という）。ワイヤの潤滑プール面積率は２０枚の写真より求めた面積率の平均値を用いた。
【００３１】
（５）　ＭｏＳ _２、ＢＮまたはそのいずれかの混合物の１種以上の塗布量の測定
長さ１０ｃｍのワイヤを５０本切断して、これを試料とした。この試料を濃塩酸：水＝１：１の液で１０分間腐食させ、ワイヤ表面凹部に入り込んでいる塗布物を全て脱離させた。そののち、この液をろ過し、この残査をアルカリ融解させたのち、溶液化してこの溶液を誘導結合プラズマ（ＩＰＣ）法により、ＭｏまたはＢの濃度分析を行った。
そして、この濃度よりＭｏＳ_２、ＢＮに換算して、これをワイヤの単位表面積当りの塗布量ｇ／ｍ^２として表示した。
【００３２】
（６）　銅ヒューム量の測定
従来の銅めっきソリッドワイヤおよび銅めっきのない一部のワイヤについて、溶接中の銅ヒューム量について測定した。
表１の溶接条件について、コンジットケーブルの配線は直線状として、３分間の溶接を継続させ、この間の発生ヒュームを微孔石英フィルターを通して吸収した。そして、このフィルターに吸着した銅微粒子を酸溶解し、ＩＣＰによって銅濃度を分析して銅ヒューム発生量ｍｇ／分として表示した。
【００３３】
【発明の実施の形態】
Ｃ　０．０７０％、Ｓｉ　０．７２％、Ｍｎ　１．５０％、Ｐ　０．０１６％、Ｓ　０．０１０％、Ｔｉ　０．２０％の成分を有する８ｍｍ、６．４ｍｍ、５．５ｍｍのＲｏｄを用いた。
このＲｏｄを酸洗したのち、ボンデライトコートを施した。潤滑プール部の面積を変化させるため、酸洗時間と酸濃度を組み合わせて、酸洗後の表面あらさを大幅に変化させた。
続いて、乾式伸線と湿式伸線を行い、１．４０ｍｍのワイヤに仕上げた。湿式伸線では、潤滑プール部面積率、表面微小ビッカース硬さを変化させるため、加工度、ダイス全角を変えて調整した。乾式伸線では、２枚ダイス強制潤滑法と圧着ローラ法を併用して潤滑プール部の面積を大きくするよう工夫した。
その後、バイポーラ式のアルカリ電解脱脂を行い、表面処理（防錆油塗布または潤滑物質塗布）ののち、巻き取った。
【００３４】
このようにして製作したワイヤについて、表１の条件で溶接を行い、スパッター量、アーク継続時間、銅ヒューム量などを測定して送給性を調べた。
表２は、潤滑プール部の面積率をほぼ一定にした条件での表面微小硬さと算術平均あらさＲａが変化したときのワイヤ送給特性の結果を示す。表２より明らかなように、微小ビッカース硬さＨｖが１１５〜３１０、算術平均あらさＲａが０．０１〜０．３０μｍを満足するワイヤのみ、従来材の銅めっきソリッドワイヤの送給性と同等か、それを上回る値を示していることが判る。また、本発明ワイヤは銅ヒュームもほとんど発生しないことも明白である。
【００３５】
【表２】

【００３６】
表３ないし表５は、潤滑プール部面積率の送給性に及ぼす影響を示したものである。この場合においても、潤滑プール部の面積率が１５〜８８％を満足し、かつ、表面微小ビッカース硬さＨｖと算術平均あらさＲａがそれぞれ１１５〜３１０、０．０１〜０．３０μｍの範囲を示すワイヤのみが、従来材の銅めっきソリッドワイヤと同等か、それより優れた特性を示している。なお、表４、表５は表３の後に順次続くものとして取り扱う。
【００３７】
【表３】

【００３８】
【表４】

【００３９】
【表５】

【００４０】
表６ないし表１４は、潤滑プール部の面積率がほぼ一定の場合のＭｏＳ_２、ＢＮまたは両材の混合物の塗布効果を示したものである。この結果から明らかなように、ＭｏＳ_２、ＢＮまたはＭｏＳ_２＋ＢＮ混合物の塗布量が０．００２〜０．４０ｇ／ｍ^２で、表面微小ビッカース硬さＨｖが１１５〜３１０、算術平均あらさＲａが０．０１〜０．３０μｍを満足するワイヤが従来の銅めっきソリッドワイヤの送給性特性に比して飛躍的に送給性が向上していることが判る。なお、表７〜表１４はそれぞれその前の表の後に順次続くものとして取り扱う。
【００４１】
【表６】

【００４２】
【表７】

【００４３】
【表８】

【００４４】
【表９】

【００４５】
【表１０】

【００４６】
【表１１】

【００４７】
【表１２】

【００４８】
【表１３】

【００４９】
【表１４】

【００５０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、ワイヤ表面平坦部の微小ビッカース硬さと算術平均あらさを調整することにより、銅めっきがなく、送給性に優れたアーク溶接用ソリッドワイヤを提供することができる。そして、その送給性は従来の銅めっきソリッドワイヤと同等か、少なくともそれを凌駕するので、溶接作業性を向上させるばかりでなく、銅めっきがないので、ワイヤ製造上もエネルギーロスの低減に大きく貢献し、銅ヒュームも発生しないので、溶接作業環境にもやさしいものである。
【００５１】
請求項２記載の発明によれば、ワイヤ表面平坦部への摩擦低減物質の補給に関して枯渇することがないので、極めて優れた送給性を実現できる。
【００５２】
請求項３記載の発明によれば、伸線潤滑物が全て除去された完全な凹部となっている潤滑プール部にＭｏＳ_２、ＢＮまたはそのいずれかの混合物の１種以上が十分保留されているので、極めて優れた送給性を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のワイヤ表面を示す写真（倍率２００倍）である。
【図２】本発明のワイヤの送給性改善の模式図である。
【図３】本発明のワイヤ表面と従来材の表面とを比較したあらさ曲線である。
【図４】ワイヤの送給性を判定する場合の溶接コンジットケーブルの配線形状を示す図である。

Claims

銅めっきが施されていないワイヤ表面平坦部の微小ビッカース硬さＨｖが１１５〜３１０、その算術平均あらさＲａが０．０１〜０．３０μｍであることを特徴とするアーク溶接用ソリッドワイヤ。
表面潤滑プール部の面積率を１５〜８８％に調整したことを特徴とする請求項１記載のアーク溶接用ソリッドワイヤ。
ワイヤ表面にＭｏＳ_２、ＢＮまたはそのいずれかの混合物を１種以上、０．００２〜０．４０ｇ／ｍ^２塗布したことを特徴とする請求項１記載のアーク溶接用ソリッドワイヤ。