JP2009255142A - Solid wire and manufacturing method of the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid wire as a welding wire that can reduce production of spatters during arc welding and that has excellent weldability, and also to provide the manufacturing method of the solid wire. <P>SOLUTION: The solid wire 1 is composed of element wires 1a, 1b made of steel alloy, is provided with an alkaline metal impregnated part 3 in which two or more kinds of alkaline metals are impregnated near the surface of the element wires, and is characterized in that the total concentration of the alkaline metals in the alkaline metal impregnated part 3 is ≥1.5 mass ppm relative to the total mass of the solid wire 1. Also, the manufacturing method of the solid wire 1 includes an element wire making process, a coating process, an annealing process and a wire drawing process, wherein the melting point of the mixture of the alkaline metal carbonate in the coating process is below the annealing temperature in the annealing process. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、自動車部品等のアーク溶接に使用されるソリッドワイヤおよびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a solid wire used for arc welding of automobile parts and the like, and a manufacturing method thereof.

従来、ソリッドワイヤ(溶接用ワイヤ)を用いたアーク溶接においては、スパッタの発生によって溶接作業性が悪化するという問題がある。そして、アルカリ金属がスパッタの発生を低減させるのに有効であることが明らかとなり、ワイヤ中にアルカリ金属を含有させた種々の構成の溶接用ワイヤが検討されている。   Conventionally, in arc welding using a solid wire (welding wire), there is a problem that welding workability deteriorates due to generation of spatter. And it became clear that an alkali metal is effective in reducing generation | occurrence | production of a sputter | spatter, and the welding wire of the various structures which contained the alkali metal in the wire is examined.

例えば、特許文献1には、アルカリ金属(NaおよびKのうちの1種または2種)を鋳包み延伸片にしてワイヤ中に添加した溶接用ワイヤが記載されている。特許文献2または特許文献3には、ワイヤ表面に溝または亀裂を作り、溝または亀裂内にアルカリ金属(K化合物、または、Kを含む潤滑剤)を保持した溶接用ワイヤが記載されている。特許文献4には、ワイヤ表面に施される銅めっき中にアルカリ金属(Na)を保持した溶接用ワイヤが記載されている。特許文献5または特許文献6には、ワイヤ表面にアルカリ金属(K)を含有した表面潤滑剤、または、アルカリ金属化合物を含有した表面処理油を塗布した溶接用ワイヤが記載されている。特許文献7または特許文献8には、鋼素線にカリウム塩(水溶液)を塗布し、その後、焼鈍、伸線加工を行うことによって、鋼素線中に所定量のカリウムを含浸させた溶接用ワイヤが記載されている。なお、特許文献7では、カリウム塩として、炭酸カリウム、水酸化カリウムが記載されている。   For example, Patent Document 1 describes a welding wire in which an alkali metal (one or two of Na and K) is cast into a drawn piece and added to the wire. Patent Document 2 or Patent Document 3 describes a welding wire in which a groove or a crack is formed on the surface of the wire and an alkali metal (a K compound or a lubricant containing K) is held in the groove or the crack. Patent Document 4 describes a welding wire in which an alkali metal (Na) is held during copper plating applied to the wire surface. Patent Document 5 or Patent Document 6 describes a welding wire in which a surface lubricant containing an alkali metal (K) or a surface treatment oil containing an alkali metal compound is applied to the wire surface. In Patent Document 7 or Patent Document 8, a steel salt wire is coated with a potassium salt (aqueous solution), and thereafter annealed and drawn to perform a welding process in which a predetermined amount of potassium is impregnated in the steel wire. Wires are described. In Patent Document 7, potassium carbonate and potassium hydroxide are described as potassium salts.

特開平4−118195号公報Japanese Patent Laid-Open No. 4-118195 特開平7−223087号公報JP-A-7-223087 特開平7−47490号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-47490 特開2006−326680号公報JP 2006-326680 A 特開2006−102799号公報JP 2006-102799 A 特開2006−15403号公報JP 2006-15403 A 特開2000−246485号公報JP 2000-246485 A 特開2004−195542号公報JP 2004-195542 A

しかしながら、特許文献1の溶接用ワイヤにおいては、工業的に大型の溶解炉を用いた場合には、添加される延伸片(アルカリ金属)の歩留まり管理ができないことから、アルカリ金属濃度の管理が不可能である。また、アルカリ金属は非常に高い活性を有するため、溶解の際に延伸片(アルカル金属)が酸化され、ワイヤ中に添加されるアルカリ金属の添加量が僅かなものとなり、ワイヤ中に十分量のアルカリ金属を添加することが工業的に困難である。したがって、特許文献1の溶接用ワイヤでは、アーク溶接において、スパッタの発生を低減できず、溶接作業性が悪化するという問題が解決できない。   However, in the welding wire disclosed in Patent Document 1, when an industrially large melting furnace is used, the yield of the added stretch piece (alkali metal) cannot be managed, so that the control of the alkali metal concentration is not possible. Is possible. In addition, since the alkali metal has a very high activity, the stretched piece (alkane metal) is oxidized at the time of dissolution, and the amount of the alkali metal added to the wire becomes small, so that a sufficient amount of the alkali metal is added to the wire. It is industrially difficult to add an alkali metal. Therefore, the welding wire of Patent Document 1 cannot reduce the occurrence of spatter in arc welding, and cannot solve the problem of deterioration in welding workability.

特許文献2または特許文献3の溶接用ワイヤにおいては、ワイヤ送給の際に、溝内または亀裂内に保持したアルカリ金属化合物が脱落して、溶接電極チップ、コンジットチューブ等の内部での詰りの原因となる。また、アルカリ金属化合物の脱落によって、ワイヤ表面に十分量のアルカリ金属を保持することができない。したがって、特許文献2または特許文献3の溶接用ワイヤでは、アーク溶接において、スパッタの発生を低減できず、溶接作業性が悪化するという問題が解決できない。   In the welding wire of Patent Document 2 or Patent Document 3, when the wire is fed, the alkali metal compound held in the groove or in the crack is dropped and clogging inside the welding electrode tip, conduit tube, etc. Cause. Moreover, a sufficient amount of alkali metal cannot be retained on the wire surface due to the dropping of the alkali metal compound. Therefore, in the welding wire of patent document 2 or patent document 3, in arc welding, generation | occurrence | production of a spatter cannot be reduced and the problem that welding workability deteriorates cannot be solved.

特許文献4の溶接用ワイヤにおいては、十分量のアルカリ金属を安定して添加するには、めっき浴の管理が非常に煩雑となるため、工業的には実施が困難である。したがって、特許文献4の溶接用ワイヤでは、アーク溶接において、スパッタの発生を低減できず、溶接作業性が悪化する問題が解決できない。   In the welding wire of Patent Document 4, it is difficult to industrially implement the plating bath because it is very complicated to stably add a sufficient amount of alkali metal. Therefore, the welding wire of Patent Document 4 cannot reduce the occurrence of spatter in arc welding and cannot solve the problem of deterioration in welding workability.

特許文献5または特許文献6の溶接用ワイヤにおいては、ワイヤ送給の際に、表面潤滑剤または表面処理油が脱落して、溶接チップ、コンジットチューブ等の内部での詰まりの原因となる。また、表面潤滑剤または表面処理油の脱落によって、ワイヤ表面に十分量のアルカリ金属を保持することができない。したがって、特許文献5または特許文献6の溶接用ワイヤでは、アーク溶接において、スパッタの発生を低減できず、溶接作業性が悪化するという問題が解決できない。   In the welding wire of Patent Document 5 or Patent Document 6, the surface lubricant or the surface treatment oil drops off during wire feeding, causing clogging inside the welding tip, conduit tube, and the like. Moreover, a sufficient amount of alkali metal cannot be held on the wire surface due to the removal of the surface lubricant or the surface treatment oil. Therefore, in the welding wire of patent document 5 or patent document 6, generation | occurrence | production of spatter cannot be reduced in arc welding, but the problem that welding workability | operativity deteriorates cannot be solved.

特許文献7または特許文献8の溶接用ワイヤにおいては、以下に示す問題がある。なお、図5は従来の溶接用ワイヤ(ソリッドワイヤ)の製造において、アルカリ金属含浸部が形成される過程を模式的に示す説明図、図6は従来のソリッドワイヤの断面組織を示すSEM写真である。   The welding wire disclosed in Patent Document 7 or Patent Document 8 has the following problems. FIG. 5 is an explanatory view schematically showing a process of forming an alkali metal impregnated portion in the production of a conventional welding wire (solid wire), and FIG. 6 is an SEM photograph showing a cross-sectional structure of the conventional solid wire. is there.

図5に示すように、鋼素線11aの表面に塗布されたカリウム塩(水溶液)は、焼鈍の際の熱で分解し、細かい固体状態のカリウム塩12(例えば、炭酸カリウムKCO)となる。そして、細かい固体状態のカリウム塩12と鋼素線11aの表面との接触は部分的である(接触面積が小さい)ため、鋼素線11a中に形成されるアルカリ金属含浸部13も小さくなる。その結果、ワイヤ11中にアルカリ金属(K)を高濃度に保持せることが困難になる。 As shown in FIG. 5, the potassium salt (aqueous solution) applied to the surface of the steel wire 11 a is decomposed by the heat during annealing, and the fine solid potassium salt 12 (for example, potassium carbonate K 2 CO 3 ). It becomes. Since the contact between the fine solid potassium salt 12 and the surface of the steel strand 11a is partial (the contact area is small), the alkali metal impregnated portion 13 formed in the steel strand 11a is also small. As a result, it becomes difficult to keep the alkali metal (K) in the wire 11 at a high concentration.

また、カリウム塩12と鋼素線11aとの接触が部分的になるため、焼鈍時の雰囲気ガス(O)と鋼素線が直接接触(反応)し、カリウム含浸時に鋼素線11aの表面近傍で過剰な粒界酸化が生じる(図6参照)。そして、粒界酸化された結晶粒は、ワイヤ送給の際に脱落して、溶接電極チップ、コンジットチューブ等(図示せず)の内部での詰まりの原因となると共に、ワイヤの表面に被覆されるCu等のめっき密着性にも悪影響を及ぼす。さらに、結晶粒の脱落によって、ワイヤ11中に保持されるカリウム量も少なくなる。
したがって、特許文献7または特許文献8の溶接用ワイヤでは、アーク溶接において、スパッタの発生を低減できず、溶接作業性が悪化するという問題が解決できない。
Further, since the contact between the potassium salt 12 and the steel wire 11a becomes partial, the atmosphere gas (O 2 ) and the steel wire at the time of annealing are in direct contact (reaction), and the surface of the steel wire 11a is impregnated with potassium. Excess grain boundary oxidation occurs in the vicinity (see FIG. 6). The grain boundary oxidized crystal grains fall off during wire feeding, causing clogging inside welding electrode tips, conduit tubes, etc. (not shown), and covering the wire surface. Also adversely affects the plating adhesion of Cu and the like. Furthermore, the amount of potassium retained in the wire 11 is reduced due to the drop of crystal grains.
Therefore, in the welding wire of patent document 7 or patent document 8, generation | occurrence | production of spatter cannot be reduced in arc welding, but the problem that welding workability deteriorates cannot be solved.

なお、水酸化カリウムは、炭酸カリウムと比較して融点が低く、焼鈍過程で分解することはない。しかしながら、水酸化カリウムは、強アルカリであるためその扱いが煩雑であり、焼鈍設備への腐食等の悪影響が生じる。   Note that potassium hydroxide has a lower melting point than potassium carbonate and does not decompose during the annealing process. However, since potassium hydroxide is a strong alkali, its handling is complicated, and adverse effects such as corrosion on the annealing equipment occur.

そこで、本発明は、このような問題を解決すべく創案されたもので、その目的は、アーク溶接時のスパッタの発生を低減でき、優れた溶接作業性を有する溶接用ワイヤとしてのソリッドワイヤおよびその製造方法を提供することにある。   Therefore, the present invention has been devised to solve such a problem, and its purpose is to reduce the occurrence of spatter during arc welding and to provide a solid wire as a welding wire having excellent welding workability and It is in providing the manufacturing method.

前記課題を解決するために、請求項1に係るソリッドワイヤは、鋼合金製の素線からなり、前記素線中の表面近傍に2種類以上のアルカリ金属が含浸したアルカリ金属含浸部を有するソリッドワイヤであって、前記アルカリ金属含浸部におけるアルカリ金属の合計濃度が、前記ソリッドワイヤの全質量に対して1.5質量ppm以上であることを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problem, a solid wire according to claim 1 is made of a steel alloy strand, and has a solid impregnated portion in which two or more kinds of alkali metals are impregnated near the surface of the strand. It is a wire, Comprising: The total density | concentration of the alkali metal in the said alkali metal impregnation part is 1.5 mass ppm or more with respect to the total mass of the said solid wire, It is characterized by the above-mentioned.

前記構成によれば、アルカリ金属含浸部に含浸したアルカリ金属が2種類以上であることによって、素線中へのアルカリ金属の含浸が、素線の表面に濡れ広がった低融点のアルカリ金属塩混合物の溶融塩層(液体状態)によって行われることとなる。それにより、アルカリ金属と素線表面との接触面積が増加し、素線中に含浸するアルカリ金属量が増加し、アーク溶接時のスパッタの発生を抑制するのに十分な1.5質量ppm以上という高濃度のアルカリ金属が素線(ソリッドワイヤ)中に含浸、保持される。また、含浸された1.5質量ppm以上のアルカリ金属は、素線の表面酸化物を還元して、素線の最表面に鉄単独層を形成させる。この鉄単独層は、めっき前のワイヤ表面が金属のみからなる状態にできるもので、従来のワイヤにおいては認められないものである。そして、この鉄単独層の形成によって、めっき密着性の確保や過剰な粒界酸化が抑制され、アルカリ金属を含む結晶粒の脱落を防止でき、安定したアルカリ金属の含浸が得られる。   According to the above configuration, the alkali metal impregnation portion impregnated in the alkali metal impregnated portion has two or more types of alkali metal so that the impregnation of the alkali metal into the strands wets and spreads on the surface of the strands. The molten salt layer (liquid state) is used. As a result, the contact area between the alkali metal and the surface of the wire increases, the amount of alkali metal impregnated in the wire increases, and 1.5 mass ppm or more sufficient to suppress the occurrence of spatter during arc welding A high concentration alkali metal is impregnated and held in a strand (solid wire). Moreover, the impregnated alkali metal of 1.5 mass ppm or more reduces the surface oxide of the strand, and forms an iron single layer on the outermost surface of the strand. This iron single layer can be made such that the surface of the wire before plating is made of only metal, and is not recognized in conventional wires. And formation of this iron single layer prevents plating adhesion and excessive grain boundary oxidation, prevents dropping of crystal grains containing alkali metal, and provides stable alkali metal impregnation.

請求項2に係るソリッドワイヤの製造方法は、鋼合金材から作製された素線を用いて、前記素線の表面に2種類以上のアルカリ金属炭酸塩の混合物を塗布する塗布工程と、前記混合物が塗布された素線に630〜1000℃の焼鈍温度で軟化焼鈍を施す焼鈍工程と、前記焼鈍工程で軟化焼鈍された素線に1回以上の伸線加工を施してワイヤを作製する伸線加工工程とを含み、かつ、前記塗布工程における混合物の融点が、前記焼鈍工程における焼鈍温度未満であること特徴とする。   The manufacturing method of the solid wire which concerns on Claim 2 uses the strand produced from the steel alloy material, the application | coating process which apply | coats the mixture of two or more types of alkali metal carbonates on the surface of the said strand, The said mixture An annealing process in which softening annealing is performed on an element-coated wire at an annealing temperature of 630 to 1000 ° C., and a wire that is softened and annealed in the annealing process is subjected to one or more drawing processes to produce a wire And the melting point of the mixture in the coating step is lower than the annealing temperature in the annealing step.

前記手順によれば、塗布工程を含み、その塗布工程において、素線の表面に2種類以上のアルカリ金属炭酸塩の混合物を塗布することによって、その混合物の融点が低いものとなる。そして、焼鈍工程を含み、前記混合物の融点を焼鈍工程の焼鈍温度未満とすることによって、焼鈍工程において、素線の表面に塗布された混合物が、焼鈍工程の軟化焼鈍によって溶融し、液体状態の溶融塩層を形成する。そして、液体状態の溶融塩層の形成によって、アルカリ金属と素線表面との接触面積が増加し、素線中に含浸するアルカリ金属量が増加する。その結果、スパッタの発生を抑制するのに十分量のアルカリ金属が素線中に保持される。また、溶融塩層は、素線の表面と雰囲気ガス(O)との直接接触を遮断するため、過剰な粒界酸化を抑制し、結晶粒の脱落を防止し、素線中に保持されたアルカリ金属の脱落(低減)を防止する。さらに、素線中に保持された十分量のアルカリ金属は、素線の表面酸化物を還元して、素線の最表面に鉄単独層を形成させる。 According to the said procedure, an application | coating process is included, In the application | coating process, the melting | fusing point of the mixture becomes low by apply | coating the mixture of two or more types of alkali metal carbonates to the surface of a strand. And including an annealing process, by making the melting point of the mixture below the annealing temperature of the annealing process, in the annealing process, the mixture applied to the surface of the strand is melted by soft annealing in the annealing process, and in a liquid state A molten salt layer is formed. By forming the molten salt layer in the liquid state, the contact area between the alkali metal and the surface of the strand increases, and the amount of alkali metal impregnated in the strand increases. As a result, a sufficient amount of alkali metal is held in the strand to suppress the occurrence of sputtering. In addition, the molten salt layer blocks direct contact between the surface of the wire and the atmospheric gas (O 2 ), thereby suppressing excessive grain boundary oxidation and preventing crystal grains from falling off and being held in the wire. Prevents alkali metal from dropping (reducing). Furthermore, the sufficient amount of alkali metal held in the strand reduces the surface oxide of the strand and forms an iron single layer on the outermost surface of the strand.

請求項3に係るソリッドワイヤの製造方法は、鋼合金材から作製された素線を用いて、前記素線に1回以上の伸線加工を施して所定径の素線を作製する第1伸線加工工程と、前記第1伸線加工工程で作製された素線の表面に2種類以上のアルカリ金属炭酸塩の混合物を塗布する塗布工程と、前記混合物が塗布された素線に630〜1000℃の焼鈍温度で軟化焼鈍を施す焼鈍工程と、前記焼鈍工程で軟化焼鈍された素線に1回以上の伸線加工を施してワイヤを作製する第2伸線加工工程とを含み、かつ、前記塗布工程における混合物の融点が、前記焼鈍工程における焼鈍温度未満であることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a first method of producing a solid wire having a predetermined diameter by subjecting the wire to one or more wire drawing using a wire produced from a steel alloy material. A wire processing step, a coating step of applying a mixture of two or more kinds of alkali metal carbonates to the surface of the wire produced in the first wire drawing step, and 630 to 1000 on the wire coated with the mixture. An annealing step for softening annealing at an annealing temperature of ° C., and a second wire drawing step for producing a wire by subjecting the wire softened and annealed in the annealing step to wire drawing at least once, and The melting point of the mixture in the coating step is less than the annealing temperature in the annealing step.

前記手順によれば、第1伸線加工工程と、第2伸線加工工程とを含むことによって、素線を縮径する伸線加工が施される伸線加工工程が2工程で行われることとなり、素線からワイヤへの縮径が効率よく行われる。また、塗布工程および焼鈍工程の作用については、請求項2の製造方法と同様である。   According to the said procedure, the wire-drawing process by which the wire-drawing process which diameter-reduces an element wire is performed is performed by 2 processes by including a 1st wire drawing process and a 2nd wire-drawing process. Thus, the diameter reduction from the wire to the wire is performed efficiently. Further, the actions of the coating step and the annealing step are the same as in the manufacturing method of claim 2.

本発明に係るソリッドワイヤによれば、アルカリ金属含浸部に含浸したアルカリ金属が2種類以上であることによって、素線中へのアルカリ金属の含浸量が増加し、ワイヤ中に1.5質量ppm以上のアルカリ金属を含浸、保持できるため、アーク溶接時のスパッタの発生を低減でき、優れた溶接作業性を有する。また、ワイヤ表面にめっき層を設けた際、素線最表面の鉄単独層によって、優れためっき密着性を有する。   According to the solid wire according to the present invention, since the alkali metal impregnated in the alkali metal impregnated portion is two or more kinds, the amount of the alkali metal impregnated in the strand increases, and 1.5 mass ppm in the wire. Since the above alkali metals can be impregnated and retained, the occurrence of spatter during arc welding can be reduced, and excellent welding workability can be achieved. In addition, when a plating layer is provided on the wire surface, the iron single layer on the outermost surface of the wire has excellent plating adhesion.

本発明に係るソリッドワイヤの製造方法によれば、アルカリ金属の接触面積を増加させると共に、過剰の粒界酸化を抑制し、ワイヤ中に十分量のアルカリ金属を含浸できるため、アーク溶接時のスパッタの発生を低減でき、優れた溶接作業性を有するソリッドワイヤを製造できる。また、素線最表面に鉄単独層が形成されることによって、優れためっき密着性を有するソリッドワイヤを製造できる。さらに、ソリッドワイヤを容易に製造できる。   According to the method for producing a solid wire according to the present invention, the contact area of the alkali metal can be increased, excessive grain boundary oxidation can be suppressed, and a sufficient amount of alkali metal can be impregnated in the wire. The solid wire having excellent welding workability can be manufactured. Moreover, the solid wire which has the outstanding plating adhesiveness can be manufactured by forming an iron single layer in the outermost surface of a strand. Furthermore, a solid wire can be easily manufactured.

本発明に係るソリッドワイヤについて、図1、図2を参照して詳細に説明する。なお、図1はソリッドワイヤの構成を示すもので、(a)は軸方向に沿った断面図、(b)は(a)のA−A線に沿った断面図、図2はソリッドワイヤの断面組織を示すSEM写真である。   The solid wire according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1 shows the configuration of a solid wire, where (a) is a cross-sectional view along the axial direction, (b) is a cross-sectional view along line AA in (a), and FIG. It is a SEM photograph which shows a section organization.

<ソリッドワイヤ>
図1、図2に示すように、ソリッドワイヤ(以下、ワイヤと称することがある)1は、素線1a、1bからなり、素線1a、1b中の表面近傍にアルカリ金属(例えば、K+Na+Li)が含浸したアルカリ金属含浸部3を有する。なお、図示しないが、ワイヤ1は、その最表面、すなわち、アルカリ金属含浸部3の上にCu等からなるめっき層を有してもよい。
<Solid wire>
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, a solid wire (hereinafter also referred to as a wire) 1 is composed of strands 1a and 1b, and an alkali metal (for example, K + Na + Li) near the surface of the strands 1a and 1b. Has an alkali metal impregnated portion 3 impregnated with. Although not shown, the wire 1 may have a plating layer made of Cu or the like on the outermost surface, that is, the alkali metal impregnated portion 3.

(素線)
素線1a、1bは、鋼合金からなるものであれば、その組成は特に限定されないが、C:0.01〜0.12質量%、Si:0.2〜1.2質量%、Mn:0.5〜2.5質量%、P:0.03質量%以下、S:0.001〜0.03質量%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物であることが好ましい。
(Elementary wire)
If the strands 1a and 1b consist of steel alloys, the composition will not be specifically limited, C: 0.01-0.12 mass%, Si: 0.2-1.2 mass%, Mn: It is preferable that 0.5-2.5 mass%, P: 0.03 mass% or less, S: 0.001-0.03 mass% are contained, and the remainder is Fe and an unavoidable impurity.

前記C、Si、MnまたはSは、アーク溶接におけるスパッタの発生をより一層低減する目的で添加されるものである。そして、前記C、Si、MnまたはSの数値範囲の限定理由は、以下のとおりである。C、Si、MnまたはSの含有量が下限値未満であると、溶滴の表面張力が小さくなり、スパッタの発生を低減する効果が小さくなりやすい。また、C、Si、MnまたはSの含有量が上限値を超えるものであると、溶滴の表面張力が大きくなり、ワイヤ先端の溶滴がアーク力によって反発され、スパッタが飛散しやすくなり、スパッタの発生が増加しやすくなる。また、Pの含有量が上限値を超えると、溶接部(溶接金属)の耐割れ性が劣化しやすくなる。なお、Sの含有量が上限値を超えると、スパッタの発生が増加しやすくなると共に、Pと同様に耐割れ性が劣化しやすくなる。   The C, Si, Mn, or S is added for the purpose of further reducing the occurrence of spatter in arc welding. The reasons for limiting the numerical range of C, Si, Mn or S are as follows. When the content of C, Si, Mn or S is less than the lower limit value, the surface tension of the droplets becomes small, and the effect of reducing the occurrence of sputtering tends to be small. In addition, if the content of C, Si, Mn or S exceeds the upper limit, the surface tension of the droplet increases, the droplet at the tip of the wire is repelled by the arc force, and sputtering is likely to scatter, Sputtering tends to increase. Moreover, when content of P exceeds an upper limit, the crack resistance of a welding part (welded metal) will deteriorate easily. Note that if the S content exceeds the upper limit, the occurrence of sputtering tends to increase, and crack resistance tends to deteriorate like P.

不可避的不純物としては、O、N等を含有することが考えられるが、本発明の効果を妨げない範囲においてこれらを含有することが許容され、O:0.02質量%以下、N:0.01質量%以下が好ましい。   Inevitable impurities may include O, N, etc., but they are allowed to be contained within a range not impeding the effects of the present invention, O: 0.02% by mass or less, N: 0.00. 01 mass% or less is preferable.

また、素線1a、1bは、前記組成に加えて、Ti:0.30質量%以下を含有するものがさらに好ましい。そして、Tiは、アーク溶接におけるスパッタの発生をより一層低減させる目的で添加されるもので、その含有量が0.30質量%を超えると、溶滴の表面張力が大きくなり、ワイヤ先端の溶滴がアーク力によって反発され、スパッタが飛散しやすくなり、スパッタの発生が増加しやすくなる。また、Tiは、低スパッタと共に、幅広い電流域(200〜350A)でアークを安定化する効果を有する。   The strands 1a and 1b further preferably contain Ti: 0.30% by mass or less in addition to the above composition. Ti is added for the purpose of further reducing the occurrence of spatter in arc welding. If the content exceeds 0.30% by mass, the surface tension of the droplet increases and the wire tip melts. The droplets are repelled by the arc force, so that the spatter is likely to scatter and the occurrence of spatter tends to increase. Ti has the effect of stabilizing the arc in a wide current range (200 to 350 A) together with low sputtering.

(アルカリ金属含浸部)
アルカリ金属含浸部3は、素線1a、1b中の表面近傍に形成された、2種類以上のアルカリ金属が含浸した領域である。ここで、アルカリ金属としては、素線1a、1bへの含浸速度が速い点、または、工業的に安価である点を考慮して、K、NaまたはLiが好ましい。また、アルカリ金属含浸部3の深さは、ワイヤ径(素線径)にもよるが、例えば、5〜30μmである。
(Alkali metal impregnation part)
The alkali metal impregnated part 3 is a region formed in the vicinity of the surface of the strands 1a and 1b and impregnated with two or more kinds of alkali metals. Here, as the alkali metal, K, Na, or Li is preferable in consideration of a high impregnation rate into the strands 1a and 1b or an industrially inexpensive point. Moreover, although the depth of the alkali metal impregnation part 3 is based also on a wire diameter (elementary wire diameter), it is 5-30 micrometers, for example.

ここで、アルカリ金属含浸部3に含浸されたアルカリ金属が2種類以上であることによって、後記するワイヤ1の製造において、素線1a、1b中へのアルカリ金属の含浸が、素線1a、1bの表面に濡れ広がった低融点のアルカリ金属塩混合物の溶融塩層2(液体状態)によって行われることとなる(図4参照)。それにより、アルカリ金属と素線1a、1b表面との接触面積が増加し、素線1a、1b中に含浸するアルカリ金属量が増加し、アーク溶接時のスパッタの発生を抑制するのに十分な高濃度のアルカリ金属が素線1a、1b(ワイヤ1)中に含浸、保持される。   Here, since there are two or more kinds of alkali metals impregnated in the alkali metal impregnated portion 3, in the production of the wire 1 described later, impregnation of the alkali metal into the strands 1a and 1b is performed by the strands 1a and 1b. This is performed by the molten salt layer 2 (liquid state) of the alkali metal salt mixture having a low melting point wetted and spread on the surface (see FIG. 4). This increases the contact area between the alkali metal and the surfaces of the strands 1a and 1b, increases the amount of alkali metal impregnated in the strands 1a and 1b, and is sufficient to suppress the occurrence of spatter during arc welding. A high concentration of alkali metal is impregnated and held in the strands 1a and 1b (wire 1).

アルカリ金属含浸部3におけるアルカリ金属の合計濃度は、ワイヤ1の全質量に対して1.5質量ppm以上である必要がある。好ましくは5質量ppm以上、さらに好ましくは10質量ppm以上である。合計濃度が1.5質量ppm未満であると、スパッタの発生を低減することができない。また、アルカリ金属の合計濃度は、ワイヤ1を矯正加工した後に測定した濃度であることが好ましい。すなわち、アルカリ金属の合計濃度の測定を、コンジットチューブ(図示せず)の内部へのワイヤ送給に相当する矯正加工を行った後に行うことにより、ワイヤ送給の際に脱落せずにワイヤ中に保持されるアルカリ金属の合計濃度を正確に測定することができる。   The total concentration of alkali metals in the alkali metal impregnated portion 3 needs to be 1.5 mass ppm or more with respect to the total mass of the wire 1. Preferably it is 5 mass ppm or more, More preferably, it is 10 mass ppm or more. If the total concentration is less than 1.5 mass ppm, the generation of spatter cannot be reduced. The total concentration of alkali metals is preferably a concentration measured after the wire 1 is straightened. In other words, the total concentration of alkali metal is measured after the straightening process corresponding to the wire feeding to the inside of the conduit tube (not shown), so that it does not fall off during the wire feeding. It is possible to accurately measure the total concentration of alkali metals held in the substrate.

また、図2に示すように、アルカリ金属の合計濃度が1.5質量ppm以上であることによって、素線1a、1bの表面酸化物が還元されて、素線1a、1bの最表面に鉄単独層が形成される。この鉄単独層は、素線1a、1b(ワイヤ1)にCu等からなるめっき層を設けた際に、表面酸化物に起因するめっき層の密着性の劣化を抑制することができる。   Moreover, as shown in FIG. 2, when the total concentration of alkali metals is 1.5 ppm by mass or more, the surface oxides of the strands 1a and 1b are reduced, and iron is formed on the outermost surfaces of the strands 1a and 1b. A single layer is formed. This iron single layer can suppress deterioration of the adhesion of the plating layer due to the surface oxide when a plating layer made of Cu or the like is provided on the strands 1a and 1b (wire 1).

<ソリッドワイヤの製造方法>
次に、本発明に係るソリッドワイヤの製造方法について、図3(a)、(b)、図4を参照して詳細に説明する。図3(a)、(b)はソリッドワイヤの製造方法を示す工程図、図4は、ソリッドワイヤの製造において、アルカリ金属含浸部が形成される過程を模式的に示す説明図である。なお、ワイヤの構成については、図1(a)、(b)、図2を参照して説明する。
<Manufacturing method of solid wire>
Next, a method for manufacturing a solid wire according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 (a), 3 (b), and 4. FIG. FIGS. 3A and 3B are process diagrams showing a method of manufacturing a solid wire, and FIG. 4 is an explanatory view schematically showing a process in which an alkali metal impregnated portion is formed in the manufacture of the solid wire. The wire configuration will be described with reference to FIGS. 1A, 1B, and 2. FIG.

図3(a)に示すように、ソリッドワイヤ1の第1の製造方法は、塗布工程S1と、焼鈍工程S2と、伸線加工工程S3とを含むものである。以下、各工程について説明する。   As shown to Fig.3 (a), the 1st manufacturing method of the solid wire 1 includes application | coating process S1, annealing process S2, and wire drawing process S3. Hereinafter, each step will be described.

(塗布工程:S1)
塗布工程S1は、鋼合金材から作製された素線1aを用いて、素線1aの表面に2種類以上のアルカリ金属炭酸塩の混合物を塗布する工程である。
(Coating process: S1)
The application step S1 is a step of applying a mixture of two or more types of alkali metal carbonates to the surface of the strand 1a using the strand 1a made from a steel alloy material.

また、鋼合金材はビレット等の形状を有し、前記組成の溶鋼を転炉、電気炉等を使用して通常の溶製方法で溶製し、その溶鋼を鋳造することによって作製される。そして、鋼合金材に、熱間圧延、その後、必要に応じて冷間圧延を施すことによって、所定径(例えば、5〜9mm)の素線1aが作製される。また、必要に応じて、所定径の素線1aを購入等により調達してもよい。   The steel alloy material has a shape such as a billet, and is manufactured by melting molten steel having the above composition by a normal melting method using a converter, an electric furnace, or the like, and casting the molten steel. And the strand 1a of a predetermined diameter (for example, 5-9 mm) is produced by performing hot rolling and then cold rolling as needed to a steel alloy material. Moreover, you may procure the strand 1a of a predetermined diameter by purchase etc. as needed.

さらに、混合物の融点が次工程(焼鈍工程S2)の焼鈍温度未満となるように、2種類以上のアルカリ金属炭酸塩を混合する。融点が焼鈍温度以上であると、焼鈍工程S2において、素線1aの表面に混合物の溶融塩層2(図4参照)が形成されず、従来のワイヤのように固体状態のアルカリ金属炭酸塩(例えば、カリウム塩12、図5参照)が形成されるため、素線1a中へのアルカリ金属の含浸量が少なくなる。   Furthermore, two or more types of alkali metal carbonates are mixed so that the melting point of the mixture is lower than the annealing temperature in the next step (annealing step S2). If the melting point is equal to or higher than the annealing temperature, the molten salt layer 2 (see FIG. 4) of the mixture is not formed on the surface of the strand 1a in the annealing step S2, and the solid state alkali metal carbonate ( For example, since the potassium salt 12 (see FIG. 5) is formed, the amount of alkali metal impregnated in the strand 1a is reduced.

また、アルカリ金属炭酸塩の混合物の塗布は、従来公知のハケ塗り、スプレー塗布、浸漬塗布等で行う。なお、本発明の混合物には、2種類以上のアルカリ炭酸塩を直接混合したものの他に、アルカリ金属炭酸塩の水溶液としたものも含まれる。   Application of the alkali metal carbonate mixture is performed by conventionally known brush coating, spray coating, dip coating, or the like. The mixture of the present invention includes an alkali metal carbonate aqueous solution in addition to a mixture obtained by directly mixing two or more kinds of alkali carbonates.

(焼鈍工程:S2)
焼鈍工程S2は、前記塗布工程S1において、2種類以上のアルカリ金属炭酸塩の混合物が塗布された素線1aに630〜1000℃の焼鈍温度で軟化焼鈍を施す工程である。ここで、焼鈍温度が630℃未満であると、素線1aが軟化せず、次工程(伸線加工工程S3)における伸線加工が困難となる。また、焼鈍温度が1000℃を超えると、軟化状態が飽和すると共に、経済的とはいえなくなる。また、焼鈍時間については、素線1aが十分に軟化するのに必要な時間を、焼鈍温度に応じて、適宜設定し、例えば、焼鈍温度が830℃のとき、焼鈍時間は30分である。
(Annealing process: S2)
The annealing step S2 is a step in which softening annealing is performed at an annealing temperature of 630 to 1000 ° C. on the strand 1a coated with a mixture of two or more kinds of alkali metal carbonates in the coating step S1. Here, when the annealing temperature is less than 630 ° C., the wire 1a is not softened, and the wire drawing in the next step (the wire drawing step S3) becomes difficult. On the other hand, if the annealing temperature exceeds 1000 ° C., the softened state is saturated and it is not economical. As for the annealing time, the time required for the wire 1a to be sufficiently softened is appropriately set according to the annealing temperature. For example, when the annealing temperature is 830 ° C., the annealing time is 30 minutes.

焼鈍工程S2では、図4に示すように、2種類以上のアルカリ金属炭酸塩の混合物が溶融し、液体状態である溶融塩層2(例えば、KCO+NaCO+LiCO)を形成し、素線1aの表面を濡れ広がる。それにより、アルカリ金属塩と素線1aの表面との広い接触面積が確保される。そして、アルカリ金属が効果的に素線1a中に含浸し、広いアルカリ金属含浸部3が形成され、ワイヤ1(素線1a)中に高濃度のアルカリ金属(例えば、K+Na+Li)を保持することができる。また、濡れ広がった溶融塩層2は、雰囲気ガス(O)と素線1aとの接触を遮断することで、従来のワイヤで発生していた過剰な粒界酸化(図6参照)を抑制し、表面近傍結晶粒の脱落が発生しないため、高濃度に含浸したアルカリ金属の脱落(低減)が防止できる。その結果、アーク溶接において、ワイヤ送給後も高濃度のアルカリ金属をワイヤ中に保持できるため、スパッタの発生が低減でき、溶接作業性を向上させることができる。 In the annealing step S2, as shown in FIG. 4, a mixture of two or more kinds of alkali metal carbonates is melted to form a molten salt layer 2 in a liquid state (for example, K 2 CO 3 + Na 2 CO 3 + Li 2 CO 3 ). And the surface of the element wire 1a is spread. Thereby, a wide contact area between the alkali metal salt and the surface of the strand 1a is ensured. Then, the alkali metal is effectively impregnated in the wire 1a, the wide alkali metal impregnated portion 3 is formed, and a high concentration of alkali metal (for example, K + Na + Li) can be held in the wire 1 (wire 1a). it can. In addition, the molten salt layer 2 that has spread out suppresses excessive intergranular oxidation (see FIG. 6) that has occurred in the conventional wire by blocking the contact between the atmospheric gas (O 2 ) and the wire 1a. In addition, since the crystal grains near the surface do not fall off, the alkali metal impregnated at a high concentration can be prevented from dropping (reducing). As a result, in arc welding, a high concentration of alkali metal can be held in the wire even after the wire is fed, so that the occurrence of spatter can be reduced and welding workability can be improved.

また、アルカリ金属含浸部3に保持された高濃度のアルカリ金属は、図2に示すように、素線1aに形成される表面酸化物を還元して、素線1aの最表面に鉄単独層を形成する。この鉄単独層の形成によって、ワイヤ(素線1a)表面にCu等からなるめっき層(図示せず)を設けた際、このめっき層の密着性を向上させることができる。   Further, as shown in FIG. 2, the high concentration alkali metal held in the alkali metal impregnated portion 3 reduces the surface oxide formed on the strand 1a, and an iron single layer on the outermost surface of the strand 1a. Form. By forming the iron single layer, when a plating layer (not shown) made of Cu or the like is provided on the surface of the wire (element wire 1a), the adhesion of the plating layer can be improved.

(伸線加工工程:S3)
伸線加工工程S3は、前記焼鈍工程S2で軟化焼鈍された素線1aに1回以上の伸線加工を施してワイヤ1を作製する工程である。すなわち、素線径(5〜9mm)を所定のワイヤ径(1〜8mm)まで縮径する工程である。また、伸線加工の回数は、素線径とワイヤ径とによって、適宜設定する。なお、伸線加工は、乾式または湿式孔ダイス等を用いた従来公知の加工方法で行う。
(Wire drawing process: S3)
The wire drawing step S3 is a step of producing the wire 1 by performing the wire drawing process one or more times on the strand 1a softened and annealed in the annealing step S2. That is, this is a step of reducing the wire diameter (5 to 9 mm) to a predetermined wire diameter (1 to 8 mm). The number of wire drawing processes is appropriately set according to the wire diameter and the wire diameter. The wire drawing is performed by a conventionally known processing method using a dry or wet hole die.

図3(b)に示すように、本発明に係るソリッドワイヤの第2の製造方法は、第1伸線加工工程S1aと、塗布工程S2aと、焼鈍工程S3aと、第2伸線加工工程S4aとを含むものである。そして、前記第1の製造方法が、伸線加工工程S3の前に、塗布工程S1および焼鈍工程S2を含むのに対して、第2の製造方法は、2回の伸線加工工程(第1伸線加工工程S1a、第2伸線加工工程S4a)の間に、塗布工程S2aおよび焼鈍工程S3aを含むものである。   As shown in FIG.3 (b), the 2nd manufacturing method of the solid wire which concerns on this invention is 1st wire drawing process S1a, application | coating process S2a, annealing process S3a, and 2nd wire drawing process S4a. Is included. The first manufacturing method includes the coating step S1 and the annealing step S2 before the wire drawing step S3, whereas the second manufacturing method includes two wire drawing steps (first step). Between the wire drawing step S1a and the second wire drawing step S4a), the coating step S2a and the annealing step S3a are included.

(第1伸線加工工程:S1a)
第1伸線加工工程S1aは、鋼合金材から作製された素線1aに1回以上の伸線加工を施して所定径の素線1bを作製する工程である。すなわち、素線径を、例えば、5〜9mmから2〜3mmまで縮径する工程である。また、縮径率、および、伸線加工の回数については、ワイヤ1の製造における作業効率を考慮して適宜設定する。なお、伸線加工は、乾式または湿式孔ダイス等を用いた従来公知の加工方法で行う。また、素線1aの作製方法は前記第1の製造方法と同様である。
(First wire drawing process: S1a)
The first wire drawing step S1a is a step in which the wire 1a made of a steel alloy material is subjected to wire drawing work one or more times to produce a wire 1b having a predetermined diameter. That is, it is a step of reducing the wire diameter from 5 to 9 mm to 2 to 3 mm, for example. Further, the diameter reduction rate and the number of wire drawing processes are appropriately set in consideration of work efficiency in manufacturing the wire 1. The wire drawing is performed by a conventionally known processing method using a dry or wet hole die. Moreover, the manufacturing method of the strand 1a is the same as the said 1st manufacturing method.

(塗布工程:S2a)、(焼鈍工程S3a)
塗布工程S2aにおいて、アルカリ金属炭酸塩の混合物を塗布する素線として、前記第1伸線加工工程S1aで作製された素線1bを使用すること、焼鈍工程S3aにおいて、混合物が塗布された素線として、素線1bを使用すること以外は、前記第1の製造方法(塗布工程S1、焼鈍工程S2)と同様であるので、説明を省略する。
(Coating process: S2a), (Annealing process S3a)
In the coating step S2a, the strand 1b produced in the first wire drawing step S1a is used as the strand for coating the mixture of alkali metal carbonates. In the annealing step S3a, the strand coated with the mixture As the first manufacturing method (application step S1, annealing step S2) except that the wire 1b is used, the description is omitted.

(第2伸線加工工程:S4a)
前記焼鈍工程S3aで軟化焼鈍された素線1bに1回以上の伸線加工を施してワイヤ1を作製する工程である。すなわち、素線径(2〜3mm)を所定のワイヤ径(1〜2mm)まで縮径する工程である。また、伸線加工の回数については、素線径とワイヤ径とによって、適宜設定する。なお、伸線加工は、乾式または湿式孔ダイス等を用いた従来公知の加工方法で行う。
(Second wire drawing process: S4a)
In this step, the wire 1 is produced by subjecting the wire 1b softened and annealed in the annealing step S3a to one or more wire drawing processes. That is, this is a step of reducing the wire diameter (2 to 3 mm) to a predetermined wire diameter (1 to 2 mm). Further, the number of wire drawing processes is appropriately set according to the wire diameter and the wire diameter. The wire drawing is performed by a conventionally known processing method using a dry or wet hole die.

次に、本発明の実施例について説明する。
(実施例(No.1〜12))
鋼合金(C:0.04質量%、Si:0.8質量%、Mn:1.2質量%、P:0.010質量%、S:0.010質量%、Ti:0.24質量%、残部がFeおよび不可避的不純物)を用いて、溶解、鋳造、熱間圧延にてφ5.5mmのソリッドワイヤ用の素線を作製した。そして、素線を乾式孔ダイスでφ2.4mmまで伸線加工した(伸線加工工程)。次に、この伸線加工された素線に、表1に示す混合量で混合された2種類以上のアルカル金属炭酸塩の混合物を塗布した(塗布工程)。そして、混合物が塗布された素線に、830℃×30分の軟化焼鈍を施した(焼鈍工程)。次に、軟化焼鈍された素線を乾式孔ダイスでφ1.2mmまで伸線加工して、ソリッドワイヤを作製した(伸線加工工程)。
Next, examples of the present invention will be described.
(Example (No. 1-12))
Steel alloy (C: 0.04 mass%, Si: 0.8 mass%, Mn: 1.2 mass%, P: 0.010 mass%, S: 0.010 mass%, Ti: 0.24 mass% The balance was Fe and inevitable impurities), and a strand for solid wire having a diameter of 5.5 mm was prepared by melting, casting, and hot rolling. And the wire was drawn to φ2.4 mm with a dry hole die (drawing process). Next, a mixture of two or more kinds of alkane metal carbonates mixed in the mixing amount shown in Table 1 was applied to the drawn wire (application process). And the softening annealing was performed to the strand with which the mixture was apply | coated 830 degreeC x 30 minutes (annealing process). Next, the soft annealed strand was drawn to φ1.2 mm with a dry hole die to produce a solid wire (drawing step).

ここで、アルカリ金属炭酸塩の混合状態としては、2種類以上のアルカリ金属炭酸塩を固体状態で直接混合した場合(実施例(No.1、3、5、7、9、11))、および、2種類以上のアルカリ金属炭酸塩を約5質量%の水溶液状態で混合した場合(実施例(No.2、4、6、8、10、12))の2つの状態で行った。また、塗布方法としては、アルカリ金属炭酸塩を固体状態で直接混合した場合には、加熱して溶融塩とし、この溶融塩に素線を浸漬した。アルカリ金属炭酸塩を水溶液状態で混合した場合には、この水溶液に素線を浸漬した。   Here, as a mixed state of the alkali metal carbonate, when two or more kinds of alkali metal carbonates are directly mixed in a solid state (Examples (No. 1, 3, 5, 7, 9, 11)), and Two or more kinds of alkali metal carbonates were mixed in an aqueous solution state of about 5% by mass (Examples (No. 2, 4, 6, 8, 10, 12)). Moreover, as an application method, when alkali metal carbonate was directly mixed in a solid state, it was heated to form a molten salt, and a strand was immersed in the molten salt. When the alkali metal carbonate was mixed in an aqueous solution state, a strand was immersed in the aqueous solution.

(比較例(No.13〜18))
比較例(No.13〜16)は、1種類のアルカリ金属炭酸塩を使用すること以外は実施例(No.1またはNo.2)と同様にして、ソリッドワイヤを作製した。また、比較例(No.17〜18)は、600℃×30分の軟化焼鈍を施すこと以外は実施例(No.7またはNo.8)と同様にして、ソリッドワイヤを作製した。
(Comparative example (No. 13-18))
The comparative example (No. 13-16) produced the solid wire like Example (No. 1 or No. 2) except using one type of alkali metal carbonate. Moreover, the comparative example (No. 17-18) produced the solid wire like Example (No. 7 or No. 8) except performing softening annealing of 600 degreeC x 30 minutes.

作製されたソリッドワイヤ(実施例(No.1〜12)、比較例(No.13〜18))について、以下の条件で矯正加工を行い、その後、アルカリ金属濃度の化学分析を行った。その結果を表1に示す。なお、アルカリ金属濃度は、ソリッドワイヤの質量全体に対するアルカリ金属の質量濃度として算出した。その結果を表1に示す。   About the produced solid wire (Example (No. 1-12), comparative example (No. 13-18)), the correction process was performed on the following conditions, and the chemical analysis of the alkali metal density | concentration was performed after that. The results are shown in Table 1. The alkali metal concentration was calculated as the mass concentration of alkali metal with respect to the entire mass of the solid wire. The results are shown in Table 1.

(矯正加工条件)
ソリッドワイヤを半径30mmのローラに沿う形で曲げ、その後、戻す加工(曲げ戻し加工)を4回繰り返し行った。
(Correction processing conditions)
The solid wire was bent along a roller having a radius of 30 mm, and then returned (bending) was repeated four times.

また、矯正加工後のソリッドワイヤ(実施例(No.1〜12)、比較例(No.13〜18)について、断面SEM観察を行い、アルカリ金属の含浸状況の確認を行った。なお、実施例(No.1)については、SEM写真を図2に示す。   Moreover, about the solid wire (Example (No. 1-12) and Comparative Example (No. 13-18) after straightening, cross-sectional SEM observation was performed and the impregnation condition of the alkali metal was confirmed. About an example (No. 1), a SEM photograph is shown in FIG.

次に、矯正加工後のソリッドワイヤ(実施例(No.1〜12)、比較例(No.13〜18))について、以下の溶接条件でアーク溶接を行い、スパッタの発生量について評価した。評価方法としては、アーク点の周りに飛散するスパッタを肉眼で観察し、その発生量を官能評価した。その結果を表1に示す。表1において、スパッタの発生量が少ないものを(○)で良好、スパッタの発生量が多いものを(×)で不良とした。   Next, arc welding was performed on the solid wires (Examples (No. 1 to 12) and Comparative Examples (No. 13 to 18)) after straightening under the following welding conditions, and the amount of spatter generated was evaluated. As an evaluation method, spatter scattered around the arc point was observed with the naked eye, and the amount of the spatter was sensory evaluated. The results are shown in Table 1. In Table 1, a sample with a small amount of spatter generation was evaluated as (◯), and a sample with a large amount of spatter generation was evaluated as (x).

(溶接条件)
・供試鋼板:JIS G 3106 SM490B
・シールドガス:100%CO(流量20リットル/min)
・溶接電流:280A
・溶接電圧:32V
・溶接速度:40cm/min
・ワイヤ突き出し長さ:25mm
・溶接極性:DCEP
・溶接姿勢:下向きビードオンプレート溶接
(Welding conditions)
-Test steel sheet: JIS G 3106 SM490B
Shield gas: 100% CO 2 (flow rate 20 liter / min)
・ Welding current: 280A
・ Welding voltage: 32V
・ Welding speed: 40 cm / min
・ Wire protrusion length: 25mm
・ Welding polarity: DCEP
-Welding posture: downward bead-on-plate welding

以上の結果から、実施例(No.1〜12)のソリッドワイヤは、2種類以上アルカリ金属炭酸塩の混合物を用いたため、混合物の融点が焼鈍温度未満となり、SEM写真によって、ソリッドワイヤの表面近傍にアルカリ金属含浸部が確認され、そのアルカリ金属含浸部のアルカリ金属の合計濃度が1.5質量ppm以上となった。その結果、実施例(No.1〜12)のソリッドワイヤを用いてアーク溶接を行った時、スパッタの発生量が少なかった。   From the above results, since the solid wires of Examples (No. 1 to 12) used a mixture of two or more types of alkali metal carbonates, the melting point of the mixture was less than the annealing temperature, and the surface of the solid wire was near the SEM photograph. The alkali metal impregnated portion was confirmed, and the total concentration of alkali metals in the alkali metal impregnated portion was 1.5 mass ppm or more. As a result, when arc welding was performed using the solid wires of Examples (Nos. 1 to 12), the amount of spatter generated was small.

具体的には、実施例(No.1〜8)のソリッドワイヤは、アルカリ金属の合計濃度が10質量ppm以上であるため、5分以上の溶接を行っても大粒のスパッタは全く発生しなかった。実施例(No.9〜10)のソリッドワイヤは、アルカリ金属の合計濃度が5質量ppm以上10質量ppm未満であるため、5分の溶接で3粒以下の大粒のスパッタの発生にとどまった。実施例(No.11〜12)のソリッドワイヤは、アルカリ金属の合計濃度が1.5質量ppm以上5質量ppm未満であるため、5分の溶接で3粒を超え5粒以下の大粒のスパッタの発生にとどまった。   Specifically, the solid wires of the examples (Nos. 1 to 8) have a total alkali metal concentration of 10 mass ppm or more, so that no large-scale spatter is generated even when welding is performed for 5 minutes or more. It was. In the solid wires of the examples (Nos. 9 to 10), the total concentration of alkali metals was 5 ppm by mass or more and less than 10 ppm by mass. In the solid wires of the examples (No. 11 to 12), the total concentration of alkali metals is 1.5 mass ppm or more and less than 5 mass ppm. The outbreak remained.

これに対し、比較例(No.13〜16)のソリッドワイヤは、1種類のアルカリ金属炭酸塩を用いたため、アルカリ金属炭酸塩の融点が焼鈍温度以上となり、SEM写真によって、ソリッドワイヤの表面近傍にアルカリ金属含浸部が確認されたが、アルカリ金属の濃度が1.5質量ppm未満となった。その結果、比較例(No.13〜16)のソリッドワイヤは、1分のアーク溶接で10粒以上の大粒のスパッタが発生した。なお、比較例(No.13〜16)のソリッドワイヤは、実施例に比べ過剰な粒界酸化が生じ、矯正加工によってアルカリ金属を含む表面結晶粒が脱落したため、アルカリ金属の合計濃度が低くなった。   On the other hand, since the solid wire of the comparative example (No. 13-16) used one kind of alkali metal carbonate, melting | fusing point of alkali metal carbonate became more than an annealing temperature, and the surface vicinity of a solid wire is shown by a SEM photograph. Although an alkali metal impregnated part was confirmed, the alkali metal concentration was less than 1.5 ppm by mass. As a result, the solid wires of the comparative examples (Nos. 13 to 16) were sputtered with 10 or more grains in 1 minute arc welding. In the solid wires of the comparative examples (Nos. 13 to 16), excessive grain boundary oxidation occurred compared to the examples, and the surface crystal grains containing the alkali metal dropped out by the straightening process, so the total concentration of the alkali metal was lowered. It was.

また、比較例(No.17〜18)のソリッドワイヤは、2種類のアルカリ金属炭酸塩の混合物を用いたが、焼鈍温度を下限値未満としたため、混合物の融点が焼鈍温度以上となり、SEM写真によって、ソリッドワイヤの表面近傍にアルカリ金属含浸部が確認されたが、アルカリ金属の濃度が1.5質量ppm未満となった。その結果、比較例(No.17〜18)のソリッドワイヤは、1分のアーク溶接で10粒以上の大粒のスパッタが発生した。また、比較例(No.17〜18)のソリッドワイヤは、焼鈍温度が低いため、伸線加工の途中でワイヤの一部が断線した。前記アーク溶接は、断線を生じなかった部分で行ったものである。   Moreover, although the solid wire of the comparative example (No. 17-18) used the mixture of two types of alkali metal carbonates, since the annealing temperature was made into less than a lower limit, melting | fusing point of a mixture became more than annealing temperature, and SEM photograph As a result, an alkali metal impregnated portion was confirmed in the vicinity of the surface of the solid wire, but the concentration of the alkali metal was less than 1.5 ppm by mass. As a result, the solid wires of the comparative examples (Nos. 17 to 18) were sputtered with 10 or more grains by arc welding for 1 minute. Moreover, since the solid wire of the comparative examples (Nos. 17 to 18) had a low annealing temperature, a part of the wire was broken during the wire drawing process. The arc welding was performed at a portion where no disconnection occurred.

本発明に係るソリッドワイヤの構成を示すもので、(a)は軸方向に沿った断面図、(b)は(a)のA−A線に沿った断面図である。The structure of the solid wire which concerns on this invention is shown, (a) is sectional drawing along an axial direction, (b) is sectional drawing along the AA of (a). 本発明に係るソリッドワイヤの断面組織を示すSEM写真である。It is a SEM photograph which shows the section organization of the solid wire concerning the present invention. (a)、(b)は、本発明に係るソリッドワイヤの製造方法を示す工程図である。(A), (b) is process drawing which shows the manufacturing method of the solid wire which concerns on this invention. 本発明に係るソリッドワイヤの製造において、アルカリ金属含浸部が形成される過程を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the process in which an alkali metal impregnation part is formed in manufacture of the solid wire which concerns on this invention. 従来の溶接用ワイヤ(ソリッドワイヤ)の製造において、アルカリ金属含浸部が形成される過程を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the process in which an alkali metal impregnation part is formed in manufacture of the conventional wire for welding (solid wire). 従来のソリッドワイヤの断面組織を示すSEM写真である。It is a SEM photograph which shows the cross-sectional structure | tissue of the conventional solid wire.

符号の説明Explanation of symbols

1 ソリッドワイヤ(ワイヤ)
1a、1b 素線
2 溶融塩層
3 アルカリ金属含浸部
S1 塗布工程
S2 焼鈍工程
S3 伸線加工工程
S1a 第1伸線加工工程
S2a 塗布工程
S3a 焼鈍工程
S4a 第2伸線加工工程
1 Solid wire (wire)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a, 1b Wire 2 Molten salt layer 3 Alkali metal impregnation part S1 Application | coating process S2 Annealing process S3 Wire drawing process S1a 1st wire drawing process S2a Application | coating process S3a Annealing process S4a 2nd wire drawing process

Claims (3)

鋼合金製の素線からなり、前記素線中の表面近傍に2種類以上のアルカリ金属が含浸したアルカリ金属含浸部を有するソリッドワイヤであって、
前記アルカリ金属含浸部におけるアルカリ金属の合計濃度が、前記ソリッドワイヤの全質量に対して1.5質量ppm以上であることを特徴とするソリッドワイヤ。
A solid wire comprising a strand made of steel alloy and having an alkali metal impregnated portion impregnated with two or more kinds of alkali metals in the vicinity of the surface in the strand,
The solid wire, wherein a total concentration of alkali metals in the alkali metal impregnated portion is 1.5 mass ppm or more with respect to a total mass of the solid wires.
鋼合金材から作製された素線を用いて、前記素線の表面に2種類以上のアルカリ金属炭酸塩の混合物を塗布する塗布工程と、
前記混合物が塗布された素線に630〜1000℃の焼鈍温度で軟化焼鈍を施す焼鈍工程と、
前記焼鈍工程で軟化焼鈍された素線に1回以上の伸線加工を施してワイヤを作製する伸線加工工程とを含み、かつ、
前記塗布工程における混合物の融点が、前記焼鈍工程における焼鈍温度未満であること特徴とするソリッドワイヤの製造方法。
An application step of applying a mixture of two or more types of alkali metal carbonates to the surface of the element wire using an element wire made from a steel alloy material;
An annealing step of subjecting the wire coated with the mixture to soft annealing at an annealing temperature of 630 to 1000 ° C .;
A wire drawing step for producing a wire by subjecting the wire softened and annealed in the annealing step to wire drawing at least once, and
The solid wire manufacturing method, wherein a melting point of the mixture in the coating step is lower than an annealing temperature in the annealing step.
鋼合金材から作製された素線を用いて、前記素線に1回以上の伸線加工を施して所定径の素線を作製する第1伸線加工工程と、
前記第1伸線加工工程で作製された素線の表面に2種類以上のアルカリ金属炭酸塩の混合物を塗布する塗布工程と、
前記混合物が塗布された素線に630〜1000℃の焼鈍温度で軟化焼鈍を施す焼鈍工程と、
前記焼鈍工程で軟化焼鈍された素線に1回以上の伸線加工を施してワイヤを作製する第2伸線加工工程とを含み、かつ、
前記塗布工程における混合物の融点が、前記焼鈍工程における焼鈍温度未満であることを特徴とするソリッドワイヤの製造方法。
A first wire drawing step of producing a wire having a predetermined diameter by subjecting the wire to at least one wire drawing using a wire produced from a steel alloy material;
An application step of applying a mixture of two or more kinds of alkali metal carbonates to the surface of the wire produced in the first wire drawing step;
An annealing step of subjecting the wire coated with the mixture to soft annealing at an annealing temperature of 630 to 1000 ° C .;
A second wire drawing step of producing a wire by subjecting the wire softened and annealed in the annealing step to wire drawing at least once, and
The solid wire manufacturing method, wherein a melting point of the mixture in the coating step is lower than an annealing temperature in the annealing step.
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