JP2682814B2

JP2682814B2 - アーク溶接用ワイヤ

Info

Publication number: JP2682814B2
Application number: JP7000401A
Authority: JP
Inventors: 和彦伊藤; 規生政家; 知之立花; 弘之清水; 晃松口; 吉一佐々; 敦志古谷
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1994-05-06
Filing date: 1995-01-05
Publication date: 1997-11-26
Anticipated expiration: 2012-11-26
Also published as: KR0163244B1; US5550348A; EP0685293A1; DE69527397D1; JPH0819893A; KR950031360A; DE69527397T2; DE69527397T3; EP0685293B2; US5672287A; EP0685293B1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、メッキを設けず、表面
に二硫化モリブデン（以下、ＭｏＳ₂という）を付着さ
せて、アーク安定性を向上させたアーク溶接用ワイヤに
関し、特に、アーク溶接用のフラックス入りワイヤ及び
ソリッドワイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から炭酸ガス及びアルゴンガス等の
保護雰囲気中で溶接する軟鋼用溶接用ソリッドワイヤ
は、ワイヤ表層に銅メッキが施されているのが一般的で
ある。この種のワイヤは、例えば、直径が０．９〜１．
６ｍｍのような細径のものを、例えば、１〜２０ｍ／分
の速度で溶接部に向けて送給し、被溶接部を溶かすため
に例えば、８０〜５００Ａのような大きな溶接電流がワ
イヤに通電されるのが一般的である。銅メッキはワイヤ
送給を良好にし、給電子（溶接チップ）からワイヤへの
通電を良好にし、且つ、保存中の防錆を図るために有効
であるとされている。特に、近年、作業能率の向上の観
点から、ロボット及び自動溶接機等を使用し、長時間連
続して溶接することの必要性が高まっていることから、
ワイヤ送給性、チップ−ワイヤ間の通電性及びチップの
摩耗特性等が重要視されつつある。

【０００３】しかしながら、銅メッキを施されたワイヤ
においても、アーク不安定に関する問題点、ひいてはこ
れが原因で起こるスパッタ量増加の問題点が根本的に存
在することが従来から指摘されている。これは、製造工
程による銅メッキの不均一性、メッキ後の伸線工程・ワ
イヤ送給途中のコンジットライナーとの摩擦等により銅
メッキが剥離し、Ｆｅ地が露出し、結果的に安定した通
電が行われないことによることが原因であることが判明
した。

【０００４】これを回避するためには、銅メッキ量を多
くすることが考えられるが、そうすると、逆に銅メッキ
が剥離し易くなり、問題対策にならないばかりでなく、
銅が増加することにより溶接時に銅及び銅酸化物を含有
する有害ヒュームが多く発生し、溶接作業者の健康上非
常に好ましくないという問題も生じてくる。更に、溶接
金属中に銅量が増加し、高温割れが発生しやすくなると
いう問題も生じてくる。

【０００５】銅メッキを施したワイヤの中でも、従来か
ら、製造工程中の焼鈍温度及び雰囲気等を調整すること
によってワイヤ表面に酸素富化層を生成させ、溶接時の
溶滴の表面張力を下げ、アーク安定性を向上させてスパ
ッタ量を低減させたワイヤがある。

【０００６】しかし、これは前述のとおり、溶滴の微細
化を図ったものであり、通電安定化向上に関しては何等
効果がないことは自明である。また、粒界酸化させたワ
イヤは、一般的に、表面凹凸が比較的大きく、且つ、酸
化層の存在により銅メッキがかえって剥離し易くなり、
通電安定性には逆効果であるといえる。

【０００７】このような種々の問題点を考慮すると、銅
メッキに変わる適切な表面処理が必要不可欠になる。換
言すれば、ワイヤ表面に銅メッキが存在すること自体が
問題であることになり、銅メッキがなく、且つ、諸性能
を満足する適切なワイヤ表面処理を施すことが必須であ
る。

【０００８】銅メッキがないワイヤに関しては、従来よ
り、特公昭５５−１２８３９５号、特公昭５３−６２４
７号、特公昭５３−３９４０号、特開昭４９−９１９５
０号等が提案されている。これらの従来技術において
は、例えば、ワイヤ表面にＭｏＳ₂、グラファイト、ジ
ンクジチオフォスフェート、潤滑油、防錆剤等を適当量
塗布することにより、ワイヤ送給性、チップ−ワイヤ間
の通電安定性、耐錆性等を向上させようとしている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ワイヤ
送給性及び通電安定性に関しては十分に改善されたとは
いえず、依然として問題点として解決されていない。

【００１０】また、特開平６−２６２３８９号には、送
給性を向上すべく表面に有機モリブデンを塗布したワイ
ヤが開示されているが、送給性の面では効果はみられる
ものの、通電性安定化の面では何等効果は認められてい
ない。

【００１１】また、銅メッキがないことによる耐錆性の
問題も、これらの従来技術では、本質的には解決されて
いないのが現状であった。

【００１２】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、ワイヤ送給性、チップ−ワイヤ間の通電安
定性及び耐錆性等の特性を十分満足することができるメ
ッキの施されていないアーク溶接用ワイヤを提供するこ
とを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に係る第１のアー
ク溶接用ワイヤは、その表面の測定対象領域における見
かけ上の表面積をＳｍ、実表面積をＳａとした場合に、
下記数式１で定義される比表面積が０．００５乃至０．
０３５であると共に、前記表面に０．００４乃至０．２
４ｇ／ｍ²のＭｏＳ₂が付着しており、前記表面にメッキ
が施されていないことを特徴とするアーク溶接用フラッ
クス入りワイヤである。

【００１４】

【数１】比表面積＝（Ｓａ／Ｓｍ）−１但し、Ｓａ；測定対象領域におけるワイヤ表面の実表面
積（ｍｍ²）Ｓｍ；測定対象領域におけるワイヤ表面のみかけ上の面
積（ｍｍ²）。

【００１５】また、本発明に係る第２のアーク溶接用ワ
イヤは、その表面の測定対象域における見かけ上の表面
積をＳｍ、実表面積をＳａとした場合に、比表面積が
０．０００５乃至０．０５であると共に、前記表面に
０．００１乃至０．５ｇ／ｍ²のＭｏＳ₂が付着してお
り、前記表面にメッキが施されていないことを特徴とす
るアーク溶接用ソリッドワイヤである。

【００１６】

【作用】本願発明者等が上記課題を解決すべく、鋭意、
研究及び調査を多数実施したところ、ワイヤ表面に適当
量のＭｏＳ₂が均一に存在しているときに、良好なワイ
ヤ送給性及び良好なチップ−ワイヤ間の通電安定性を有
するワイヤを得ることができることを見いだした。

【００１７】そこで、本発明者等はＭｏＳ₂を均一にワ
イヤ表面に付着させるために、更に研究を重ねたとこ
ろ、ワイヤ表面に適当な凹凸が存在するときに、ＭｏＳ
₂をワイヤ表面に均一に付着しやすいことが判明した。
即ち、適当な凹凸が存在するときには、凹部にＭｏＳ₂
がトラップされ、ワイヤ表面に残り易く、これにより均
一付着が可能になる。更に、アンカー効果によりＭｏＳ
₂がワイヤ表面から剥がれにくいという作用も生じる。

【００１８】従来の研究開発の主眼は、接触抵抗（通電
抵抗）を極力低下させること、換言すれば、可能な限り
銅メッキワイヤと同等レベルにすることにおかれてい
た。そのためには、ワイヤ表面の平滑化が最も重要な必
要条件の一つであるとの結論に至った。

【００１９】しかしながら、数多くの調査の結果、接触
抵抗を低下させれば低下させる程、溶接中に、突然、ア
ークが不安定になる確率が増大する傾向にあった。

【００２０】次に、このように、アークが突然不安定に
なり、スパッタが多量に発生したワイヤについて詳細に
調査したところ、接触抵抗のバラツキがアーク不安定及
びスパッタ多量発生の原因であることが判明した。

【００２１】具体的には、調査したいずれのワイヤも接
触抵抗のバラツキは同レベルであった。接触抵抗のバラ
ツキが同レベルであるとすると、接触抵抗が低いワイヤ
である程、接触抵抗のバラツキがワイヤの通電性、ひい
てはアーク安定性に及ぼす影響が大きくなることが推定
される。

【００２２】また、接触抵抗のバラツキは、恐らくワイ
ヤの表面性状（平滑度、潤滑剤その他異物の付着等）に
より影響を受けるので、この接触抵抗のバラツキを銅メ
ッキレベルまでにすることは困難と考えられる。

【００２３】そこで、本願発明者等は発想を逆転し、接
触抵抗のバラツキが同一であれば、接触抵抗を増加させ
れば、接触抵抗のバラツキがワイヤの通電性、引いては
アーク安定性に及ぼす影響が少なくなるのではと考える
に至った。

【００２４】このような観点に立ち、ワイヤ表面性状を
適宜制御し、接触抵抗の嵩上げをしたところ、銅メッキ
ワイヤと同等以上のアーク安定性が得られ、スパッタ発
生量が激減した。図１は横軸にワイヤ長さをとり、縦軸
に接触抵抗値をとって、両者の関係を示すグラフ図であ
る。図１の（ａ）は表面が平滑な場合（平均抵抗値＝
０．０３３Ω、標準偏差＝０．０７１Ω）、（ｂ）は表
面に適当な凹凸とＭｏＳ₂が存在する場合（平均抵抗値
＝０．１４６Ω、標準偏差＝０．０２１Ω）である。

【００２５】この図１から明らかなように、ワイヤ表面
に適当な凹凸とＭｏＳ₂が存在する場合には、表面が平
滑な場合に比して、平均接触抵抗値は高いものの、その
ばらつきはきわめて小さい。

【００２６】表面に均一にＭｏＳ₂を付着させるための
問題点として以下の点を考慮する必要がある。先ず、本
発明を見いだすに至ったワイヤ表面の凹凸（粗さ）の規
定である。この詳細な理由は、前述したとおりである。
次に、ＭｏＳ₂の湿式塗布では、ＭｏＳ₂分散液のＭｏＳ
₂分散安定性の確保、具体的には、液の粘度調整や最適
分散安定剤の選定、場合によっては、静電塗布による均
一塗布（最終製品径、又は、スキンパス前）である。ま
た、ＭｏＳ₂乾式塗布では、例えば、乾式潤滑剤へＭｏ
Ｓ₂を添加し、伸線により圧着する場合、乾式潤滑剤中
の流動性を良好にすることはもとより、伸線後のワイヤ
表面処理（乾式研磨、湿式洗浄、酸洗い、熱処理等）条
件を適切に制御し、ＭｏＳ₂を均一に残留させることが
重要であった。更に、銅メッキがないこと、錆発生因子
となるＭｏＳ₂がＦｅ地表面に直接残留していることに
より、耐錆性の確保には、十分な注意を払う必要があっ
た。具体的に、検討した事項としては、ワイヤ表面のｐ
Ｈ制御（ワイヤ表面抽出溶接のｐＨ：３．５〜１０に制
御）、防錆剤の適用又は両者の併用等を施すことによっ
て耐錆性を確保した。

【００２７】具体的には、本発明に係るアーク溶接用フ
ラックス入りワイヤは、前記数式１で定義される比表面
積が０．００５〜０．０３５であると共に、表面に０．
００４〜０．２４ｇ／ｍ²のＭｏＳ₂が付着しており、前
記表面にメッキが施されていないことを特徴とするもの
である。

【００２８】また、本発明に係るアーク溶接用ソリッド
ワイヤは、前記数式１で定義される比表面積が０．００
０５乃至０．０５であると共に、表面に０．００１乃至
０．５ｇ／ｍ^２のＭｏＳ_２が付着しており、前記表面に
メッキが施されていないことを特徴とするものである。

【００２９】この数式におけるワイヤ表面の実表面積Ｓ
ａは、ワイヤ表面の微細な凹凸を３次元定量化したもの
である。

【００３０】以下、比表面積の測定方法について説明す
る。図２にワイヤ表面の微小部分を３次元直交座標系で
示すように、ワイヤの実表面２は凹凸を有しており、そ
の実表面２の面積Ｓａは、この実表面２をＸ−Ｙ面に投
影した見かけ上の表面３の面積Ｓｍよりも大きい。そこ
で、図３に示すように、ワイヤ１の表面に、その長手方
向（以下、横方向）の長さが６００μｍ、周方向（以
下、縦方向）の長さが５００μｍの測定領域（測定視
野）をとり、これを図４に示すように平面に展開し、横
方向の長さを２５６分割し、縦方向の長さを２００分割
して２５６×２００個の有限の区間に分割する。そし
て、各メッシュの交点における実表面の位置（即ち、実
表面の高さ）を測定する。この実表面の高さは、図２の
３次元直交座標系で、Ｘ−Ｙ面が測定視野になり、実表
面の高さＨ11、Ｈ12等（図５参照）はＺ軸の値として求
められる。この高さＨ11、Ｈ12等の位置を隣接する３点
毎に結ぶと、図５のようになる。そこで、実表面を図５
の各高さ位置Ｈ11、Ｈ12、Ｈ21等を結ぶことにより得ら
れる多数の三角形の連結により近似することとし、図６
に示すように、これらの各三角形の面積Ｓ11、Ｓ12等を
算出してこれを全て加算することにより、実表面積Ｓａ
とする。

【００３１】この測定視野におけるメッシュ交点におけ
る実表面の高さＨ11、Ｈ12等は、電子線三次元粗さ解析
装置により測定することができる。この三次元粗さ解析
装置はＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）の一種であり、試料
面に対し略垂直方向に電子を照射し、二次電子を電子線
照射点から４等配の方向について４本の検出器で検出
し、その検出結果をマイクロコンピュータで演算処理す
ることにより三次元（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の位置情報を得るも
のである。

【００３２】また、見かけ上の表面積Ｓｍは測定領域
（測定視野）の面積、即ち、Ｓｍ＝５００（μｍ）×６
００（μｍ）＝３０００００（μｍ²）となる。

【００３３】このようにして見かけ上の表面積Ｓｍと、
実表面の凹凸を考慮した実表面積Ｓａを求めた後、前記
数式１に従ってワイヤ比表面積を求める。

【００３４】なお、実際に実表面積を求める場合には、
実表面積の測定領域においてワイヤ表面に疵がないこと
及びワイヤ表面の付着不純物等を十分に除去することが
必要である。また、この比表面積は、ワイヤ表面の複数
箇所（例えば、３本の供試材について各３箇所の合計９
箇所）において求め、その平均値とする。

【００３５】なお、図４に示すメッシュの分割数をより
細かくすることにより、実表面積の測定値をより一層真
値に近づけることができるが、前述の如く、５００μｍ
×６００μｍの領域を２００×２５６に分割することに
より、得られた比表面積はアーク安定性との間に優れた
相関関係を示し、ワイヤの評価が可能であった。一方、
メッシュをそれ以上細かくすると、コンピュータにおけ
る解析に時間がかかるなどの不都合が生じる他、ワイヤ
評価精度の向上は少なかった。このため、本発明におい
ては、測定領域（測定視野）を５００μｍ×６００μｍ
とし、これを２００×２５６分割して求めた比表面積を
特許請求の範囲に規定した。

【００３６】従来ワイヤの表面粗さは、ＳＥＭ又はＪＩ
ＳＢＯ６０１、ＪＩＳＢＯ６５１で規定されている触針
法で測定されている。しかし、触針法では針先の曲率よ
りも小さな凹凸の検出が困難であり、また、触針法によ
り求めたワイヤ表面の状況は、ＳＥＭによる観察から得
られるワイヤ表面の状況と必ずしも一致していない。こ
のため、従来、このワイヤ表面の状況とアーク安定性と
の間には、相関関係が認められなかった。

【００３７】しかし、本願発明のように、微細な凹凸を
３次元的に定量化する方法を用いて測定したところ、従
来相関がみられなかった表面粗さとアーク安定性は、一
定の関係があることが認められた。これは、ワイヤの表
面粗さを一定値以下に抑制することにより、ワイヤと溶
接チップとの接触面積が増大し、単位面積当たりの電流
密度が下がり、通電がスムーズに行われているためであ
ると考えられる。

【００３８】なお、測定領域は、前述の如く、ワイヤ本
体表面を平面に展開した状態で、５００μｍ×６００μ
ｍ（３０００００μｍ²）である。

【００３９】以下に、本願発明における数値限定理由に
ついて説明する。（Ａ）先ず、フラックス入りワイヤの場合について説明
する。

【００４０】ＭｏＳ₂ ：０．００４乃至０．２４ｇ／ｍ
² ワイヤ表面のＭｏＳ₂ 量が０．２４ｇ／ｍ² を超える場
合は、ＭｏＳ₂中に含まれるＳ化合物が原因になって、
ワイヤ表面に錆が発生する。一方、ワイヤ表面のＭｏＳ
₂ 量が０．００４ｇ／ｍ²未満の場合は、ワイヤ送給時
の送給抵抗が高くなると共に、溶接時に給電点における
高温での通電性の安定化が劣化し、アーク安定性も低下
する。このため、ワイヤ表面におけるＭｏＳ_２の付着量
は、０．００４乃至０．２４ｇ／ｍ² であることが必要
である。

【００４１】比表面積：０．００５乃至０．０３５ワイヤ表面の任意の領域の見かけ上の表面積をＳｍ、実
表面積をＳａとした場合に、比表面積｛（Ｓａ／Ｓｍ）
−１｝が０．００５乃至０．０３５であることが必要で
ある。前記比表面積が０．０３５を超えると、ワイヤ表
面の凹凸が大きいため、ワイヤ表面の凹部内にＭｏＳ₂
が入り込み、表面凸部におけるＭｏＳ₂量が少なくなっ
てＭｏＳ₂による潤滑効果を十分に得ることができな
い。このため、ワイヤの送給性及びアーク安定性が低下
する。一方、比表面積が０．００５未満の場合は、ワイ
ヤ表面が平滑すぎるため、ワイヤ表面にＭｏＳ₂を保持
することが困難になり、ＭｏＳ₂による潤滑効果を十分
に得ることができない。従って、比表面積は、０．００
５乃至０．０３５であることが必要である。なお、比表
面積のより好ましい範囲は、０．００５乃至０．０１５
である。

【００４２】従来は、比表面積について考慮されていな
かったため、ワイヤ送給性及び耐錆性の両方をいずれも
向上させることが極めて困難であった。しかし、本発明
の如く、比表面積を特定の範囲にすることにより、前述
の範囲のＭｏＳ₂量で十分なワイヤ送給性を得ることが
できると共に、耐錆性を向上させることができる。

【００４３】ワイヤ表面の油量：０．０４乃至０．５０
ｇ／ｍ² 本願発明に係るワイヤにおいては、上述の如く、比表面
積が特定の範囲内に設定されていると共に、ワイヤ表面
に所定量のＭｏＳ₂が付着しているため、潤滑油を使用
しなくても良好なワイヤ送給性を得ることができる。し
かし、ワイヤ送給性をより一層向上させるために、ワイ
ヤ表面に更に潤滑油を付着させることが好ましい。ワイ
ヤ表面にＭｏＳ₂及び油の両方を付着させることによ
り、錆の原因である水分とＭｏＳ₂とが直接接触するこ
とを回避でき、耐錆性が著しく向上する。また、これに
より、ＭｏＳ₂の摩擦係数がＭｏＳ₂単独で存在する場合
に比して低下してワイヤ送給性がより一層向上すると共
に、ＭｏＳ₂がワイヤ表面に均一に分散され、溶接の際
に給電点における高温での通電性が安定化されて、連続
溶接に極めて好適のワイヤを得ることができる。

【００４４】但し、ワイヤ表面における潤滑油の量が
０．５０ｇ／ｍ²を超えると、溶接金属中の拡散水素量
が高くなる。一方、ワイヤ表面の潤滑油の量が０．０４
ｇ／ｍ²未満の場合は、ＭｏＳ₂をワイヤ表面に均一に分
散させることができなくなり、ワイヤ表面にＭｏＳ₂が
偏在して錆の原因になる。従って、ワイヤ表面に潤滑油
を付着させる場合は、０．０４乃至０．５０ｇ／ｍ²と
することが好ましい。

【００４５】ワイヤ表面の付着物量：０．８０ｇ／ｍ²
以下，鉄粉及びＦｅ化合物量；０．１５ｇ／ｍ² 以下ワイヤ表面に付着している潤滑剤、外皮剥離物及び含有
フラックス等の付着物は、長時間に亘って連続して溶接
を行う際に、送給系での詰まりの原因になる。特に、鉄
粉及びＦｅ化合物は、詰まりの原因になりやすい。この
ため、ワイヤ表面の付着物量は０．８０ｇ／ｍ²以下、
鉄粉及びＦｅ化合物量はＦｅ元素換算で０．１５ｇ／ｍ
²以下とすることが好ましい。

【００４６】ワイヤ表面のＣａ化合物量：０．００３乃
至０．１６ｇ／ｍ² 長時間連続して溶接を行う際に、ワイヤ表面にＣａ化合
物が０．１６ｇ／ｍ²を超えて存在すると通電不良の原
因となり、アークが不安定になる。このため、ワイヤ表
面のＣａ化合物量は、Ｃａ元素換算で０．１６ｇ／ｍ²
以下とすることが好ましい。但し、ワイヤを伸線する場
合に、伸線潤滑剤中にＣａ化合物を配合することによ
り、ワイヤの伸線性が向上し、且つ、ワイヤ表面のＭｏ
Ｓ₂付着量をコントロールすることができる。また、ワ
イヤ表面のＭｏＳ₂は強い酸性を示すが、Ｃａ化合物は
ＭｏＳ₂による酸性を中和し、耐錆性を向上させるとい
う作用もある。このため、伸線潤滑剤中にＣａ化合物を
配合することが好ましい。この場合に、ワイヤ表面のＣ
ａ量が０．００３ｇ／ｍ²未満の場合は、上述の効果を
十分に得ることができない。一方、ワイヤ表面のＣａ量
が０．１６ｇ／ｍ²を超えると、前述の如く、通電不良
の原因となり、アークが不安定になる。従って、ワイヤ
表面におけるＣａ量はＣａ元素換算で０．００３乃至
０．１６ｇ／ｍ²であることが好ましい。（Ｂ）次に、ソリッドワイヤの場合について説明する。

【００４７】比表面積：０．０００５〜０．０５前述で定義されたワイヤ表面の比表面積が０．０５を超
えると、ワイヤ表面の凹凸が大きくなり、それ自体でも
送給摩擦抵抗が上昇し、送給性が劣化する。更に、Ｍｏ
Ｓ₂粒子が大きな凹の部分にトラップされ、通電安定性
の効果も発揮されない。一方、比表面積が０．０００５
未満の場合は、ワイヤ表面が平滑過ぎるため、ワイヤ表
面にＭｏＳ₂を均一に保持することが困難になり、通電
安定性が確保できなくなる。

【００４８】過酷な送給系において、長時間連続溶接す
ると、ワイヤ表面からＭｏＳ₂が脱落し、コンジットケ
ーブル内に、脱落物が詰まり、ワイヤの送給不良の原因
となる。ワイヤ表面からのＭｏＳ₂脱落を抑制するに
は、ワイヤを未洗浄のままで、その比表面積を０．００
０８〜０．０８にすることが更に望ましい。この場合に
おいて、ＭｏＳ₂が付着したワイヤ表面の比表面積は、
本発明の請求項５にて規定したとおりである。

【００４９】ＭｏＳ₂：０．００１〜０．５ｇ／ｍ² ワイヤ表面のＭｏＳ₂量が０．５ｇ／ｍ²を超える場合
は、ＭｏＳ₂が溶接中に送給系に詰まったり、ＭｏＳ₂中
のＳが原因になって、ワイヤ表面に錆が発生したり、溶
接金属中にＳが増加し、高温割れが発生したり、ワイヤ
外観が黒くなる等種々の問題点が生じるようになる。一
方、ワイヤ表面のＭｏＳ₂量が０．００１未満の場合
は、送給性が劣化すると共に、通電安定性効果が発揮さ
れなくなる。

【００５０】通電安定性効果及びワイヤ送給性を考慮す
ると、ワイヤ表面のＭｏＳ₂量及びワイヤ表面の比表面
積は、両者間に下記に示す関係があることが好ましい。

【００５１】０．１≦ＭｏＳ₂／比表面積≦５０なお、過酷な送給系の条件下で溶接するような場合に
は、即ち、より通電安定性を要求されるような場合に
は、Ｃ（カーボン）に代表されるような固体通電性物質
及びその他の半導体物質を０．００１〜０．０３５ｇ／
ｍ²添加すると、更に一層、通電安定性が確保される。

【００５２】本発明においては、ＭｏＳ₂の粒度は特に
限定されるものではない。このことは、ＭｏＳ₂は薄片
状に固化し易いためと思われるが、ＭｏＳ₂のワイヤ表
面への付着性を考慮すると、平均粒径で０．１〜１０μ
ｍのＭｏＳ₂が望ましい。

【００５３】潤滑油：０．０１〜０．５ｇ／ｍ² 本発明に係わるワイヤにおいては、上述の如く、比表面
積が特定の範囲内に設定されていると共に、ワイヤ表面
の所定量のＭｏＳ₂が付着しているため、潤滑油を使用
しなくても良好なワイヤ送給性を得ることができる。し
かし、ワイヤ送給性をより一層向上させるために、ワイ
ヤ表面に更に潤滑油を付着させることが好ましい。ワイ
ヤ表面にＭｏＳ₂及び油の両方を付着させることによ
り、錆の原因である水分とＭｏＳ₂とが直接接触するこ
とが回避でき、耐錆性が著しく向上する。但し、ワイヤ
表面における潤滑油の量が０．５ｇ／ｍ²を超えると、
溶接金属中の拡散性水素量が高くなる。一方、ワイヤ表
面の潤滑油の量が０．０１ｇ／ｍ²未満の場合は送給性
の向上が発揮されない。耐錆性を考慮した場合、潤滑油
の更に好ましい範囲は０．０５〜０．５ｇ／ｍ²であ
る。

【００５４】アルカリ金属：０．０００５〜０．０１０
ｍｏｌ／ｍ² アルカリ金属（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ）は従来か
ら、それ自体の電位傾度が低く、即ちイオン化エネルギ
が低い。このため、アルカリ金属の添加はアーク安定性
に有効であるとされてきた。しかし、ワイヤにこれらの
アルカリ金属を付着させる場合は、通電性を阻害しない
ように考慮する必要がある。本発明においては、以下に
示す範囲であれば、通電性を阻害しないことを確認し
た。なお、本願発明において、アルカリ金属とは、アル
カリ金属を含有する混合物又は化合物等（有機、無機）
のことである。

【００５５】ワイヤ表面に、アルカリ金属（Ｌｉ，Ｎ
ａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓからなる少なくとも１種又は２種以
上）量が０．０１０ｍｏｌ／ｍ²を超えると、通電性を
阻害し、良好なアーク安定性が得られなくなる。一方、
アルカリ金属量が０．０００５ｍｏｌ／ｍ²未満の場
合、アーク安定性向上及びスパッタ量低減の効果が発揮
されなくなる。アーク安定性向上及びスパッタ量低減の
効果を考慮すると、更に好ましい範囲は０．００２〜
０．１ｍｏｌ／ｍ²である。なお、本発明で規定してい
るアルカリ金属量は各アルカリ金属元素換算量である。

【００５６】付着物；２．０ｇ／ｍ²以下ワイヤ表面に付着しているＭｏＳ₂、潤滑剤、Ｃ、アル
カリ金属及び製造途中に発生する不可避的付着物等は、
長時間に亘って連続して溶接を行う際に、送給系での詰
まりの原因になる。このため、ワイヤ表面の付着物量は
２．０ｇ／ｍ²以下にすることが好ましい。過酷な送給
系の条件下で溶接するような詰まりが発生しやすい場合
を考慮すると、表面付着物量は１．０ｇ／ｍ²以下が好
ましい。

【００５７】ワイヤ表層酸素量：１００〜１０００ｐｐ
ｍ、ワイヤ中全酸素量；７０ｐｐｍ以下従来から、ソリッドワイヤの溶滴移行性を改善する（溶
滴移行をスプレー状にする）手段としてワイヤ中の酸素
濃度の制御がある。これは、溶滴の粘性及び表面引張に
影響を与えているためとされている。本発明の場合、表
面にＭｏＳ₂（Ｓ；Ｓも酸素と同様の効果）を含むた
め、溶滴移行に影響（スプレー化）を与えるが、これは
十分ではなく、表層酸素濃度及びトータル酸素濃度を制
御することにより、更に一層、良好な効果が得られる。

【００５８】本発明において、表層酸素濃度が１０００
ｐｐｍを超える場合には、ワイヤ表面の導電性が低下
し、通電性が劣化して、アーク安定性を満足しなくな
る。一方、１００ｐｐｍ未満の場合、溶滴移行への影響
を確認できない。ワイヤトータル酸素濃度が７０ｐｐｍ
を超えると、溶滴表面の導電性が不十分になって溶滴移
行時の微小短絡が増加する。また、溶着金属中の酸素濃
度が増加し、機械的性能を劣化させるので好ましくな
い。

【００５９】なお、表層酸素濃度とは、ワイヤ表面から
約０．０５〜０．２ｍｍの深さ部分の酸素濃度のことを
いう。

【００６０】また、本発明は、メッキの施されていない
フラックス入りワイヤおよびソリッドワイヤに関してで
あるが、作業効果上、ＳＡＷ（サブマージ溶接）用ワイ
ヤについて適用されることも自明である。

【００６１】

【実施例】

「実施例Ａ」以下、本発明に係るフラックス入りワイヤ
を実際に製造し、連続溶接性を調べた結果について、比
較例と比較して説明する。先ず、軟鋼製外皮にフラック
スを充填したフラックス入りワイヤ（めっき無し）を製
造した。この製造工程において、ワイヤ表面にＭｏＳ₂
及び／又は潤滑油を付着させた。そして、これらのワイ
ヤの表面のＭｏＳ₂量、比表面積及び潤滑油量を、以下
に示すようにして測定した。

【００６２】ＭｏＳ₂ 量先ず、ワイヤから長さが２５ｃｍの供試材を４本切り
出し、溶媒（クロロフォルム）に浸した脱脂綿で前記供
試材の表面を拭き取った。この場合に、毎回新しい脱脂
綿を使用して、供試材表面の拭き取りを５回繰り返し
た。

【００６３】供試材表面の拭き取りに使用した脱脂綿
を５０ｇの王水（ＨＣｌ（３６重量％）１２．８ｇ＋Ｈ
ＮＯ₃ （６０重量％）３７．１６ｇ）に溶解し、７０℃
の温度に加熱した。

【００６４】この溶液に、拭き取りに使用した脱脂綿
を入れた容器を洗浄した洗浄液を１５０ｍｇ（５０ｍｇ
づつ３回）加え、１０００ｍｌにした。

【００６５】この溶液中のＭｏ濃度を原子吸光法又は
誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）法により測定した。

【００６６】測定により得たＭｏ濃度から、ワイヤ表
面の単位面積（１ｍ² ）当たりのＭｏＳ₂ 量を算出し
た。この場合に、ワイヤの表面積は、ワイヤの公称径を
半径として計算した。

【００６７】比表面積スプールに巻き取られたワイヤから、長さが約２０ｍ
ｍの３本の供試材を切り出した。なお、各供試材は表面
に疵がない部分を選んで切り出した。そして、これらの
供試材の表面を、供試材を腐食させる虞れがない有機溶
媒（例えば、石油エーテル、アセトン、四塩化炭素及び
フロン等）を使用して超音波洗浄することにより、ワイ
ヤ表面に付着している汚れ及び油脂分等の不純物を取り
除いた。この場合に、供試材が相互に擦れ合って疵が付
くことを防止するために、供試材の超音波洗浄は１本づ
つ行った。なお、超音波洗浄時に使用する洗浄液は、前
記有機溶媒に替えて、加工工程において使用する潤滑剤
を除去するのに適した液（湯及びその他の脱脂液等）を
使用してもよい。

【００６８】各供試材の周方向に３等分した位置にお
いて、縦が５００μｍ、横が６００μｍの領域（見かけ
上の表面積Ｓｍ＝３０００００μｍ² ）における実表面
積を電子線三次元粗さ解析装置（例えば、ＥＲＡ−８０
００：(株)エリオニクス社製）を使用して測定した。そ
して、これらの実表面積の測定値の平均を算出し、これ
をワイヤの実表面積Ｓａとした。なお、測定倍率は、ワ
イヤ径に拘わらず一定（１５０倍）とした。

【００６９】前記見かけ上の表面積Ｓｍ及び実表面積
Ｓａにより、ワイヤ比表面積｛（Ｓａ／Ｓｍ）−１｝を
算出した。

【００７０】潤滑油の量ワイヤ表面の潤滑油の定量は、以下に示すようにして行
った（ＪＩＳＫ０１０２−２５，２６に準じる）。
即ち、先ず、ワイヤから長さが２５ｃｍの供試材を４
本切り出し、溶媒（四塩化炭素）に浸した脱脂綿で前記
供試材の表面を拭き取った。この場合に、毎回新しい脱
脂綿を使用して、供試材表面の拭き取りを５回繰り返し
た。

【００７１】拭き取りに使用した脱脂綿を入れた容器
に四塩化炭素を１０ｍｌ加え、脱脂綿に四塩化炭素の液
をよくなじませた後に、この四塩化炭素の液をフラスコ
に移した。

【００７２】前記脱脂綿が含んでいる四塩化炭素をガ
ラス棒等で搾り、この四塩化炭素を前記フラスコに移し
た。

【００７３】上述の，の工程を３回繰り返した。

【００７４】前記フラスコ中の四塩化炭素を５０ｍｌ
のメスフラスコに移し、更に約１０ｍｌの四塩化炭素で
前記フラスコを洗浄し、この洗浄液もメスフラスコに移
した。

【００７５】前記メスフラスコに標線（５０ｍｌ）ま
で四塩化炭素を加えた。

【００７６】赤外線（ＩＲ）分光法を使用して、この
溶液中の油分を定量した。この場合に、以下の方法によ
り検量線を作製した。先ず、メスフラスコ中の溶液を長
さが５０ｍｍの赤外線測定用セル（石英製）に装入し、
波長が３．４μｍ付近の吸光度を測定する。また、測定
すべき潤滑油２ｇに四塩化炭素を加えて２００ｍｌに希
釈した溶液（Ｓ１）を得た後、この溶液Ｓ１を２ｍｌと
り、この溶液に四塩化炭素を加えて２００ｍｌに希釈し
た溶液Ｓ２を得た。そして、この溶液Ｓ２を２ｍｌ、１
０ｍｌ及び４０ｍｌとり、各溶液に四塩化炭素を加えて
２００ｍｌに希釈し、溶液中の油の濃度が０．００２ｍ
ｇ／ｍｌ、０．０１ｍｇ／ｍｌ及び０．０４ｍｇ／ｍｌ
の標準試料を得た。

【００７７】これらの標準試料を赤外線分光法により測
定して検量線を求め、この検量線を使用して供試材表面
の潤滑油の量を求めた。そして、測定により得た潤滑油
の量から、ワイヤ表面の単位面積当たりの油量を算出し
た。この場合に、ワイヤの表面積はワイヤ公称径を半径
として求めた。

【００７８】ワイヤ表面に付着している潤滑剤、外皮剥
離物、含有フラックス等を含む付着物量、鉄粉及びＦｅ
化合物量、ワイヤ表面に存在するＣａ化合物量の定量
は、ＭｏＳ₂ 量の定量と同様の原子吸光法又はＩＣＰで
分析を行った。

【００７９】実施例及び比較例のワイヤの比表面積、ワ
イヤ表面のＭｏＳ₂量、油量、付着物量、鉄粉及びＦｅ
化合物量並びにＣａ化合物量を下記表１，２に示す。

【００８０】

【表１】

【００８１】

【表２】

【００８２】そして、これらの実施例及び比較例のワイ
ヤについて、耐錆性、連続溶接性及び拡散水素量を調べ
た。これらの結果を、下記表３にまとめて示す。但し、
耐錆性は、恒温恒湿槽を使用し、３０℃の温度で湿度が
８０％の条件で耐錆試験を行い、６７２時間経過した後
に点状の錆が発生した場合を×、錆が発生しない場合を
○で示した。また、連続溶接性は、各ワイヤを適正な電
流及び電圧で連続溶接を行い、１５分間経過後及び６０
分間経過後における送給抵抗を、スタート時の送給抵抗
と比較し、下記数式２で求めた百分率が０（％）の場合
を◎、０〜５（％）の場合を○、５〜１０（％）の場合
を△、１０（％）以上の場合を×で示した。

【００８３】

【数２】｛（溶接後の送給抵抗−スタート時の抵抗）／
スタート時の抵抗｝×１００拡散性水素量は、ＪＩＳ規格に準じてガスクロマトグラ
フィ法により溶接金属の拡散水素量を測定し、５ｍｌ未
満の場合を○、５ｍｌ以上の場合を×で示した。そし
て、これらの結果から、連続溶接性を総合的に評価し、
連続溶接性が優れている場合を○、劣っている場合を×
で示した。

【００８４】

【表３】

【００８５】この表３から明らかなように、実施例１〜
８はいずれも連続溶接性が良好であると共に、耐錆性が
良好であり、拡散水素量も十分に低いものであった。特
に、実施例４，７，８については、連続溶接性が極めて
優れていた。一方、比較例１は、油量は適量であるため
耐錆性は優れているものの、連続溶接した場合の送給性
に難点があるものであった。比較例２は、比表面積は本
発明範囲内であるがワイヤ表面のＭｏＳ₂ 量及び油量が
過剰であるために、耐錆性及び連続溶接性が劣ると共に
拡散性水素量が多いものであった。比較例３は、ワイヤ
表面の油量は適量であるため拡散性水素量は拡散性水素
量は多くないが、耐錆性及び連続溶接性が劣るものであ
った。比較例４は、ワイヤ表面のＭｏＳ₂ 量が少なく、
且つ、比表面積も小さいため、耐錆性及び連続溶接性が
劣るものであった。比較例５は、潤滑油によりある程度
の送給性は確保しているものの満足できるものではな
く、長時間連続溶接には適さないものであった。比較例
６も、比表面積が小さいためワイヤ送給性が満足できる
ものではなく、長時間連続溶接には適さないものであっ
た。比較例７は、ＭｏＳ₂ 量が多いため、耐錆性が劣る
ものであった。比較例８は、比表面積が小さいと共に油
量が多いため、連続溶接性が劣ると共に溶接金属中の拡
散性水素量が多いものであった。「実施例Ｂ」次に、ソリッドワイヤについての実施例に
ついて、比較例と比較して説明する。

【００８６】（１）比表面積制御方法比表面積のコントロールは、ダイス類（穴ダイス、ロー
ラダイス等）の形状、表面仕上げ精度や及びイス素材に
用いられる硬質粒子（ＷＣ；タングステンカーバイト、
ダイヤ等）の粒度を調整することによって行った。測定方法スプール及びパックに収納されたワイヤからサンプリ
ングした長さが約２０ｍｍの３本の供試材ワイヤを切り
出した。なお、各供試材は表面に疵がない部分を選んで
切り出した。そして、これらの供試材の表面を、供試材
を腐食させる虞れがない有機溶媒（例えば、石油エーテ
ル、アセトン、四塩化炭素及びフロン等）を使用して超
音波洗浄することにより、ワイヤ表面に付着している汚
れ及び油脂分等の不純物を取り除いた。この場合に、供
試材が相互に擦れ合って疵が付くことを防止するため
に、供試材の超音波洗浄は１本づつ行った。なお、超音
波洗浄時に使用する洗浄液は、前記有機溶媒に替えて、
加工工程において使用する潤滑剤を除去するのに適した
液（湯及びその他の脱脂液等）を使用してもよい。

【００８７】各供試材の周方向に３等分した位置にお
いて、縦が５００μｍ、横が６００μｍの領域（見かけ
上の表面積Ｓｍ＝３０００００μｍ²）における実表面
積を電子線三次元粗さ解析装置（例えば、ＥＲＡ−８０
００：（株）エリオニクス社製）を使用して測定した。
そして、これらの実表面積の測定値の平均を算出し、こ
れをワイヤの実表面積Ｓａとした。なお、測定倍率は、
ワイヤ径に拘わらず一定（１５０倍）とした。

【００８８】前記見かけ上の表面積Ｓｍ及び実表面積
Ｓａにより、ワイヤ比表面積｛（Ｓａ／Ｓｍ）−１｝を
算出した。

【００８９】（２）表面付着物制御方法（塗布方法）ＭｏＳ₂、Ｃ、及びアルカリ金属等は、伸線潤滑剤又は
送給潤滑剤中に分散又は懸濁させることにより付着させ
た。送給潤滑剤はスキンパスや静電塗油装置等により塗
布した。測定方法ＭｏＳ₂ 量先ず、ワイヤから長さが２５ｃｍの供試材を４本切り
出し、溶媒（クロロフォルム）に浸した脱脂綿で前記供
試材の表面を拭き取った。この場合に、毎回新しい脱脂
綿を使用して、供試材表面の拭き取りを５回繰り返し
た。

【００９０】供試材表面の拭き取りに使用した脱脂綿
を５０ｇの王水（ＨＣｌ（３６重量％）１２．８ｇ＋Ｈ
ＮＯ₃ （６０重量％）３７．１６ｇ）に溶解し、７０℃
の温度に加熱した。

【００９１】この溶液に、拭き取りに使用した脱脂綿
を入れた容器を洗浄した洗浄液を１５０ｍｇ（５０ｍｇ
づつ３回）加え、１０００ｍｌにした。

【００９２】この溶液中のＭｏ濃度を原子吸光法又は
誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）法により測定した。

【００９３】測定により得たＭｏ濃度から、ワイヤ表
面の単位面積（１ｍ² ）当たりのＭｏＳ₂ 量を算出し
た。この場合に、ワイヤの表面積は、ワイヤの公称径を
半径として計算した。

【００９４】（３）潤滑油量測定方法ワイヤ表面の潤滑油の定量は、以下に示すようにして行
った（ＪＩＳＫ０１０２−２５，２６に準じる）。
即ち、先ず、ワイヤから長さが２５ｃｍの供試材を４
本切り出し、溶媒（四塩化炭素）に浸した脱脂綿で前記
供試材の表面を拭き取った。この場合に、毎回新しい脱
脂綿を使用して、供試材表面の拭き取りを５回繰り返し
た。

【００９５】拭き取りに使用した脱脂綿を入れた容器
に四塩化炭素を１０ｍｌ加え、脱脂綿に四塩化炭素の液
をよくなじませた後に、この四塩化炭素の液をフラスコ
に移した。

【００９６】前記脱脂綿が含んでいる四塩化炭素をガ
ラス棒等で搾り、この四塩化炭素を前記フラスコに移し
た。

【００９７】上述の，の工程を３回繰り返した。

【００９８】前記フラスコ中の四塩化炭素を５０ｍｌ
のメスフラスコに移し、更に約１０ｍｌの四塩化炭素で
前記フラスコを洗浄し、この洗浄液もメスフラスコに移
した。

【００９９】前記メスフラスコに標線（５０ｍｌ）ま
で四塩化炭素を加えた。

【０１００】赤外線（ＩＲ）分光法を使用して、この
溶液中の油分を定量した。この場合に、以下の方法によ
り検量線を作製した。先ず、メスフラスコ中の溶液を長
さが５０ｍｍの赤外線測定用セル（石英製）に装入し、
波長が３．４μｍ付近の吸光度を測定する。また、測定
すべき潤滑油２ｇに四塩化炭素を加えて２００ｍｌに希
釈した溶液（Ｓ１）を得た後、この溶液Ｓ１を２ｍｌと
り、この溶液に四塩化炭素を加えて２００ｍｌに希釈し
た溶液Ｓ２を得た。そして、この溶液Ｓ２を２ｍｌ、１
０ｍｌ及び４０ｍｌとり、各溶液に四塩化炭素を加えて
２００ｍｌに希釈し、溶液中の油の濃度が０．００２ｍ
ｇ／ｍｌ、０．０１ｍｇ／ｍｌ及び０．０４ｍｇ／ｍｌ
の標準試料を得た。

【０１０１】これらの標準試料を赤外線分光法により測
定して検量線を求め、この検量線を使用して供試材表面
の潤滑油の量を求めた。そして、測定により得た潤滑油
の量から、ワイヤ表面の単位面積当たりの油量を算出し
た。この場合に、ワイヤの表面積はワイヤ公称径を半径
として求めた。

【０１０２】（４）アルカリ金属測定方法（２）の測定方法に同じ

【０１０３】（５）ワイヤ酸素量測定方法各供試ワイヤの表層部を約０．０５〜０．２ｍｍ深さに
研削して０．２〜０．５ｇの試料を採取し、インパルス
炉を使った不活性ガス中での溶融型酸素分析法によって
酸素濃度を測定しこれをワイヤ表層部酸素濃度とした。
ワイヤトータル酸素濃度についてもワイヤの表層部の研
削を行わずに同様の方法で行った。

【０１０４】（６）通電安定性測定方法ワイヤ表面の不均一さは次のような方法で調べた。ここ
では、便宜的にワイヤ表面の接触電気抵抗を測定し、接
触電気抵抗値という電気的特性をもってワイヤ表面の不
均一さを知る指標とした。

【０１０５】ワイヤ表面の接触電気抵抗は、図７に示す
ような装置により測定することができる。この図７に示
す装置は市販の電気接点シミュレータを本願発明者等が
改良したものである。ワイヤ１は矢印方向に連続的に移
動させる。このワイヤ１に電流端子１２と電圧端子１３
とを接触させ、電流端子１２は電流リード線７を介して
電源６に接続されている。電圧端子１３は電圧リード線
９を介して接触電気抵抗計８に接続されている。また、
電流端子１２と電圧端子１３との間のワイヤ１の表面に
は、電極４が荷重機構５により適宜の荷重を印加されな
がらワイヤ１に接触するようになっており、この電極４
は電流リード線７及び電圧リード線９を介して夫々電源
６及び接触電気抵抗計８の他方の端子に接触されてい
る。

【０１０６】長手方向でのワイヤ表面の電気的不均一さ
を知るためには、長手方向にわたって、接触電気抵抗を
測定する必要がある。そのため、ワイヤ１を連続的に駆
動しながら接触電気抵抗を測定する。電圧端子１３及び
電流端子１２は、接触電気抵抗の測定に影響しなけれ
ば、ワイヤ１の両端に固定しても、又は端子位置を固定
してワイヤ１表面に摺動させてもよい。

【０１０７】ワイヤ１の移動速度を１ｍｍ／分から１０
ｍ／分まで変えて測定を行ったところ、１分間に１ｍｍ
〜５０ｃｍの移動速度で測定すると、測定は可能である
が時間がかかりすぎて実用的でなく、５ｍ〜１０ｍの移
動速度で測定を行うと、測定は可能であるが、振動等に
より精度に問題があった。このため、適正な速度範囲は
１分間に５０ｃｍ〜５ｍであるが、本発明においては速
度を１．２±０．４ｍ／分とした。電流は１μＡから１
００Ａまで変えて測定した。測定電流が１μＡ〜５０ｍ
Ａの範囲でも接触電気抵抗は測定できるが、起電力のバ
ラツキが大きすぎるために精度が低い。測定電流が５Ａ
から１００Ａの範囲でも接触電気抵抗は測定できるが、
電流が高すぎて電極４とワイヤ１との接点が変質し、酸
化し、更には溶融してしまう。また、電流が高いと、測
定される接触抵抗の値及びその差がいずれ小さくなり、
耐錆び性が異なるワイヤ間でもその差が不明確になる。
適正な測定電流の範囲は５０ｍＡから５Ａの範囲であ
る。本発明においては電流を０．５±０．１Ａとした。

【０１０８】電流を流したときの電極４とワイヤ１との
間に発生する電位差（Ｖ）を接触電気抵抗計８で測定
し、この電位差を測定電流で除することによって接触電
気抵抗（Ω）を計算した。この電位差は測定距離を０．
０１〜０．５ｍｍ間隔で行う必要がある。これは、微小
な付着物が溶接用ワイヤ表面に残留しても、その存在を
検知できるようにするためである。実際の測定は０．１
±０．０２ｍｍ間隔で行った。なお、この測定距離と
は、ワイヤ１を移動速度１．０±０．２ｍ／分で移動さ
せつつ所定の時間間隔で接触電気抵抗を測定することに
よりその測定間隔を０．１±０．０２ｍｍにするもので
ある。

【０１０９】電流端子電極４の材質は１％Ｃｒ銅合金を
使用した。基準電極としては純銅の方が望ましいが、純
銅では摩耗が激しいという問題があった。測定される接
触電気抵抗の値は他の銅合金を用いて測定しても大差は
なかった。電流端子電極４の厚さは２ｍｍであり、先端
にはＲ１ｍｍの曲率を付け、表面粗さはエメリー紙（＃
４００）で研磨したままの状態にした。この電流端子電
極４を電荷機構５によりワイヤ１に押し付ける力は０．
４９±０．０５Ｎ（５０±５ｇｆ）である。この押し付
け力は、大きくするとワイヤの表面全体の接触電気抵抗
の値が小さくなり、電気的な不均一さの程度が小さくな
って、不都合が生じた。逆に押し付け力を小さくすると
ワイヤ表面の電気的不均一さが誇張されすぎて、不都合
が生じた。ワイヤ１と電流端子電極４の相対的な移動速
度は１．０±０．２ｍ／分とした。この速度で測定を行
えば５０ｍｍのワイヤについて３秒で測定できる。実際
の測定は４ｍ程度の長さ全長にわたって測定し、その中
から任意の５０ｍｍ部分の抵抗値を計算機によって統計
処理すればよい。ワイヤの接触電気抵抗値は直線的に測
定すればよい。必要なら螺旋状に測定しても、ジグザグ
に測定してもよい。測定の軌跡は問題ではなく、どのよ
うな軌跡であってもワイヤ５０ｍｍ全長にわたって順次
接触電気抵抗を測定すればよい。但し、測定装置の簡便
の点で、直線的に測定するのが好ましい。以上のよう
に、データを採取したものをコンピュータ処理により平
均値および標準偏差（ＳＴＤ）を得た。評価方法１００００ｍｍ長手方向に測定した場合の平均値接触抵
抗が４００ｍΩ以下であり、且つ接触抵抗の標準偏差が１００ｍΩ未満 →◎ １００以上〜２００ｍΩ未満→○ ２００ｍΩ以上 →△

【０１１０】（７）ワイヤ送給性の評価方法溶接条件溶接電流；８０〜５００Ａ溶接電圧；適正電圧（アーク長＝約２ｍｍ）シールドガス；ＣＯ₂、Ａｒ−２０％ＣＯ₂、Ａｒ−２％
Ｏ₂（いずれも、２５リットル／ｍｉｎ）。

【０１１１】図８及び図９に示す装置により送給抵抗を
測定した。即ち、図８に示す如く、６ｍのコンジットチ
ューブ２１の中央部に直径３００ｍｍのループ２１ａ
（３回り）を形成すると共に、先端近傍に曲率０．０１
（Ｒ＝１００ｍｍ）の３つのカーブを形成し、先端にカ
ーブドトーチ２３を取り付け、ワイヤスプール２４に巻
回した各供試ワイヤＷを送給ロール２５によってコンジ
ットチューブ２１内に送り込み、送給ロール２５にかか
る送給抵抗を測定し、平均送給抵抗値を得た。なお、図
８は過酷な送給系を示し、図９はコンジットチューブが
直線であり、通常の送給系を示す。評価基準平均送給抵抗値；過酷な送給系でも４ｋｇｆ未満→◎ ⁺ ２以上〜３ｋｇｆ未満 →◎ ３以上〜４ｋｇｆ未満 →○ ４ｋｇｆ以上 →△

【０１１２】（８）アーク安定性評価溶接作業者の官能評価；極めて良好→◎⁺⁺ 良好（＋）→◎⁺ 良好（−）→◎ やや劣る →△

【０１１３】（９）耐錆性の評価方法放置雰囲気；３０℃−８０Ｒ．Ｈ％評価基準；１カ月中にワイヤ全面に点錆が発生→△ １カ月以内に点錆が全く発生しない→○

【０１１４】（１０）付着物量ＭｏＳ₂測定の（１）での拭き取り前後のワイヤの重量
差（ｇ／ｍ²）を付着物量とした。

【０１１５】（１１）詰まり量の測定１時間溶接後のローラ、ガイドローラ、コジットライナ
ー、インナーライナー、インナーチューブ、チップの重
量増加量により判断した。

【０１１６】評価方法は、２．０ｇ／ｍ²より多い場合を△（不良）１．０ｇ／ｍ²より多く２．０ｇ／ｍ²未満を○ １．０ｇ／ｍ²以下を◎ とした。

【０１１７】（１２）拡散性水素量測定ＪＩＳ規格に準じてガスクロマトグラフィ法により酔う
着金属の拡散性水素量を測定し、５ｍｌ／１００ｇ未満
を○、５ｍｌ／１００ｇ以上を△とした。

【０１１８】（１３）供試材料ＪＩＳＹＧＷ−１１直径０．９〜１．６ｍｍ（成分
分析例下記表４（その１）） −１２直径０．９〜１．６ｍｍ（成分分析例下記表
４（その２））この供試材料の組成を下記表３に示す。また、供試ワイ
ヤのワイヤNo.、比表面積、ＭｏＳ₂量、潤滑油量を下記
表５に示す。更に、これらの実施例及び比較例の性能評
価の結果を下記表６に示す。

【０１１９】

【表４】

【０１２０】試験Ｎｏ．１従来例従来のＹＧＷ−１１系メッキワイヤ（直径１．２ｍｍ）試験Ｎｏ．２従来例従来のＹＧＷ−１１系メッキワイヤ粒界酸化ワイヤ
（１．２ｍｍ）試験Ｎｏ．３比較例（ＹＧＷ−１１系直径１．２ｍ
ｍ）比表面積：０．０００１、ＭｏＳ₂量：０．０５ｇ／
ｍ²、油量：０．０５ｇ／ｍ²に制御したノーメッキワイ
ヤ試験Ｎｏ．４比較例（ＹＧＷ−１１系、直径１．２ｍ
ｍ）比表面積：０．０００１、ＭｏＳ₂量：０．３０ｇ／
ｍ²、油量：０．０５ｇ／ｍ²に制御したノーメッキワイ
ヤ試験Ｎｏ．５比較例（ＹＧＷ−１１系、直径１．２ｍ
ｍ）比表面積：０．０００１、ＭｏＳ₂量：０．６０ｇ／
ｍ²、油量：０．０５ｇ／ｍ²に制御したノーメッキワイ
ヤ試験Ｎｏ．６発明例（ＹＧＷ−１１系、直径１．２ｍ
ｍ）比表面積：０．０１、ＭｏＳ₂量：０．０５ｇ／ｍ²、油
量：０．０５ｇ／ｍ²に制御したノーメッキワイヤ試験Ｎｏ．７比較例（ＹＧＷ−１１系、直径１．２ｍ
ｍ）比表面積：０．０１、ＭｏＳ₂量：０．０００５ｇ／
ｍ²、油量：０．０５ｇ／ｍ²に制御したノーメッキワイ
ヤ試験Ｎｏ．８比較例（ＹＧＷ−１１系、直径１．２ｍ
ｍ）比表面積：０．０１、ＭｏＳ₂量：０．６０ｇ／ｍ²、油
量：０．０５ｇ／ｍ²に制御したノーメッキワイヤ試験Ｎｏ．９発明例（ＹＧＷ−１１系、直径１．２ｍ
ｍ）比表面積：０．０４、ＭｏＳ₂量：０．０５ｇ／ｍ²、油
量：０．０５ｇ／ｍ²に制御したノーメッキワイヤ試験Ｎｏ．１０比較例（ＹＧＷ−１１系、直径１．２ｍ
ｍ）比表面積：０．０６、ＭｏＳ₂量：０．０５ｇ／ｍ²、油
量：０．０５ｇ／ｍ²に制御したノーメッキワイヤ試験Ｎｏ．１１発明例（ＹＧＷ−１１系、直径１．２ｍ
ｍ）比表面積：０．００５、ＭｏＳ₂量：０．０５ｇ／ｍ²、
油量：０．０５ｇ／ｍ²に制御したノーメッキワイヤ試験Ｎｏ．１２発明例（ＹＧＷ−１１系、直径１．２ｍ
ｍ）比表面積：０．００５、ＭｏＳ₂量：０．２０ｇ／ｍ²、
油量：０．０５ｇ／ｍ²に制御したノーメッキワイヤ試験Ｎｏ．１３発明例（ＹＧＷ−１１系、直径１．２ｍ
ｍ）比表面積：０．００５、ＭｏＳ₂量：０．３０ｇ／ｍ²、
油量：０．０５ｇ／ｍ²に制御したノーメッキワイヤ試験Ｎｏ．１４比較例（ＹＧＷ−１１系、直径１．２ｍ
ｍ）比表面積：０．０１、ＭｏＳ₂量：０．０５ｇ／ｍ²、油
量：０．６０ｇ／ｍ²に制御したノーメッキワイヤ試験Ｎｏ．１５比較例（ＹＧＷ−１１系、直径１．２ｍ
ｍ）比表面積：０．０１、ＭｏＳ₂量：０．０５ｇ／ｍ²、油
量：０．００５ｇ／ｍ²に制御したノーメッキワイヤ試験Ｎｏ．１６発明例（ＹＧＷ−１１系、直径１．２ｍ
ｍ）比表面積：０．０１、ＭｏＳ₂量：０．０５ｇ／ｍ²、油
量：０．０２ｇ／ｍ²に制御したノーメッキワイヤ試験Ｎｏ．１７発明例（ＹＧＷ−１１系、直径１．６ｍ
ｍ）比表面積：０．０１、ＭｏＳ₂量：０．０５ｇ／ｍ²、油
量：０．０５ｇ／ｍ²に制御したノーメッキワイヤ試験Ｎｏ．１８発明例（ＹＧＷ−１１系、直径１．２ｍ
ｍ）ＭＡＧ溶接（Ａｒ−２０％ＣＯ₂）比表面積：０．０２、ＭｏＳ₂量：０．０４ｇ／ｍ²、油
量：０．０５ｇ／ｍ²に制御したノーメッキワイヤ試験Ｎｏ．１９従来例従来のＹＧＷ−１２系メッキワイヤ（直径１．２ｍｍ）試験Ｎｏ．２０発明例（ＹＧＷ−１２系、直径１．２ｍ
ｍ）比表面積：０．０３、ＭｏＳ₂量：０．０５ｇ／ｍ²、油
量：０．０５ｇ／ｍ²に制御したノーメッキワイヤ試験Ｎｏ．２１発明例（ＹＧＷ−１１系、直径１．２ｍ
ｍ）Ｎｏ．６に同じ試験Ｎｏ．２２発明例（ＹＧＷ−１１系、直径１．２ｍ
ｍ）アルカリ量：０．０００５ｍｏｌ／ｍ²に制御した試験
Ｎｏ．６に該当するノーメッキワイヤ試験Ｎｏ．２３発明例（ＹＧＷ−１１系、直径１．２ｍ
ｍ）アルカリ量：０．００５ｍｏｌ／ｍ²に制御した試験Ｎ
ｏ．６に該当するノーメッキワイヤ試験Ｎｏ．２４発明例（ＹＧＷ−１１系、直径１．２ｍ
ｍ）アルカリ量：０．０１ｍｏｌ／ｍ²、拭き取り量：０．
７０ｇ／ｍ²に制御した試験Ｎｏ．６に該当するノーメ
ッキワイヤ試験Ｎｏ．２５比較例（ＹＧＷ−１１系、直径１．２ｍ
ｍ）アルカリ量：０．０２ｍｏｌ／ｍ²、拭き取り量：０．
９０ｇ／ｍ²に制御した試験Ｎｏ．６に該当するノーメ
ッキワイヤ試験Ｎｏ．２６発明例（ＹＧＷ−１１系、直径１．２ｍ
ｍ）Ｃ量：０．００１ｇ／ｍ²、拭き取り量：０．５０ｇ／
ｍ²に制御した試験Ｎｏ．６に該当するノーメッキワイ
ヤ試験Ｎｏ．２７発明例（ＹＧＷ−１１系、直径１．２ｍ
ｍ）Ｃ量：０．０３ｇ／ｍ²、拭き取り量：０．７５ｇ／ｍ²
に制御した試験Ｎｏ．６に該当するノーメッキワイヤ試験Ｎｏ．２８比較例（ＹＧＷ−１１系、直径１．２ｍ
ｍ）Ｃ量：０．０４ｇ／ｍ²、拭き取り量：０．９１ｇ／ｍ²
に制御した試験Ｎｏ．６に該当するノーメッキワイヤ試験Ｎｏ．２９発明例（ＹＧＷ−１１系、直径１．２ｍ
ｍ）アルカリ量：０．０１ｍｏｌ／ｍ²、Ｃ量：０．０３ｇ
／ｍ²、拭き取り量：１．１０ｇ／ｍ²に制御した試験Ｎ
ｏ．６に該当するノーメッキワイヤ試験Ｎｏ．３０比較例（ＹＧＷ−１１系、直径１．２ｍ
ｍ）アルカリ量：０．０１ｍｏｌ／ｍ²、Ｃ量：０．０３ｇ
／ｍ²、拭き取り量：２．５０ｇ／ｍ²に制御した試験Ｎ
ｏ．６に該当するノーメッキワイヤで油量を増加させた
ワイヤ試験Ｎｏ．３１発明例表層部分の酸素量：１２０ｐｐｍ、ワイヤ全体の酸素
量：３０ｐｐｍに制御した試験Ｎｏ．９に該当するノー
メッキワイヤ試験Ｎｏ．３２発明例表層部分の酸素量：８００ｐｐｍ、ワイヤ全体の酸素
量：４０ｐｐｍに制御した試験Ｎｏ．９に該当するノー
メッキワイヤ試験Ｎｏ．３３比較例表層部分の酸素量：１２００ｐｐｍ、ワイヤ全体の酸素
量：５５ｐｐｍに制御した試験Ｎｏ．３４に該当するノ
ーメッキワイヤ試験Ｎｏ．３４比較例表層部分の酸素量：８００ｐｐｍ、ワイヤ全体の酸素
量：８０ｐｐｍに制御した試験Ｎｏ．９に該当するノー
メッキワイヤ

【０１２１】

【表５】

【０１２２】

【表６】

【０１２３】この表６から明らかなように、本発明の実
施例はいずれもワイヤ送給性が優れており、通電安定性
も優れていた。

【０１２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るフラッ
クス入りワイヤ及びソリッドワイヤは、比表面積が特定
の範囲であると共に表面に所定量のＭｏＳ₂が付着して
いるから、ワイヤ送給性及びアーク安定性が優れている
と共に耐錆性が良好であり、且つ、溶接金属柱の拡散水
素量を低減できて、更に高温割れが発生しにくいという
効果を奏する。このため、本願発明は、ロボット等を使
用した溶接作業における連続溶接を可能とし、溶接作業
の能率向上に多大の貢献をなす。

【図面の簡単な説明】

【図１】表面凹凸及びＭｏＳ₂量と、接触抵抗値との関
係を示すグラフ図である。

【図２】ワイヤ表面の微小領域における実表面を３次元
直交座標系により示す模式図である。

【図３】ワイヤ表面の比表面積の測定領域を示す模式図
である。

【図４】実表面積を算出するために測定領域を分割する
メッシュを示す模式図である。

【図５】メッシュの各交点における実表面の高さ位置を
３次元直交座標系により示し、実表面を三角形の連結で
近似する模式図である。

【図６】図４の三角形の面積を算出する方法を示す模式
図である。

【図７】接触抵抗の測定装置を示す模式図である。

【図８】送給抵抗を測定する装置を示す図である。

【図９】送給抵抗を測定する装置を示す図である。

【符号の説明】

１；ワイヤ２；実表面３；見かけ上の表面Ｓａ；実表面積Ｓｍ；見かけ上の表面積４；電流端子と電圧端子を兼用する電極６；直流電源７,９;リード線８；接触電気抵抗計１２；電流端子１３；電圧端子２１；コンジットチューブ２３；カーブドトーチ２４；ワイヤスプール２５；送給ロールＷ；供試ワイヤ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者清水弘之神奈川県藤沢市宮前字裏河内100番１株式会社神戸製鋼所藤沢事業所内 (72)発明者松口晃神奈川県藤沢市宮前字裏河内100番１株式会社神戸製鋼所藤沢事業所内 (72)発明者佐々吉一大阪府茨木市東宇野辺町２番19号株式会社神戸製鋼所茨木工場内 (72)発明者古谷敦志兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (56)参考文献特開平１−202391（ＪＰ，Ａ) 特開平３−66495（ＪＰ，Ａ) 特開平７−32187（ＪＰ，Ａ) 特開平７−32186（ＪＰ，Ａ) 特開平７−178586（ＪＰ，Ａ) 特開平７−299579（ＪＰ，Ａ) 特開平７−299583（ＪＰ，Ａ) 特開平７−100687（ＪＰ，Ａ) 特開昭55−40068（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−92094（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】その表面の測定対象領域における見かけ
上の表面積をＳｍ、実表面積をＳａとした場合に、下記
数式で定義される比表面積が０．００５乃至０．０３５
であると共に、前記表面に０．００４乃至０．２４ｇ／
ｍ ²の二硫化モリブデンが付着しており、前記表面にメ
ッキが施されていないことを特徴とするアーク溶接用フ
ラックス入りワイヤ。比表面積＝（Ｓａ／Ｓｍ）−１
【請求項２】前記表面に０．０４乃至０．５０ｇ／ｍ
²の潤滑油が付着していることを特徴とする請求項１に
記載のアーク溶接用フラックス入りワイヤ。
【請求項３】前記表面に付着している付着物の量を
０．８０ｇ／ｍ ²以下に規制すると共に、前記付着物中
の鉄粉及びＦｅ化合物量をＦｅ元素換算で０．１５ｇ／
ｍ ²以下に規制したことを特徴とする請求項１又は２に
記載のアーク溶接用フラックス入りワイヤ。
【請求項４】前記表面にＣａ化合物がＣａ元素換算で
０．００３乃至０．１６ｇ／ｍ²付着していることを特
徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のアーク
溶接用フラックス入りワイヤ。
【請求項５】その表面の測定対象域における見かけ上
の表面積をＳｍ、実表面積をＳａとした場合に、下記数
式で定義される比表面積が０．０００５乃至０．０５で
あると共に、前記表面に０．００１乃至０．５ｇ／ｍ²
の二硫化モリブデンが付着しており、前記表面にメッキ
が施されていないことを特徴とするアーク溶接用ソリッ
ドワイヤ。比表面積＝（Ｓａ／Ｓｍ）−１
【請求項６】前記表面に０．０１乃至０．５０ｇ／ｍ
²の潤滑油が付着していることを特徴とする請求項５に
記載のアーク溶接用ソリッドワイヤ。
【請求項７】Ｌｉ，Ｎａ、Ｋ，Ｒｂ又はＣｓを含有す
る化合物を１種類又は２種類以上、その各元素の元素換
算量で、０．０００５乃至０．０１０ｍｏｌ／ｍ²だけ
表面に付着させたことを特徴とする請求項５又は６に記
載のアーク溶接用ソリッドワイヤ。
【請求項８】前記表面に付着している付着物の量を
２．０ｇ／ｍ²以下に規制したことを特徴とする請求項
５乃至７のいずれか１項に記載のアーク溶接用ソリッド
ワイヤ。
【請求項９】ワイヤ表層部酸素濃度が１００乃至１０
００ｐｐｍ、全体の平均酸素濃度が７０ｐｐｍ以下であ
ることを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記
載のアーク溶接用ソリッドワイヤ。