JP2847581B2 - ガスシールドアーク溶接用銅メッキ鋼ワイヤ - Google Patents
ガスシールドアーク溶接用銅メッキ鋼ワイヤInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はシールドガスを使用する
ガスメタルアーク溶接用のワイヤに関するものである。
詳しくは本発明はロボットなどを使用して行う自動アー
ク溶接用に主に使用されるペールパックに装填された銅
メッキ鋼ワイヤ（以下ワイヤという）であって、高溶接
能率を得るため、ワイヤが高速度で送給される高電流密
度条件で、長時間の溶接に使用されても中断などのトラ
ブルなく使用でき、かつビード蛇行などのない品質の良
好な溶接部が得られるガスシールドアーク溶接用ワイヤ
に関するものである。
ガスメタルアーク溶接用のワイヤに関するものである。
詳しくは本発明はロボットなどを使用して行う自動アー
ク溶接用に主に使用されるペールパックに装填された銅
メッキ鋼ワイヤ（以下ワイヤという）であって、高溶接
能率を得るため、ワイヤが高速度で送給される高電流密
度条件で、長時間の溶接に使用されても中断などのトラ
ブルなく使用でき、かつビード蛇行などのない品質の良
好な溶接部が得られる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】最近、溶接の自動化、高能率化に伴な
い、ガスシールドアーク溶接法は益々広く使用されつつ
あるが、さらに高能率化を目指す手段として、より高電
流密度の条件を採用して、ワイヤの溶融速度を増加する
ことができる技術が開発されつつある。
い、ガスシールドアーク溶接法は益々広く使用されつつ
あるが、さらに高能率化を目指す手段として、より高電
流密度の条件を採用して、ワイヤの溶融速度を増加する
ことができる技術が開発されつつある。
【０００３】例えば、スパッタ発生量の少ないＡｒ−Ｃ
Ｏ2 混合ガス法では、電流値が一定以上になると溶接ビ
ードの溶込み形状が中央部に幅の狭い過大な溶込みとな
る、いわゆる“フインガー状”を呈し、割れ、ブローホ
ールなどの欠陥が生じる問題があるが、シールドガスを
Ａｒ−Ｈｅ−ＣＯ2 −Ｏ2 ４種混合ガスにして高電流密
度条件下で溶込形状問題を解決する特開昭５９−４５０
８４号公報にあるような方法が開発され、又特開平１−
３５８８１号公報にあるようなＡｒ−ＣＯ2 溶接でワイ
ヤを特別のものにした方法が開発され、さらにはＣＯ2
溶接では電流密度を高めるとスパッタが急増する問題が
あるが、これを比較的細径（１．２〜１．４mmφ）の金
属粉系フラックス入りワイヤを使用して解決するなど高
電流密度溶接法が実用されてきている。なお、これらは
いずれも溶接機（電源及びワイヤ送給装置）がワイヤを
従来より高速で安定に送給できる（例えばワイヤ送給速
度、従来２０ｍ／min max →４０ｍ／min max ）ものに
改善されて使用されている。
Ｏ2 混合ガス法では、電流値が一定以上になると溶接ビ
ードの溶込み形状が中央部に幅の狭い過大な溶込みとな
る、いわゆる“フインガー状”を呈し、割れ、ブローホ
ールなどの欠陥が生じる問題があるが、シールドガスを
Ａｒ−Ｈｅ−ＣＯ2 −Ｏ2 ４種混合ガスにして高電流密
度条件下で溶込形状問題を解決する特開昭５９−４５０
８４号公報にあるような方法が開発され、又特開平１−
３５８８１号公報にあるようなＡｒ−ＣＯ2 溶接でワイ
ヤを特別のものにした方法が開発され、さらにはＣＯ2
溶接では電流密度を高めるとスパッタが急増する問題が
あるが、これを比較的細径（１．２〜１．４mmφ）の金
属粉系フラックス入りワイヤを使用して解決するなど高
電流密度溶接法が実用されてきている。なお、これらは
いずれも溶接機（電源及びワイヤ送給装置）がワイヤを
従来より高速で安定に送給できる（例えばワイヤ送給速
度、従来２０ｍ／min max →４０ｍ／min max ）ものに
改善されて使用されている。
【０００４】一方、このような高電流密度条件を採用す
る場合に使用されるワイヤは必然的にロボットなどで使
用されることが多くなり、従来の２０kg以下の重量のス
プール巻きワイヤに代わり２００〜４００kg収納でき
る、いわゆる円筒形状のペールパックに入れたワイヤが
多用されることになる。このようなペールパックに装填
されたワイヤに要求される特性としては、（１）何時間
もの溶接がほぼ連続して行われるため、ワイヤの送給性
がチップ詰りなどによる中断などがなく、長時間安定し
ており、（２）ワイヤの先端振れが小さく溶接ビードが
蛇行しない、ことがあげられる。
る場合に使用されるワイヤは必然的にロボットなどで使
用されることが多くなり、従来の２０kg以下の重量のス
プール巻きワイヤに代わり２００〜４００kg収納でき
る、いわゆる円筒形状のペールパックに入れたワイヤが
多用されることになる。このようなペールパックに装填
されたワイヤに要求される特性としては、（１）何時間
もの溶接がほぼ連続して行われるため、ワイヤの送給性
がチップ詰りなどによる中断などがなく、長時間安定し
ており、（２）ワイヤの先端振れが小さく溶接ビードが
蛇行しない、ことがあげられる。
【０００５】これらの要求される特性に対して、本発明
者らはすでに特願平１−２５８５５３号発明（以下先願
発明という）で解決している。しかしながら、前述のよ
うにワイヤが２０ｍ／min を超えるような送給速度で送
給される高電流密度条件で使用される場合には、先願発
明によるワイヤでは十分対応できず、やはり溶接時にワ
イヤの送給上の問題が発生し易くなることがわかってき
た。即ち、従来ワイヤではチップ詰りにより溶接中断が
頻繁に生ずることがわかった。
者らはすでに特願平１−２５８５５３号発明（以下先願
発明という）で解決している。しかしながら、前述のよ
うにワイヤが２０ｍ／min を超えるような送給速度で送
給される高電流密度条件で使用される場合には、先願発
明によるワイヤでは十分対応できず、やはり溶接時にワ
イヤの送給上の問題が発生し易くなることがわかってき
た。即ち、従来ワイヤではチップ詰りにより溶接中断が
頻繁に生ずることがわかった。
【０００６】なお、ここで高電流密度条件とは従来の一
般溶接機でのワイヤ送給速度上限の２０ｍ／min を超え
るような溶接電流条件を意味し、ほぼワイヤ単位断面積
当りの溶接電流値、即ち溶接電流密度３４０Ａ／mm2 以
上の条件を示すものである。
般溶接機でのワイヤ送給速度上限の２０ｍ／min を超え
るような溶接電流条件を意味し、ほぼワイヤ単位断面積
当りの溶接電流値、即ち溶接電流密度３４０Ａ／mm2 以
上の条件を示すものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは以上述べ
たような高電流密度条件又は高速ワイヤ送給速度条件で
使用され、かつペールパックに装填されたワイヤの問題
点を解決しようとしたもので、先ず先願発明によるワイ
ヤで何が問題なのかを調査した。その結果、特開昭５８
−３５０６８号公報に述べられているように、ペールパ
ックに装填されたワイヤは直進性が良く、溶接時ワイヤ
がチップを通過する時、一方向にある曲率半径を持った
スプール巻きワイヤと違って、チップ内壁からワイヤへ
の通電点が一定箇所になりにくく、チップ内壁を広い範
囲に亙って移動することが分かった。このように通電点
が移動しようとする場合、銅チップ内壁面とワイヤ間で
スパークが生じるが、高電流密度になる程、より大きな
スパークが生じ易く、チップ内壁面の損傷を大きくする
こと、又高電流密度になる程、通電点の移動が困難にな
ることによると考えられる瞬間的な電流値の急激な変化
（低下）又はアークが一瞬切れる現象が顕著に生じ易く
なり、ひいては溶接中断が起り易くなることが明らかに
なった。
たような高電流密度条件又は高速ワイヤ送給速度条件で
使用され、かつペールパックに装填されたワイヤの問題
点を解決しようとしたもので、先ず先願発明によるワイ
ヤで何が問題なのかを調査した。その結果、特開昭５８
−３５０６８号公報に述べられているように、ペールパ
ックに装填されたワイヤは直進性が良く、溶接時ワイヤ
がチップを通過する時、一方向にある曲率半径を持った
スプール巻きワイヤと違って、チップ内壁からワイヤへ
の通電点が一定箇所になりにくく、チップ内壁を広い範
囲に亙って移動することが分かった。このように通電点
が移動しようとする場合、銅チップ内壁面とワイヤ間で
スパークが生じるが、高電流密度になる程、より大きな
スパークが生じ易く、チップ内壁面の損傷を大きくする
こと、又高電流密度になる程、通電点の移動が困難にな
ることによると考えられる瞬間的な電流値の急激な変化
（低下）又はアークが一瞬切れる現象が顕著に生じ易く
なり、ひいては溶接中断が起り易くなることが明らかに
なった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らはこの現象に
注目して、ペールパックに装填されたワイヤで高電流密
度条件（高速ワイヤ送給条件）でのワイヤ表面の性状、
付着物質及びワイヤ強度につき送給性との関連性を実験
的に調査した。その結果、銅メッキとメッキ下の鉄素地
との間に残留している潤滑剤のＣａ量を先願発明の場合
よりさらに厳しく制限する必要があること、又銅メッキ
量（厚さ）を高電流密度条件下（高速ワイヤ送給条件
下）では基本的にある一定値以上に保つ必要があるこ
と、さらにワイヤ表面に付着させている油量さらにはワ
イヤの引張強さまたは引張破断強度が相互的にペールパ
ックに装填されたワイヤの送給性及びその他の特性に大
きく影響していることを見出した。
注目して、ペールパックに装填されたワイヤで高電流密
度条件（高速ワイヤ送給条件）でのワイヤ表面の性状、
付着物質及びワイヤ強度につき送給性との関連性を実験
的に調査した。その結果、銅メッキとメッキ下の鉄素地
との間に残留している潤滑剤のＣａ量を先願発明の場合
よりさらに厳しく制限する必要があること、又銅メッキ
量（厚さ）を高電流密度条件下（高速ワイヤ送給条件
下）では基本的にある一定値以上に保つ必要があるこ
と、さらにワイヤ表面に付着させている油量さらにはワ
イヤの引張強さまたは引張破断強度が相互的にペールパ
ックに装填されたワイヤの送給性及びその他の特性に大
きく影響していることを見出した。
【０００９】即ち、本発明の要旨とするところは、ペー
ルパックに装填される直径１．６mm以下の銅メッキ鋼ワ
イヤにおいて、銅メッキ厚さが０．４５〜１．４０μm
であり、ワイヤ素地とワイヤ表面メッキ層との間に介在
するＣａ量が、銅メッキ厚さを含む（１）式を満足し、
かつ油付着量が０．３０〜１．２０ｇ／１０kgであるこ
とを特徴とする高電流密度条件で使用されるガスシール
ドアーク溶接用銅メッキ鋼ワイヤにある。
ルパックに装填される直径１．６mm以下の銅メッキ鋼ワ
イヤにおいて、銅メッキ厚さが０．４５〜１．４０μm
であり、ワイヤ素地とワイヤ表面メッキ層との間に介在
するＣａ量が、銅メッキ厚さを含む（１）式を満足し、
かつ油付着量が０．３０〜１．２０ｇ／１０kgであるこ
とを特徴とする高電流密度条件で使用されるガスシール
ドアーク溶接用銅メッキ鋼ワイヤにある。
【００１０】 Ｃａ量（mg／m2）≦２８．１銅メッキ厚さ（μm ）＋１０ …（１）式 また、本発明においては、ソリッドワイヤの場合は引張
強さを、フラックス入りワイヤの場合は引張破断荷重を
ある特定範囲に設定することによりワイヤの先端振れが
小さく溶接ビードが蛇行しない品質の良好な溶接部が得
られるように構成した。
強さを、フラックス入りワイヤの場合は引張破断荷重を
ある特定範囲に設定することによりワイヤの先端振れが
小さく溶接ビードが蛇行しない品質の良好な溶接部が得
られるように構成した。
【００１１】なお、ワイヤ素地とワイヤ表面メッキ層と
の間に介在するＣａ量の基本的な作用効果については本
発明者による前記先願発明の明細書で既に明らかにして
いるものである。
の間に介在するＣａ量の基本的な作用効果については本
発明者による前記先願発明の明細書で既に明らかにして
いるものである。
【００１２】
【作用】先ず、銅メッキ鋼ワイヤにおいてワイヤ素地と
ワイヤ表面メッキ層との間に介在するＣａ量を銅メッキ
厚さとの関連で規制したのは次の理由による。即ち、ペ
ールパックワイヤにおいては直進性が良すぎてチップ内
壁とワイヤ間に通電点の移動が短いスパークを伴って頻
繁に起こるが、Ｃａ量が多いとＣａイオンの介在によっ
てスパークが継続し易く、短いスパークが長いスパーク
に変化し、チップを短時間に損傷させ、また長いスパー
クができることは新通電点に移動しようとすることを阻
害することを意味し、溶接アークが突然切れる等の現象
となる。
ワイヤ表面メッキ層との間に介在するＣａ量を銅メッキ
厚さとの関連で規制したのは次の理由による。即ち、ペ
ールパックワイヤにおいては直進性が良すぎてチップ内
壁とワイヤ間に通電点の移動が短いスパークを伴って頻
繁に起こるが、Ｃａ量が多いとＣａイオンの介在によっ
てスパークが継続し易く、短いスパークが長いスパーク
に変化し、チップを短時間に損傷させ、また長いスパー
クができることは新通電点に移動しようとすることを阻
害することを意味し、溶接アークが突然切れる等の現象
となる。
【００１３】本発明者らはこの現象が高電流密度条件に
なると急増することを実験によって確認した。これらの
現象はワイヤがスムーズに送給されているにもかかわら
ず溶接電流値が間欠的に瞬間的に低下することで観察さ
れるが、この状態がひどくなるとアークが突然途切れて
溶接が中断されることになる。この場合銅メッキ厚さが
厚い場合、それらの現象の現れる程度が小さくなる。
なると急増することを実験によって確認した。これらの
現象はワイヤがスムーズに送給されているにもかかわら
ず溶接電流値が間欠的に瞬間的に低下することで観察さ
れるが、この状態がひどくなるとアークが突然途切れて
溶接が中断されることになる。この場合銅メッキ厚さが
厚い場合、それらの現象の現れる程度が小さくなる。
【００１４】図１はＣａ量、銅メッキ厚さとこれらの現
象との関係を示す図であり、長時間溶接送給性試験の結
果は、Ｃａ量が多い程短時間で送給性不良が生ずるが、
銅メッキ厚さが厚くなる程その時間が長くなることを示
している。なお、実験条件は、ワイヤとして、ＪＩＳ
Ｚ３３１２−ＹＧＷ１１該当品、径１．２mm、溶接条件
は、４５０Ａ、４０Ｖ、Ａｒ＋１０％ＣＯ2 ２５リット
ル／min でワイヤ送給速度は２５ｍ／min 、電流密度約
４００Ａ／mm2 で、下向きビードオンプレート溶接であ
る。
象との関係を示す図であり、長時間溶接送給性試験の結
果は、Ｃａ量が多い程短時間で送給性不良が生ずるが、
銅メッキ厚さが厚くなる程その時間が長くなることを示
している。なお、実験条件は、ワイヤとして、ＪＩＳ
Ｚ３３１２−ＹＧＷ１１該当品、径１．２mm、溶接条件
は、４５０Ａ、４０Ｖ、Ａｒ＋１０％ＣＯ2 ２５リット
ル／min でワイヤ送給速度は２５ｍ／min 、電流密度約
４００Ａ／mm2 で、下向きビードオンプレート溶接であ
る。
【００１５】供試ワイヤは、一般的な逆ひねりを加えて
５０kg装填したペールパック（２５０kg用）より、取り
出し装置、通常の送給装置を経て６ｍ長さのコンジット
ケーブル及びピストル型トーチを使用して溶接した。ま
た、長時間送給性試験を行うため、トーチを固定し溶接
試験板を回転治具上に乗せて回転させ、溶接ビードが連
続して累層できるようにして行った。溶接は５分間の連
続溶接を１サイクルとして、最高２０サイクルほぼ連続
して実施し、最後まで送給性に問題なく溶接できたか、
送給不良が途中で発生し溶接が中断したか、或いは最後
まで溶接は中断しなかったがアーク電流の瞬間的低下現
象が多数回発生したか、或いはアークが不安定になった
か等を確認して判定した。この場合のワイヤの油付着量
は０．５〜１．０ｇ／１０kgにして行った。
５０kg装填したペールパック（２５０kg用）より、取り
出し装置、通常の送給装置を経て６ｍ長さのコンジット
ケーブル及びピストル型トーチを使用して溶接した。ま
た、長時間送給性試験を行うため、トーチを固定し溶接
試験板を回転治具上に乗せて回転させ、溶接ビードが連
続して累層できるようにして行った。溶接は５分間の連
続溶接を１サイクルとして、最高２０サイクルほぼ連続
して実施し、最後まで送給性に問題なく溶接できたか、
送給不良が途中で発生し溶接が中断したか、或いは最後
まで溶接は中断しなかったがアーク電流の瞬間的低下現
象が多数回発生したか、或いはアークが不安定になった
か等を確認して判定した。この場合のワイヤの油付着量
は０．５〜１．０ｇ／１０kgにして行った。
【００１６】なお、図１はワイヤ径、１．２mmについて
の実験データであるが、他のワイヤ径１．４mm及び１．
６mm、さらにフラックス入りワイヤについてもほぼ同様
の傾向を示す結果が得られた。Ｃａは伸線で使用する潤
滑剤であるＣａを含有する金属石鹸の形で、或いは焼鈍
した場合は加熱分解してＣａＯ又はＣａ（ＯＨ）2 の形
で残存する。ワイヤ中のＣａ量の定量方法は１００ｇの
ワイヤをエチルアルコールで洗浄して５〜１０cmの長さ
に切断し、このワイヤを希塩酸（７％）中で１０分間沸
騰させてＣａを溶解濾過した後、原子吸光光度計でＣａ
を定量する。この場合鋼素地も多少溶解するが、一般的
な鋼に含有されるＣａ量は僅かであるので、全ての検出
されたＣａ量を鋼素地とワイヤ表面メッキ層との間に介
在するＣａ量とする。
の実験データであるが、他のワイヤ径１．４mm及び１．
６mm、さらにフラックス入りワイヤについてもほぼ同様
の傾向を示す結果が得られた。Ｃａは伸線で使用する潤
滑剤であるＣａを含有する金属石鹸の形で、或いは焼鈍
した場合は加熱分解してＣａＯ又はＣａ（ＯＨ）2 の形
で残存する。ワイヤ中のＣａ量の定量方法は１００ｇの
ワイヤをエチルアルコールで洗浄して５〜１０cmの長さ
に切断し、このワイヤを希塩酸（７％）中で１０分間沸
騰させてＣａを溶解濾過した後、原子吸光光度計でＣａ
を定量する。この場合鋼素地も多少溶解するが、一般的
な鋼に含有されるＣａ量は僅かであるので、全ての検出
されたＣａ量を鋼素地とワイヤ表面メッキ層との間に介
在するＣａ量とする。
【００１７】ワイヤ表面メッキ層と鋼素地との間に介在
するＣａ量を規制する方法としては種々考えられるが、
最も効果的と考えられるのはメッキ前の前処理方法であ
って、特にバイポーラ電解脱脂方法が効果がある。しか
し、この方法の他に、例えば陰極電解酸洗、通常の陽極
電解脱脂等の方法、さらに石灰石鹸を潤滑剤として使用
したあとの洗浄方法（圧力水による洗浄方法、ブラッシ
ングなど機械的方法、他）を前記メッキ前処理方法に加
えて行うのが有効である。なお、脱脂液及び酸洗液の濃
度管理を十分行うことにより、さらにＣａ量の低減をは
かることが可能である。ワイヤ表面の残留物としてはＣ
ａ分の他に、Ｎａ，Ｂａ，Ｋ分なども有害であるが、こ
れらについてはいずれも３０mg／m2以下にすることが望
ましい。銅メッキ厚さを０．４５μm 以上に規制したの
は、高電流密度溶接条件では必然的にワイヤが２０ｍ／
min 以上の高速送給されることになるが高速送給で断続
的に長時間溶接するとＣａ残留分とはあまり関与しない
と考えられるチップの加熱或いはチップ内面損傷に基づ
くと考えられる送給不良現象が起るのがみられ、これ
は、銅メッキ厚さを０．４５μm 以上に厚くすることに
より、非常に少なくなることがわかった。一方、銅メッ
キ厚さを１．４０μm 以下にしたのは溶着金属中の銅含
有量が増加し、機械的性質（引張強さが増加するなど）
に悪影響がでてくるためである。
するＣａ量を規制する方法としては種々考えられるが、
最も効果的と考えられるのはメッキ前の前処理方法であ
って、特にバイポーラ電解脱脂方法が効果がある。しか
し、この方法の他に、例えば陰極電解酸洗、通常の陽極
電解脱脂等の方法、さらに石灰石鹸を潤滑剤として使用
したあとの洗浄方法（圧力水による洗浄方法、ブラッシ
ングなど機械的方法、他）を前記メッキ前処理方法に加
えて行うのが有効である。なお、脱脂液及び酸洗液の濃
度管理を十分行うことにより、さらにＣａ量の低減をは
かることが可能である。ワイヤ表面の残留物としてはＣ
ａ分の他に、Ｎａ，Ｂａ，Ｋ分なども有害であるが、こ
れらについてはいずれも３０mg／m2以下にすることが望
ましい。銅メッキ厚さを０．４５μm 以上に規制したの
は、高電流密度溶接条件では必然的にワイヤが２０ｍ／
min 以上の高速送給されることになるが高速送給で断続
的に長時間溶接するとＣａ残留分とはあまり関与しない
と考えられるチップの加熱或いはチップ内面損傷に基づ
くと考えられる送給不良現象が起るのがみられ、これ
は、銅メッキ厚さを０．４５μm 以上に厚くすることに
より、非常に少なくなることがわかった。一方、銅メッ
キ厚さを１．４０μm 以下にしたのは溶着金属中の銅含
有量が増加し、機械的性質（引張強さが増加するなど）
に悪影響がでてくるためである。
【００１８】この銅メッキ厚さの制御は容易であり、メ
ッキを行うサイズ、メッキ電流、時間等を変えて達成さ
れる。油付着量を０．３０ｇ／１０kg以上に規制するの
は、溶接時のコンジット及びチップでの摩擦抵抗を小さ
くし送給性を良くするため必要であるが、ペールパック
ワイヤの場合、特に１．２０ｇ／１０kgを超えると好ま
しくない。これはペールパックにワイヤを装填するとき
直進性を出すため矯正ローラーを通すが、１．２０ｇ／
１０kgを超える油付着量になるとローラーでのスリップ
現象が生じ易くなるため、装填されたワイヤに小さなう
ねりが生じ易くなる。このためペールパックワイヤに必
要な特性であるワイヤ先端の振れ及び長時間の良好な送
給性の２点を損なうことになる。
ッキを行うサイズ、メッキ電流、時間等を変えて達成さ
れる。油付着量を０．３０ｇ／１０kg以上に規制するの
は、溶接時のコンジット及びチップでの摩擦抵抗を小さ
くし送給性を良くするため必要であるが、ペールパック
ワイヤの場合、特に１．２０ｇ／１０kgを超えると好ま
しくない。これはペールパックにワイヤを装填するとき
直進性を出すため矯正ローラーを通すが、１．２０ｇ／
１０kgを超える油付着量になるとローラーでのスリップ
現象が生じ易くなるため、装填されたワイヤに小さなう
ねりが生じ易くなる。このためペールパックワイヤに必
要な特性であるワイヤ先端の振れ及び長時間の良好な送
給性の２点を損なうことになる。
【００１９】ワイヤの引張強さはペールパックワイヤの
長時間の送給性及び溶接時ワイヤ振れの両面に油付着量
及びＣａ量とも関連して影響する。即ち、各ワイヤ径の
引張強さが下限値未満の場合、ワイヤの剛性が小さく、
送給時コンジットの屈曲部に追従し易く、ワイヤにくせ
がつき易く、ワイヤの先端振れの原因になる。一方上限
値を超えた場合送給時コンジットの屈曲部で送給抵抗を
増すことになり、送給性を悪くする。ワイヤの引張強さ
はペールパックにワイヤを装填する製造時にも油付着量
と共に影響し、低すぎるとうねりを生じ易く、高すぎる
と安定した装填ができなくなる。
長時間の送給性及び溶接時ワイヤ振れの両面に油付着量
及びＣａ量とも関連して影響する。即ち、各ワイヤ径の
引張強さが下限値未満の場合、ワイヤの剛性が小さく、
送給時コンジットの屈曲部に追従し易く、ワイヤにくせ
がつき易く、ワイヤの先端振れの原因になる。一方上限
値を超えた場合送給時コンジットの屈曲部で送給抵抗を
増すことになり、送給性を悪くする。ワイヤの引張強さ
はペールパックにワイヤを装填する製造時にも油付着量
と共に影響し、低すぎるとうねりを生じ易く、高すぎる
と安定した装填ができなくなる。
【００２０】フラックス入りワイヤの場合は、ワイヤの
内部にフラックスが充填されており、引張破断荷重を断
面積で割る引張強さではワイヤの剛性を示せないため、
各ワイヤ径の引張破断荷重（kgf)そのままを規定した。
尚、これらの引張強さ又は引張破断荷重はワイヤ原線又
は原パイプの寸法、成分及び製造工程における焼鈍の有
無、焼鈍径及び焼鈍条件を変えることにより設定でき
る。
内部にフラックスが充填されており、引張破断荷重を断
面積で割る引張強さではワイヤの剛性を示せないため、
各ワイヤ径の引張破断荷重（kgf)そのままを規定した。
尚、これらの引張強さ又は引張破断荷重はワイヤ原線又
は原パイプの寸法、成分及び製造工程における焼鈍の有
無、焼鈍径及び焼鈍条件を変えることにより設定でき
る。
【００２１】
【実施例】以下に本発明ワイヤの製造方法を含めて、実
施例で詳しく説明する。先ず、ソリッドワイヤは原線径
５．５mm、化学成分Ｃ：０．０６％、Ｓｉ：０．７２
％、Ｍｎ：１．６８％の熱延鋼線材を原線とし、メカニ
カルデスケーリングでスケール除去後酸洗し、潤滑剤で
ある石灰石鹸の懸濁液中に浸漬して塗布乾燥し、伸線潤
滑剤としてＮａ系金属石鹸を使用して２．０〜２．４mm
まで伸線した後、表１に示す圧力水での洗浄の有無、焼
鈍の有無、メッキ前処理工程及びメッキ工程を経て製品
径１．２〜１．６mmの本発明ワイヤ及び比較ワイヤを製
造し、前述の長時間の溶接送給性試験を行った。フラッ
クス入りワイヤの場合は化学成分Ｃ：０．０６％、Ｓ
ｉ：０．０１％、Ｍｎ：０．３２％の１２mmの原パイプ
にフラックスを充填し、Ｃａ系金属石鹸を使用して２．
４〜４mmまで伸線した後、表１、表２（表１のつづき）
に示す圧力水での洗浄の有無、焼鈍の有無、メッキ前処
理工程及びメッキ工程を経て製品径１．２〜１．６mmの
本発明ワイヤ及び比較ワイヤを製造し、前述の長時間の
溶接送給性試験（判定方法も同じ）を行った。表１、表
２にその結果を示した。
施例で詳しく説明する。先ず、ソリッドワイヤは原線径
５．５mm、化学成分Ｃ：０．０６％、Ｓｉ：０．７２
％、Ｍｎ：１．６８％の熱延鋼線材を原線とし、メカニ
カルデスケーリングでスケール除去後酸洗し、潤滑剤で
ある石灰石鹸の懸濁液中に浸漬して塗布乾燥し、伸線潤
滑剤としてＮａ系金属石鹸を使用して２．０〜２．４mm
まで伸線した後、表１に示す圧力水での洗浄の有無、焼
鈍の有無、メッキ前処理工程及びメッキ工程を経て製品
径１．２〜１．６mmの本発明ワイヤ及び比較ワイヤを製
造し、前述の長時間の溶接送給性試験を行った。フラッ
クス入りワイヤの場合は化学成分Ｃ：０．０６％、Ｓ
ｉ：０．０１％、Ｍｎ：０．３２％の１２mmの原パイプ
にフラックスを充填し、Ｃａ系金属石鹸を使用して２．
４〜４mmまで伸線した後、表１、表２（表１のつづき）
に示す圧力水での洗浄の有無、焼鈍の有無、メッキ前処
理工程及びメッキ工程を経て製品径１．２〜１．６mmの
本発明ワイヤ及び比較ワイヤを製造し、前述の長時間の
溶接送給性試験（判定方法も同じ）を行った。表１、表
２にその結果を示した。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【表２】
【００２４】ここで、焼鈍条件は５５０〜７５０℃×３
時間、雰囲気ガスは窒素を使用した。メッキ前処理及び
メッキの条件は次のとおりで行った。 １）バイポーラ電解脱脂 ５０Ａ／本、７〜１２Ｖ 溶液 ＮａＯＨ １００ｇ／リットル 液温 ８０℃、 線速 ５０〜１２０ｍ／分 ２）陰極電解酸洗 １１０Ａ／本、７〜１２Ｖ 溶液 ＨＣｌ １０〜２０ｇ／リットル 液温 ２５℃、 線速 ５０〜８０ｍ／分 ３）メッキ ７０〜１３０Ａ／本、７〜１２Ｖ 溶液 ＫＣＮ ５〜２０ｇ／リットル 液温 ６０℃、 線速 ５０〜８０ｍ／分 なお、最終伸線潤滑剤は植物性潤滑油を使用した。
時間、雰囲気ガスは窒素を使用した。メッキ前処理及び
メッキの条件は次のとおりで行った。 １）バイポーラ電解脱脂 ５０Ａ／本、７〜１２Ｖ 溶液 ＮａＯＨ １００ｇ／リットル 液温 ８０℃、 線速 ５０〜１２０ｍ／分 ２）陰極電解酸洗 １１０Ａ／本、７〜１２Ｖ 溶液 ＨＣｌ １０〜２０ｇ／リットル 液温 ２５℃、 線速 ５０〜８０ｍ／分 ３）メッキ ７０〜１３０Ａ／本、７〜１２Ｖ 溶液 ＫＣＮ ５〜２０ｇ／リットル 液温 ６０℃、 線速 ５０〜８０ｍ／分 なお、最終伸線潤滑剤は植物性潤滑油を使用した。
【００２５】表１、表２に示した如く、ワイヤの製造条
件を種々変えて製造したワイヤで本発明要件をすべて満
足するワイヤ特性のものは長時間溶接送給性試験で最後
まで良好な結果が得られている（○印 テストＮｏ．１
〜１３）。しかし、比較ワイヤで示した如く、銅メッキ
厚さが低いもの（Ｎｏ．１４，１５及びＮｏ．２１）、
Ｃａ量−銅メッキ厚さが（１）式を満足しないもの（Ｎ
ｏ．１６、１７、２０及び２２）はワイヤ送給中断（×
印）があったか、或いは中断はしなかったが送給不安定
（△印）となったか、もしくはアーク電流の低下現象が
多数回生じた（▲印）。又、Ｎｏ．１８は油量が不適当
で中断した。なお、Ｎｏ．１９はワイヤ引張強さが低す
ぎてペールパックに装填した時、ワイヤにうねりが大き
く、溶接時ビード蛇行を起こすため溶接は中止した。
件を種々変えて製造したワイヤで本発明要件をすべて満
足するワイヤ特性のものは長時間溶接送給性試験で最後
まで良好な結果が得られている（○印 テストＮｏ．１
〜１３）。しかし、比較ワイヤで示した如く、銅メッキ
厚さが低いもの（Ｎｏ．１４，１５及びＮｏ．２１）、
Ｃａ量−銅メッキ厚さが（１）式を満足しないもの（Ｎ
ｏ．１６、１７、２０及び２２）はワイヤ送給中断（×
印）があったか、或いは中断はしなかったが送給不安定
（△印）となったか、もしくはアーク電流の低下現象が
多数回生じた（▲印）。又、Ｎｏ．１８は油量が不適当
で中断した。なお、Ｎｏ．１９はワイヤ引張強さが低す
ぎてペールパックに装填した時、ワイヤにうねりが大き
く、溶接時ビード蛇行を起こすため溶接は中止した。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、最近溶接の高能率化の
ため開発され使用されつつある高電流密度溶接用ペール
パック入りワイヤによる溶接に際して、長時間の連続溶
接においても送給性のトラブルがなく、かつワイヤの先
端振れによるビード蛇行のない良好な溶接部が得られる
という効果が奏される。
ため開発され使用されつつある高電流密度溶接用ペール
パック入りワイヤによる溶接に際して、長時間の連続溶
接においても送給性のトラブルがなく、かつワイヤの先
端振れによるビード蛇行のない良好な溶接部が得られる
という効果が奏される。
【図１】図１はワイヤ素地とワイヤ表面メッキ層との間
に介在するＣａ量と銅メッキ厚さを変化させた場合の長
時間の溶接送給性試験の判定結果を示す図である。
に介在するＣａ量と銅メッキ厚さを変化させた場合の長
時間の溶接送給性試験の判定結果を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−124391（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−327395（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B23K 35/02 B23K 35/30
Claims (3)
- 【請求項１】 ペールパックに装填される直径１．６mm
以下の銅メッキ鋼ワイヤにおいて、銅メッキ厚さが０．
４５〜１．４０μm であり、ワイヤ素地とワイヤ表面メ
ッキ層との間に介在するＣａ量が、銅メッキ厚さを含む
（１）式を満足し、かつ油付着量が０．３０〜１．２０
ｇ／１０kgであることを特徴とする高電流密度条件で使
用されるガスシールドアーク溶接用銅メッキ鋼ワイヤ。 Ｃａ量（mg／m2）≦２８．１銅メッキ厚さ（μm ）＋１０ …（１）式 - 【請求項２】 ワイヤの引張強さが下記範囲にあるソリ
ッドワイヤである請求項１記載のガスシールドアーク溶
接用銅メッキ鋼ワイヤ。 ワイヤ径、１．６mmの場合 ７０〜１００kgf/mm2 １．４mmの場合 ７５〜１１５kgf/mm2 １．２mmの場合 ８０〜１３０kgf/mm2 - 【請求項３】 ワイヤの引張破断荷重が下記範囲にある
フラックス入りワイヤである請求項１記載のガスシール
ドアーク溶接用銅メッキ鋼ワイヤ。 ワイヤ径、１．６mmの場合 ７５〜１１０kgf １．４mmの場合 ６５〜 ９０kgf １．２mmの場合 ５５〜 ８０kgf
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7126591A JP2847581B2 (ja) | 1991-04-03 | 1991-04-03 | ガスシールドアーク溶接用銅メッキ鋼ワイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7126591A JP2847581B2 (ja) | 1991-04-03 | 1991-04-03 | ガスシールドアーク溶接用銅メッキ鋼ワイヤ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04309488A JPH04309488A (ja) | 1992-11-02 |
| JP2847581B2 true JP2847581B2 (ja) | 1999-01-20 |
Family
ID=13455720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7126591A Expired - Fee Related JP2847581B2 (ja) | 1991-04-03 | 1991-04-03 | ガスシールドアーク溶接用銅メッキ鋼ワイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2847581B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2589035B2 (ja) * | 1992-12-07 | 1997-03-12 | 川崎製鉄株式会社 | ビード蛇行防止ｇｍａｗ用ソリッドワイヤ |
| JP3839315B2 (ja) * | 2001-12-19 | 2006-11-01 | 日鐵住金溶接工業株式会社 | ガスシールドアーク溶接用鋼ワイヤ |
| JP5358844B2 (ja) * | 2009-05-15 | 2013-12-04 | 株式会社安川電機 | アーク溶接方法 |
| JP5845136B2 (ja) * | 2012-05-14 | 2016-01-20 | 日鐵住金溶接工業株式会社 | アーク溶接用鋼ワイヤのめっき前処理方法 |
-
1991
- 1991-04-03 JP JP7126591A patent/JP2847581B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04309488A (ja) | 1992-11-02 |
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