JP3153040B2

JP3153040B2 - ガスシールドアーク溶接用ワイヤ

Info

Publication number: JP3153040B2
Application number: JP07579593A
Authority: JP
Inventors: 新一福島; 文雄林
Original assignee: 日鐵溶接工業株式会社
Priority date: 1993-04-01
Filing date: 1993-04-01
Publication date: 2001-04-03
Anticipated expiration: 2016-04-03
Also published as: JPH06285678A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガスシールドアーク溶
接用ワイヤ（以下、溶接用ワイヤという）製造時の伸線
性および溶接時の送給性の良好な溶接用ワイヤに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】溶接用ワイヤには、ソリッドワイヤとフ
ラックス入りワイヤがあり、その内フラックス入りワイ
ヤには、メッキや湿式伸線を行って製造可能なシーム部
（合わせ目）のないシームレスフラックス入りワイヤ
と、帯鋼を折り曲げ、その内部にフラックスを充填し包
み込んで乾式伸線して製造されるシーム部有りのフラッ
クス入りワイヤとがある。

【０００３】これらの溶接用ワイヤは、溶接の自動化、
高能率化が進むとともに、さらに多く使われる傾向にあ
るが、最近、能率の点より自動、半自動溶接を問わず、
高電流密度の溶接条件が採用される方向にあり、その結
果、必然的にワイヤの送給速度が大となる。また、対象
となる構造物によっては溶接が狹隘部で行われる場合も
多く、それらの場所での使い易さの点から、溶接機のワ
イヤ送給装置の送給ローラから溶接トーチまでのコンジ
ットケーブルは曲げて使い易くするため、軟らかく、か
つ長くなる傾向にある。このように溶接用ワイヤの供給
速度が大となるとともに、長くて曲げ易いコンジットケ
ーブルで使用されると、ワイヤ送給時そのコンジットケ
ーブル内のコンジットチューブ内をワイヤが通るときの
摩擦抵抗が大きくなり、溶接時ワイヤ送給に支障をきた
し、アークが不安定となって溶接ができなくなるという
問題が生ずる。

【０００４】このため、これまでに溶接用ワイヤには、
ワイヤ送給性を良くするために、種々の対策が施されて
いるが未だ十分なものはなく、溶接作業者は苛酷な条件
下でしばしば溶接の中断を余儀なくされ、摩擦したコン
ジットチューブの交換など、その対応に苦慮している。
また溶接用ワイヤ製造時、能率を上げるために高速度で
伸線すると、すべり性が悪くなり断線したり、ワイヤ表
面に傷が生じたりして伸線性に問題があった。これら
の、溶接用ワイヤの送給性および伸線性の問題に対して
は従来、例えば特公昭５０−３２５６号公報にみられる
ようなワイヤ表面に潤滑剤を塗布する方法、特開昭５８
−４６３９８号公報に高級脂肪酸および高級脂肪酸のア
ルカリ金属塩を揮発性溶媒で希釈した潤滑剤で伸線し、
ワイヤ表面に適量付着させる方法、あるいは特開昭５８
−１８４０９５号公報に記載されている、グラファイ
ト、二硫化モリブデン、ガラス粉末等の固形潤滑剤を混
合したものをワイヤ表面に塗布させる方法等各種の方法
が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の方法でも前述した軟質で長尺のコンジットケーブルを
使用し、かつ高電流条件で使用されたり、製造時高速度
で伸線されるような苛酷な条件下では、やはり不十分で
あるのが現状である。そこで、本発明は、高速度伸線時
においても断線や表面傷がなく、また軟質で長尺のコン
ジットケーブルを使用し、かつ高電流条件で溶接される
場合においても、送給性が良好な溶接用ワイヤを提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、湿式伸線
に使用する潤滑剤およびワイヤ表面に塗布する潤滑剤に
ついて種々検討した結果、動・植物油を基油として、細
粒のグラファイトおよび二硫化モリブデンを適量混合懸
濁させた潤滑剤で伸線し、ワイヤ表面に該潤滑剤を適量
塗布することにより、高速度伸線時のトラブルがなく、
溶接時においても苛酷なコンジットケーブルおよび高電
流条件下でのワイヤ送給性が極めて良好なことを見いだ
したものである。すなわち、本発明の要旨とするところ
は、植物油および動物油の１種又は２種を基油として、
粒径１０μｍ以下のグラファイト３〜１０％、粒径３μ
ｍ以下の二硫化モリブデンを１０〜３０％からなる潤滑
剤をワイヤ表面にワイヤ１０ｋｇ当たり０．３〜１．８
ｇ塗布したことを特徴とするガスシールドアーク溶接用
ワイヤである。

【０００７】

【作用】本発明の溶接用ワイヤは、植物油および動物油
を基油として、細粒のグラファイトと二硫化モリブデン
を混合懸濁した潤滑剤で伸線し、適量塗布されたところ
に特徴があるが、基油の植物油としてはパーム油、菜種
油、やし油、オリーブ油等、動物油としてはラード、羊
油、肝油等が用いられる。これらは単独あるいは混合し
て使用することができ、基本的には伸線時のすべり抵
抗、溶接時ワイヤのコンジットチューブ内の摩擦抵抗を
下げて送給抵抗を少なくしている。前記基油に、グラフ
ァイトおよび二硫化モリブデンを混合懸濁することによ
り、ワイヤ製造時の高速度伸線性を向上し、溶接時に軟
質で長尺のコンジットケーブルを使用し、かつ高電流条
件で溶接される場合のワイヤ送給性を極めて良好にする
ものである。

【０００８】これらの効果は、基油、グラファイトおよ
び二硫化モリブデンの共存効果、相乗効果によりなし得
たものであるが、各々の限定理由について以下に述べ
る。まず、基油に混合懸濁させるグラファイトの粒径は
１０μｍ以下である必要がある。粒径が１０μｍを超え
ると、基油に混合懸濁しずらくなるとともに、グラファ
イトが伸線時ワイヤ表面に均一に持ち込まれず、その結
果伸線終了時ワイヤ表面に均一に塗布されないこととな
り、伸線時に断線や表面傷が生じる。また、溶接時の送
給性も不良となる。グラファイトの基油への添加量は３
〜１０％である必要がある。グラファイトが３％未満で
あると、伸線時潤滑剤から持ち込まれる量が少なくな
り、ワイヤ表面に塗布される量も少ないために、伸線時
に断線や表面傷が生じる。また、溶接時の送給性も不良
となる。１０％を超えると伸線性および送給性共に良好
になるが、溶接時にスパッタ発生量が多くなる。

【０００９】基油に混合懸濁させる二硫化モリブデンの
粒径は３μｍ以下である必要がある。粒径が３μｍを超
えると、二硫化モリブデンが伸線時ワイヤ表面に均一に
持ち込まれず、伸線終了時ワイヤ表面に均一に塗布され
ないこととなり、伸線時に表面傷が生じる。また、溶接
時の送給性も不良となる。二硫化モリブデン基油への添
加量は１０〜３０％である必要がある。１０％未満であ
ると、伸線時ワイヤ表面に均一に持ち込まれず、伸線終
了時ワイヤ表面に均一に塗布されないこととなり、伸線
時に断線や表面傷が生じる。また溶接時の送給性も不良
となる。３０％を超えると基油に混合懸濁させることが
できなくなる。

【００１０】次に、本発明の溶接用ワイヤへの潤滑剤塗
布量は、ワイヤ１０ｋｇ当たり０．３〜１．８ｇである
必要がある。０．３ｇ以下であると溶接時のワイヤ送給
性が不良となる。また、１．８ｇを超えると良好なワイ
ヤ送給性は得られるが、基油に含まれる水素源により、
溶接金属中の水素含有量が増大するため、ブロホールお
よび水素割れなどの有害な欠陥が生じ易くなり好ましく
ない。なお、本願発明に使用される潤滑剤での伸線は、
少なくとも最終のスキンパス伸線で行えば良いが、例え
ば、メッキ処理後のワイヤ径から製品径のスキンパスま
での伸線に全て用いた方が、高速度伸線が可能となり好
ましい。また、溶接用ワイヤ表面への潤滑剤塗布量は、
最終のスキンパス伸線での縮径率でコントロールする。
つまり、最終スキンパスでの縮径率が大きいと塗布量が
少なく、逆に縮径率が小さいと塗布量が多くなる。

【００１１】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。まず、基油、グラファイトおよび二硫化モリブ
デンの各配合量を表１に示すように、種々変化させて混
合懸濁した潤滑剤を試作した。ＪＩＳＺ３３１２に規
定されるＹＧＷ１１のソリッドワイヤおよびＪＩＳＺ３
３１３に規定されるＹＦＷ２４のシームレスフラックス
入りワイヤ（フラックス充填率１４％）を、２．６ｍｍ
まで伸線、メッキ処理したものを、ダイスボックス内に
表１の潤滑剤を入れ、８〜１２ダイスを使用して湿式で
１．２ｍｍの製品径まで伸線した。なお、伸線速度は最
終のスキンパス出口で１０００ｍ／分で伸線した。表１
に示すワイヤ表面の潤滑剤塗布量は、最終のスキンパス
での縮径率を変えてコントロールした。

【００１２】

【表１】

【００１３】図１に示す装置を用いてワイヤ送給性を調
べた。すなわち、送給抵抗を高める目的で、直径２００
ｍｍのループ２回転を設けた６ｍのコンジットケーブル
１にスプール２から引き出された供試ワイヤを送給モー
タ３によって送給し、トーチ４に送った。そのときの、
溶接条件は次の通りである。溶接電流：３４０Ａアーク電圧：３３〜３６Ｖ溶接速度：３５ｃｍ／分シールドガス：ＣＯ₂２０リットル／分溶接方法：鋼種ＳＭ４９０Ｂ，板厚２０ｍｍ，
ギャップ１６ｍｍ，開先角度２０°，裏当付開先に、溶
接長７５０ｍｍ多層盛溶接ワイヤ送給性は、送給モータ３の電機子電流の測定とア
ーク状態の観察により調べた。なお、送給性は電機子電
流が３．５Ａ以上になると不良となる。また、溶接終了
後、伸線性および送給性共に問題のなかった試験例につ
き、Ｘ線透過試験を実施した。それらの結果を表２に示
す。

【００１４】

【表２】

【００１５】表１および表２において、試験例１〜８が
本発明の溶接用ワイヤ例、試験例９〜１６が比較例であ
る。本発明の構成要件を全て満足する試験例１〜８は、
いずれも伸線時に断線や表面傷がなく、かつ溶接時にお
いても送給モータの電機子電流が低くアーク状態も良好
で、溶接金属も無欠陥であり極めて満足な結果であっ
た。比較例中、試験例９は、潤滑剤中のグラファイトの
粒径が大きいので伸線中断線し、かつ溶接時送給モータ
の電機子電流が高くアークも不安定であった。試験例１
０は、潤滑剤中のグラファイト量が多いので、伸線性お
よび送給性は良好であったが、スパッタ発生量が多かっ
た。試験例１１は、潤滑剤中のグラファイト量が少ない
ので、伸線時表面傷が一部発生し、溶接時の電機子電流
が高くアークも不安定であった。

【００１６】試験例１２は、潤滑剤中の二硫化モリブデ
ン粒径が大きいので伸線中一部表面傷が生じた。また、
溶接時送給モータの電機子電流が高くアークも不安定で
あった。試験例１３は、潤滑剤中の二硫化モリブデン量
が多いので、潤滑剤の基油に混合懸濁させる事ができな
かったので、伸線および溶接ともに中止した。試験例１
４は、潤滑剤中の二硫化モリブデン量が少ないので、伸
線中断線し、かつ溶接時送給モータの電機子電流が高く
アークも不安定であった。試験例１５は、伸線性および
送給性ともに良好であったが、ワイヤ表面の潤滑剤塗布
量が多いのでブロホールが生じた。試験例１６は、伸線
性は良好であったが、ワイヤ表面の潤滑剤塗布量が少な
いので、溶接時送給モータの電機子電流が高くアークも
不安定であった。

【００１７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のガスシー
ルドアーク溶接用ワイヤによれば、製造時の高速度伸線
条件においても断線や表面傷が生じることがなく、また
軟質で長尺のコンジットケーブルを使用し、かつ高電流
で溶接される場合においても良好な送給性が得られるの
で、ガスシールドアーク溶接用ワイヤの生産性および溶
接の高能率化に大きく寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に使用した、溶接装置を示す図
である。

【符号の説明】

１コンジットケーブル２スプール３送給モータ４トーチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23K 35/36 B21C 9/00 - 9/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】植物油および動物油の１種又は２種を基
油として、粒径１０μｍ以下のグラファイト３〜１０
％、粒径３μｍ以下の二硫化モリブデンを１０〜３０％
からなる潤滑剤をワイヤ表面にワイヤ１０ｋｇ当たり
０．３〜１．８ｇ塗布したことを特徴とするガスシール
ドアーク溶接用ワイヤ。