JP3192920B2 - Cuめっきの密着性に優れかつスパッタ発生量の極めて少ないガスシールドアーク溶接用ワイヤの製造方法 - Google Patents
Cuめっきの密着性に優れかつスパッタ発生量の極めて少ないガスシールドアーク溶接用ワイヤの製造方法Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、生産性, めっきの密着
性および溶接性に優れたガスシールドアーク溶接用ワイ
ヤの製造方法に関するものであり、なかでもとくにCuめ
っきの密着性に優れかつスパッタ発生量の極めて少ない
ガスシールドアーク溶接用ワイヤの製造方法に関するも
のである。
性および溶接性に優れたガスシールドアーク溶接用ワイ
ヤの製造方法に関するものであり、なかでもとくにCuめ
っきの密着性に優れかつスパッタ発生量の極めて少ない
ガスシールドアーク溶接用ワイヤの製造方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】送給性の向上とスパッタの低減を目的と
して鋼ワイヤ表層部に粒界酸化層を形成させ、その粒界
酸化物を起点として横割れを発生させ、その横割れをオ
イルポケットとしてワイヤの送給性を向上させるととも
に、粒界酸化により表層部に富化された酸素の作用によ
りアークの安定化を図ったワイヤに関する技術は、例え
ば特公昭63−21595 号公報を始め多数提案されている。
して鋼ワイヤ表層部に粒界酸化層を形成させ、その粒界
酸化物を起点として横割れを発生させ、その横割れをオ
イルポケットとしてワイヤの送給性を向上させるととも
に、粒界酸化により表層部に富化された酸素の作用によ
りアークの安定化を図ったワイヤに関する技術は、例え
ば特公昭63−21595 号公報を始め多数提案されている。
【0003】この種ワイヤの製造において、焼鈍時にお
ける粒界酸化促進のためには、事前に触媒としてアルカ
リ金属あるいはアルカリ土類金属の溶液を塗布するのが
有効であることが知られており、例えば特公平3−6423
9 号公報によればその炭酸塩の、また特公平4−52196
号公報によればその水酸化物の塗布が有効である。ま
た、アルカリ金属はアーク安定化に優れた効果がある
が、沸点が低いため溶鋼中への添加は困難なことから、
特開昭61−126995号公報,特開昭63−108996号公報,特
開昭63−149093号公報などに開示されているように、ア
ルカリ金属(例えばカリウム)をワイヤ表面あるいは表
面の横割れに付着させる方法が考えられている。
ける粒界酸化促進のためには、事前に触媒としてアルカ
リ金属あるいはアルカリ土類金属の溶液を塗布するのが
有効であることが知られており、例えば特公平3−6423
9 号公報によればその炭酸塩の、また特公平4−52196
号公報によればその水酸化物の塗布が有効である。ま
た、アルカリ金属はアーク安定化に優れた効果がある
が、沸点が低いため溶鋼中への添加は困難なことから、
特開昭61−126995号公報,特開昭63−108996号公報,特
開昭63−149093号公報などに開示されているように、ア
ルカリ金属(例えばカリウム)をワイヤ表面あるいは表
面の横割れに付着させる方法が考えられている。
【0004】しかしながら、粒界酸化によってワイヤ表
層部に酸素を富化させ、低スパッタ化を図る方法では、
ある程度の効果は得られるが、十分ではない。一方表面
にアルカリ金属を塗布する方法ではアルカリ金属をワイ
ヤ表面に均一に付着させることはできても、ハンドリン
グなどの際にはげ落ちやすく、使用時まで安定に維持す
ることは困難である。
層部に酸素を富化させ、低スパッタ化を図る方法では、
ある程度の効果は得られるが、十分ではない。一方表面
にアルカリ金属を塗布する方法ではアルカリ金属をワイ
ヤ表面に均一に付着させることはできても、ハンドリン
グなどの際にはげ落ちやすく、使用時まで安定に維持す
ることは困難である。
【0005】また、粒界酸化から生じる横溝にカリウム
を付着させる方法(特開昭63−108996号公報または特開
昭63−149093号公報参照)には、次のような問題があ
る。すなわち、伸線により亀裂に進展するのは、発生さ
せた粒界酸化のなかのごく一部である。もし全面的に粒
界に亀裂を発生するような深い粒界酸化を行えば、Cuめ
っきの密着性に問題が生じる。Cuめっきの密着性に問題
が生じない程度の横割れであれば、その横割れに存在す
るカリウム分の間隔は、近年のようにインバーター電源
の発達によりワンパルス・ワンドロップというような微
細な溶滴移行を行わせるには粗すぎる。またカリウムは
吸湿性が強く、水分が少しでも存在すると吸湿してワイ
ヤ表面のCuめっきが錆びて変色し、商品価値を低下させ
るだけでなく、ワイヤ送給性を害し、かえってアークの
不安定化を招くことになるという重大な問題がある。
を付着させる方法(特開昭63−108996号公報または特開
昭63−149093号公報参照)には、次のような問題があ
る。すなわち、伸線により亀裂に進展するのは、発生さ
せた粒界酸化のなかのごく一部である。もし全面的に粒
界に亀裂を発生するような深い粒界酸化を行えば、Cuめ
っきの密着性に問題が生じる。Cuめっきの密着性に問題
が生じない程度の横割れであれば、その横割れに存在す
るカリウム分の間隔は、近年のようにインバーター電源
の発達によりワンパルス・ワンドロップというような微
細な溶滴移行を行わせるには粗すぎる。またカリウムは
吸湿性が強く、水分が少しでも存在すると吸湿してワイ
ヤ表面のCuめっきが錆びて変色し、商品価値を低下させ
るだけでなく、ワイヤ送給性を害し、かえってアークの
不安定化を招くことになるという重大な問題がある。
【0006】この問題解決のため本発明者らは、本発明
に先立ち、中間伸線後のワイヤ素線の表面にシュウ酸カ
リウム等のアルカリ塩を塗布し、アルカリ塩中のアルカ
リ金属が焼鈍時に鋼中に拡散することを利用してアルカ
リ金属を安定的にワイヤ表面に付加することによって、
Cuめっきの亀裂やCuめっき表面の錆が発生することな
く、スパッタ発生量を抑えたガスシールドアーク溶接用
ワイヤおよびその製造方法を発明し、特開平6−218574
号公報に開示した。
に先立ち、中間伸線後のワイヤ素線の表面にシュウ酸カ
リウム等のアルカリ塩を塗布し、アルカリ塩中のアルカ
リ金属が焼鈍時に鋼中に拡散することを利用してアルカ
リ金属を安定的にワイヤ表面に付加することによって、
Cuめっきの亀裂やCuめっき表面の錆が発生することな
く、スパッタ発生量を抑えたガスシールドアーク溶接用
ワイヤおよびその製造方法を発明し、特開平6−218574
号公報に開示した。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
6−218574号公報に開示されているシュウ酸,クエン
酸,燐酸等のアルカリ塩あるいはアルカリ金属のハロゲ
ン化合物は、高温において不安定のため、分解して鋼中
にアルカリ金属を拡散させる反面、焼鈍後のワイヤ表面
へ炭化物,ハロゲン化合物,燐酸化合物等の固着残留物
を生じ、これによってCuめっきの密着性を低下させる問
題があった。
6−218574号公報に開示されているシュウ酸,クエン
酸,燐酸等のアルカリ塩あるいはアルカリ金属のハロゲ
ン化合物は、高温において不安定のため、分解して鋼中
にアルカリ金属を拡散させる反面、焼鈍後のワイヤ表面
へ炭化物,ハロゲン化合物,燐酸化合物等の固着残留物
を生じ、これによってCuめっきの密着性を低下させる問
題があった。
【0008】すなわち、Cuめっきの前処理として、スケ
ール等のワイヤ表面の不純物を酸洗によって除去する
が、Cuめっきの密着性を確保するには、酸洗−めっき処
理を連続して行う必要があり、したがって短時間で酸洗
処理を完了する必要がある。それゆえ焼鈍後のワイヤに
は、酸洗処理によって容易に清浄化される特性が要求さ
れる。そのため、ワイヤ焼鈍においては、通常、N2 雰
囲気とし、酸化並びにスケール成長を抑える方法が用い
られている。ところが、焼鈍前にワイヤ表面に塗布され
たアルカリ金属のシュウ酸塩,クエン酸塩,ハロゲン化
合物,燐酸塩等が焼鈍後に残した、炭化物,ハロゲン化
合物,燐酸化合物等の固着残留物は、酸洗によって除去
されにくく、酸洗後でもなおワイヤ表面に残留し、Cuめ
っきの密着性を低下させるのである。
ール等のワイヤ表面の不純物を酸洗によって除去する
が、Cuめっきの密着性を確保するには、酸洗−めっき処
理を連続して行う必要があり、したがって短時間で酸洗
処理を完了する必要がある。それゆえ焼鈍後のワイヤに
は、酸洗処理によって容易に清浄化される特性が要求さ
れる。そのため、ワイヤ焼鈍においては、通常、N2 雰
囲気とし、酸化並びにスケール成長を抑える方法が用い
られている。ところが、焼鈍前にワイヤ表面に塗布され
たアルカリ金属のシュウ酸塩,クエン酸塩,ハロゲン化
合物,燐酸塩等が焼鈍後に残した、炭化物,ハロゲン化
合物,燐酸化合物等の固着残留物は、酸洗によって除去
されにくく、酸洗後でもなおワイヤ表面に残留し、Cuめ
っきの密着性を低下させるのである。
【0009】ところで、アルカリ金属あるいはアルカリ
土類金属の炭酸塩,水酸化物は、それぞれ特公平3−64
239 号公報、特公平4−52196 号公報に示されるように
粒界酸化を促進し、Cuめっき後の仕上げ伸線加工によっ
てCuめっきに亀裂を生じ、その亀裂中に潤滑油を含むこ
とで送給性を改善させるが、その一方でCuめっきの密着
性を低下させるという問題があった。また、アルカリ金
属あるいはアルカリ土類金属の炭酸塩,水酸化物は、高
温・酸化性雰囲気において安定であるために、焼鈍時の
熱拡散によるワイヤ表面へのアルカリ金属の付加が困難
であり、アーク安定性に優れたワイヤの製造に適さない
という問題があった。
土類金属の炭酸塩,水酸化物は、それぞれ特公平3−64
239 号公報、特公平4−52196 号公報に示されるように
粒界酸化を促進し、Cuめっき後の仕上げ伸線加工によっ
てCuめっきに亀裂を生じ、その亀裂中に潤滑油を含むこ
とで送給性を改善させるが、その一方でCuめっきの密着
性を低下させるという問題があった。また、アルカリ金
属あるいはアルカリ土類金属の炭酸塩,水酸化物は、高
温・酸化性雰囲気において安定であるために、焼鈍時の
熱拡散によるワイヤ表面へのアルカリ金属の付加が困難
であり、アーク安定性に優れたワイヤの製造に適さない
という問題があった。
【0010】これら従来技術の問題点に鑑み、本発明
は、焼鈍工程を利用してアルカリ金属を鋼中に拡散さ
せ、安定的にワイヤ表面に付加することによってスパッ
タ発生が少ないガスシールドアーク溶接用ワイヤの製造
方法において、スパッタの発生が少ないままで、前記問
題を解決してCuめっきの密着性をも改善した生産性に優
れたガスシールドアーク溶接用ワイヤの製造方法を提供
することを目的とする。
は、焼鈍工程を利用してアルカリ金属を鋼中に拡散さ
せ、安定的にワイヤ表面に付加することによってスパッ
タ発生が少ないガスシールドアーク溶接用ワイヤの製造
方法において、スパッタの発生が少ないままで、前記問
題を解決してCuめっきの密着性をも改善した生産性に優
れたガスシールドアーク溶接用ワイヤの製造方法を提供
することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
点を解決するために、鋭意研究を進めた結果、炭酸塩お
よび水酸化物には、酸化性雰囲気において安定でスケー
ル成長を促進するという特公平3−64239 号公報,特公
平4−52196 号公報に開示された性質の他に、前記した
炭化物,ハロゲン化合物,燐酸化合物等のワイヤ表面の
残留物をスケール中に取り込むという性質があること、
そしてさらに、いかに酸に対し溶解しにくいこの残留物
といえども、塩酸水溶液に対する溶解速度が速いスケー
ルに取り込まれてしまえば、スケールとともに容易に剥
離させ得ることを新たに知見した。この知見をもとに実
験を重ね、アルカリ金属のシュウ酸塩,クエン酸塩,ハ
ロゲン化合物,燐酸塩の水溶液に炭酸塩および水酸化物
をある限定された量だけ加えた水溶液を使用すれば、焼
鈍工程を利用して安定的にアルカリ金属をワイヤに付加
できるとともに酸洗後の清浄性が確保でき、しかしてCu
めっきの密着性に優れ、スパッタ発生の極めて少ないガ
スシールドアーク溶接用ワイヤを容易に得ることができ
ることをつきとめた。
点を解決するために、鋭意研究を進めた結果、炭酸塩お
よび水酸化物には、酸化性雰囲気において安定でスケー
ル成長を促進するという特公平3−64239 号公報,特公
平4−52196 号公報に開示された性質の他に、前記した
炭化物,ハロゲン化合物,燐酸化合物等のワイヤ表面の
残留物をスケール中に取り込むという性質があること、
そしてさらに、いかに酸に対し溶解しにくいこの残留物
といえども、塩酸水溶液に対する溶解速度が速いスケー
ルに取り込まれてしまえば、スケールとともに容易に剥
離させ得ることを新たに知見した。この知見をもとに実
験を重ね、アルカリ金属のシュウ酸塩,クエン酸塩,ハ
ロゲン化合物,燐酸塩の水溶液に炭酸塩および水酸化物
をある限定された量だけ加えた水溶液を使用すれば、焼
鈍工程を利用して安定的にアルカリ金属をワイヤに付加
できるとともに酸洗後の清浄性が確保でき、しかしてCu
めっきの密着性に優れ、スパッタ発生の極めて少ないガ
スシールドアーク溶接用ワイヤを容易に得ることができ
ることをつきとめた。
【0012】すなわち請求項1記載の本発明は、熱間圧
延後の鋼素線を脱スケールした後、中間伸線、焼鈍、酸
洗、Cuめっき、仕上げ伸線を施すガスシールドアーク溶
接用ワイヤの製造において、アルカリ金属のシュウ酸
塩,クエン酸塩,ハロゲン化合物及び燐酸塩から選ばれ
た1種又は2種以上を第1の溶質としさらに該第1の溶
質に対する重量比で 0.2〜5のアルカリ金属炭酸塩およ
び/またはアルカリ金属水酸化物を第2の溶質とする水
溶液を中間伸線後に塗布し、その後引き続き酸化性雰囲
気中で焼鈍処理を加えることを特徴とするCuめっきの密
着性に優れかつスパッタ発生量の極めて少ないガスシー
ルドアーク溶接用ワイヤの製造方法である。
延後の鋼素線を脱スケールした後、中間伸線、焼鈍、酸
洗、Cuめっき、仕上げ伸線を施すガスシールドアーク溶
接用ワイヤの製造において、アルカリ金属のシュウ酸
塩,クエン酸塩,ハロゲン化合物及び燐酸塩から選ばれ
た1種又は2種以上を第1の溶質としさらに該第1の溶
質に対する重量比で 0.2〜5のアルカリ金属炭酸塩およ
び/またはアルカリ金属水酸化物を第2の溶質とする水
溶液を中間伸線後に塗布し、その後引き続き酸化性雰囲
気中で焼鈍処理を加えることを特徴とするCuめっきの密
着性に優れかつスパッタ発生量の極めて少ないガスシー
ルドアーク溶接用ワイヤの製造方法である。
【0013】また請求項2記載の本発明は、中間伸線
後、焼鈍前のワイヤに塗布する水溶液が、石鹸を重量%
にて0.001 %〜1%の範囲で更に含むことを特徴とする
請求項1記載のCuめっきの密着性に優れかつスパッタ発
生量の極めて少ないガスシールドアーク溶接用ワイヤの
製造方法である。そして請求項3記載の本発明は、酸化
性雰囲気中で加えられる焼鈍処理が、最高加熱温度を 6
80℃〜 900℃、雰囲気組成をN2 ,水蒸気および酸素と
し、該水蒸気の量を 500℃までの加熱途上で 0.2%〜10
%, 500℃以上において 0.2%〜2%とし、前記酸素の
量を0.2ppm〜500ppmとして、連続焼鈍処理により施され
ることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のCu
めっきの密着性に優れかつスパッタ発生量の極めて少な
いガスシールドアーク溶接用ワイヤの製造方法である。
後、焼鈍前のワイヤに塗布する水溶液が、石鹸を重量%
にて0.001 %〜1%の範囲で更に含むことを特徴とする
請求項1記載のCuめっきの密着性に優れかつスパッタ発
生量の極めて少ないガスシールドアーク溶接用ワイヤの
製造方法である。そして請求項3記載の本発明は、酸化
性雰囲気中で加えられる焼鈍処理が、最高加熱温度を 6
80℃〜 900℃、雰囲気組成をN2 ,水蒸気および酸素と
し、該水蒸気の量を 500℃までの加熱途上で 0.2%〜10
%, 500℃以上において 0.2%〜2%とし、前記酸素の
量を0.2ppm〜500ppmとして、連続焼鈍処理により施され
ることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のCu
めっきの密着性に優れかつスパッタ発生量の極めて少な
いガスシールドアーク溶接用ワイヤの製造方法である。
【0014】なお、本発明により製造された溶接用ワイ
ヤに含まれるアルカリ金属は、ワイヤ全体の重量に対し
1ppm 以上であることが好ましい。なお、特に断らない
場合、本発明に記載の%及びppm は、重量%及び重量pp
mを意味し、また数値範囲の上限及び下限は本発明の範
囲に含まれる。
ヤに含まれるアルカリ金属は、ワイヤ全体の重量に対し
1ppm 以上であることが好ましい。なお、特に断らない
場合、本発明に記載の%及びppm は、重量%及び重量pp
mを意味し、また数値範囲の上限及び下限は本発明の範
囲に含まれる。
【0015】
【作用】請求項1〜請求項3に記載の本発明によってCu
めっきの密着性に優れかつスパッタ発生量の極めて少な
いガスシールドアーク溶接用ワイヤを得ることができる
理由を以下に述べる。 (請求項1について)焼鈍前にワイヤ表面に塗布される
水溶液中の第1の溶質の要素(アルカリ金属のシュウ酸
塩,クエン酸塩,ハロゲン化合物,燐酸塩をいう。な
お、第1の溶質にはこれら要素からなる集合の部分集合
も含まれる。)は、酸化性雰囲気において不安定であ
り、分解してアルカリ金属が鋼中に拡散し、ワイヤ表層
部に形成される酸化物層の1構成元素として存在する反
面、分解時に炭化物(C,TiC ,SiC など),ハロゲン
化合物(AlF3など),燐酸化合物(P2O5,Ca3(PO4)2 な
ど)等の残留物を生成し、これらは、Cuめっきの前処理
としての酸洗に使用される塩酸に対し溶解しにくく、ワ
イヤ表面に残留しCuめっきの密着性を低下させる。これ
に対し、前記第1の溶質に対する重量比が 0.2〜5のア
ルカリ金属炭酸塩および/またはアルカリ金属水酸化物
を、第2の溶質として前記水溶液に共存させることによ
って、スケールの成長を促進し、ワイヤ表面の前記残留
物をスケール中に取り込み、酸に対し溶解しにくい残留
物もスケールとともに容易に剥離させ、酸洗後の清浄性
を高め、Cuめっきの密着性を高めることができる。
めっきの密着性に優れかつスパッタ発生量の極めて少な
いガスシールドアーク溶接用ワイヤを得ることができる
理由を以下に述べる。 (請求項1について)焼鈍前にワイヤ表面に塗布される
水溶液中の第1の溶質の要素(アルカリ金属のシュウ酸
塩,クエン酸塩,ハロゲン化合物,燐酸塩をいう。な
お、第1の溶質にはこれら要素からなる集合の部分集合
も含まれる。)は、酸化性雰囲気において不安定であ
り、分解してアルカリ金属が鋼中に拡散し、ワイヤ表層
部に形成される酸化物層の1構成元素として存在する反
面、分解時に炭化物(C,TiC ,SiC など),ハロゲン
化合物(AlF3など),燐酸化合物(P2O5,Ca3(PO4)2 な
ど)等の残留物を生成し、これらは、Cuめっきの前処理
としての酸洗に使用される塩酸に対し溶解しにくく、ワ
イヤ表面に残留しCuめっきの密着性を低下させる。これ
に対し、前記第1の溶質に対する重量比が 0.2〜5のア
ルカリ金属炭酸塩および/またはアルカリ金属水酸化物
を、第2の溶質として前記水溶液に共存させることによ
って、スケールの成長を促進し、ワイヤ表面の前記残留
物をスケール中に取り込み、酸に対し溶解しにくい残留
物もスケールとともに容易に剥離させ、酸洗後の清浄性
を高め、Cuめっきの密着性を高めることができる。
【0016】前記第1の溶質に対する前記第2の溶質の
重量比が 0.2未満では、スケールの成長を促進する効果
並びに前記の分解・生成した炭化物,ハロゲン化合物,
燐酸化合物等の残留物を酸洗によってスケールとともに
容易に剥離させる効果がなく、他方5超えでは、スケー
ルの成長速度がアルカリ金属の鋼中への熱拡散速度を上
回る結果、アルカリ金属を安定して鋼中に保持させるこ
とができないほか、仕上げ伸線によって粒界酸化による
と思われるCuめっき表面の横割れを生じ、Cuめっきの密
着性を低下させる。
重量比が 0.2未満では、スケールの成長を促進する効果
並びに前記の分解・生成した炭化物,ハロゲン化合物,
燐酸化合物等の残留物を酸洗によってスケールとともに
容易に剥離させる効果がなく、他方5超えでは、スケー
ルの成長速度がアルカリ金属の鋼中への熱拡散速度を上
回る結果、アルカリ金属を安定して鋼中に保持させるこ
とができないほか、仕上げ伸線によって粒界酸化による
と思われるCuめっき表面の横割れを生じ、Cuめっきの密
着性を低下させる。
【0017】なお前記第1の溶質としての、アルカリ金
属のシュウ酸塩,クエン酸塩,ハロゲン化合物,燐酸塩
にはシュウ化カリウム,クエン酸3カリウム,フッ化リ
チウム,ヨウ化カリウム,リン酸水素カリウム,塩化ナ
トリウムが好適であり、また前記第2の溶質としての、
アルカリ金属炭酸塩,アルカリ金属水酸化物には炭酸カ
リウム,炭酸ナトリウム,水酸化カリウム,水酸化ナト
リウムが好適である。
属のシュウ酸塩,クエン酸塩,ハロゲン化合物,燐酸塩
にはシュウ化カリウム,クエン酸3カリウム,フッ化リ
チウム,ヨウ化カリウム,リン酸水素カリウム,塩化ナ
トリウムが好適であり、また前記第2の溶質としての、
アルカリ金属炭酸塩,アルカリ金属水酸化物には炭酸カ
リウム,炭酸ナトリウム,水酸化カリウム,水酸化ナト
リウムが好適である。
【0018】(請求項2について)さらに、前記水溶液
に対し 0.001%〜1%の範囲で石鹸をこの水溶液に更に
加えることによって、その表面張力を下げ、ワイヤ表面
における付着量を均一化することで、Cuめっきの密着性
により優れかつスパッタ発生の極めて少ないガスシール
ドアーク溶接用ワイヤを得ることができる。前記石鹸の
前記水溶液中濃度が0.001%未満では、液の低表面張力
化が十分ではなく、ワイヤ表面を濡らすことができず、
ワイヤ表面における付着量を均一化させる効果が認めら
れない反面、1%超えでは、撹拌によって液が泡だち逆
に塗布量が不均一となってしまい、Cuめっきの密着性に
より優れかつスパッタ発生の極めて少ないガスシールド
アーク溶接用ワイヤを得ることができない。
に対し 0.001%〜1%の範囲で石鹸をこの水溶液に更に
加えることによって、その表面張力を下げ、ワイヤ表面
における付着量を均一化することで、Cuめっきの密着性
により優れかつスパッタ発生の極めて少ないガスシール
ドアーク溶接用ワイヤを得ることができる。前記石鹸の
前記水溶液中濃度が0.001%未満では、液の低表面張力
化が十分ではなく、ワイヤ表面を濡らすことができず、
ワイヤ表面における付着量を均一化させる効果が認めら
れない反面、1%超えでは、撹拌によって液が泡だち逆
に塗布量が不均一となってしまい、Cuめっきの密着性に
より優れかつスパッタ発生の極めて少ないガスシールド
アーク溶接用ワイヤを得ることができない。
【0019】なお、前記石鹸としてはカリ石鹸,ナトリ
ウム石鹸が好適である。 (請求項3について)焼鈍処理がバッチ焼鈍の場合に
は、均熱時間が長くとれる(3〜5時間)から、雰囲気
に左右されずに本発明請求項1及び請求項2によるCuめ
っきの密着性に優れかつスパッタ発生の極めて少ないガ
スシールドアーク溶接用ワイヤを得ることができる。し
かし、連続焼鈍設備では処理時間に制限があるため、最
高加熱温度を 680℃〜 900℃、雰囲気組成をN2 ,水蒸
気および酸素とし、該水蒸気の量を 500℃までの加熱途
上で 0.2%〜10%, 500℃以上において 0.2%〜2%と
し、前記酸素の量を0.2ppm〜500ppmとする必要がある。
ウム石鹸が好適である。 (請求項3について)焼鈍処理がバッチ焼鈍の場合に
は、均熱時間が長くとれる(3〜5時間)から、雰囲気
に左右されずに本発明請求項1及び請求項2によるCuめ
っきの密着性に優れかつスパッタ発生の極めて少ないガ
スシールドアーク溶接用ワイヤを得ることができる。し
かし、連続焼鈍設備では処理時間に制限があるため、最
高加熱温度を 680℃〜 900℃、雰囲気組成をN2 ,水蒸
気および酸素とし、該水蒸気の量を 500℃までの加熱途
上で 0.2%〜10%, 500℃以上において 0.2%〜2%と
し、前記酸素の量を0.2ppm〜500ppmとする必要がある。
【0020】すなわち、最高加熱温度が 680℃未満で
は、アルカリ金属の拡散が十分ではなくスパッタ発生の
少ないガスシールドアーク溶接用ワイヤを得ることがで
きず、900℃超えでは、スパッタ発生の少ないガスシー
ルドアーク溶接用ワイヤを得ることはできるが、炉の損
傷や熱効率を考えると効率的ではない。なお、最適な均
熱温度は 780〜850 ℃である。
は、アルカリ金属の拡散が十分ではなくスパッタ発生の
少ないガスシールドアーク溶接用ワイヤを得ることがで
きず、900℃超えでは、スパッタ発生の少ないガスシー
ルドアーク溶接用ワイヤを得ることはできるが、炉の損
傷や熱効率を考えると効率的ではない。なお、最適な均
熱温度は 780〜850 ℃である。
【0021】炉内の雰囲気としては、非酸化性ガスであ
ってコスト的に最も有利なN2 と酸化性付与ガスとして
の水蒸気及び酸素との混合雰囲気を採用するのが最も好
ましい。このとき、 500℃までの加熱域における水蒸気
量が 0.2%未満では、十分にスケールが生成しないた
め、Cuめっきの密着性が不十分となり、他方、10%を超
えてしまうとスケールの成長速度がアルカリ金属の鋼中
への熱拡散速度を上回る結果、アルカリ金属を安定して
鋼中に保持させることができない。
ってコスト的に最も有利なN2 と酸化性付与ガスとして
の水蒸気及び酸素との混合雰囲気を採用するのが最も好
ましい。このとき、 500℃までの加熱域における水蒸気
量が 0.2%未満では、十分にスケールが生成しないた
め、Cuめっきの密着性が不十分となり、他方、10%を超
えてしまうとスケールの成長速度がアルカリ金属の鋼中
への熱拡散速度を上回る結果、アルカリ金属を安定して
鋼中に保持させることができない。
【0022】500℃以上の均熱域における水蒸気量 0.2
%〜2%並びに炉内の酸素量0.2ppm〜500ppmの限定理由
は、前記の 500℃までの加熱域における水蒸気量の限定
理由と同じである。(その他の好適条件について)な
お、溶接ワイヤ中に含まれるアルカリ金属は1ppm 以上
が好ましく、1ppm未満ではアークを安定させる効果が
なく、スパッタの発生量を減らすことができない。
%〜2%並びに炉内の酸素量0.2ppm〜500ppmの限定理由
は、前記の 500℃までの加熱域における水蒸気量の限定
理由と同じである。(その他の好適条件について)な
お、溶接ワイヤ中に含まれるアルカリ金属は1ppm 以上
が好ましく、1ppm未満ではアークを安定させる効果が
なく、スパッタの発生量を減らすことができない。
【0023】
(実施例1)Ca系潤滑材を用い冷間伸線加工により2.25
mmφとした表1の組成の鋼線を素材として用いてワイヤ
を作製した。これらの鋼線を表2に示した塗布剤液中に
浸漬し、乾燥した後、バッチ炉で焼鈍した。この際、酸
化を起こさせるために、露点を−10〜+20℃に調整した
N2 ガスを毎分20〜200 リットル送給した。
mmφとした表1の組成の鋼線を素材として用いてワイヤ
を作製した。これらの鋼線を表2に示した塗布剤液中に
浸漬し、乾燥した後、バッチ炉で焼鈍した。この際、酸
化を起こさせるために、露点を−10〜+20℃に調整した
N2 ガスを毎分20〜200 リットル送給した。
【0024】焼鈍後、55℃の10%塩酸水中に15秒間浸漬
し、引き続き厚さ 0.5〜2μm のCuめっきを連続的に施
し、仕上げ伸線加工によって 1.2mmφとした。Cuめっき
の密着性は、直径 2.4mmφの高張力鋼に巻きつけてキン
クさせ、その外観を40倍で観察し、以下に示す基準によ
り10段階評価した。
し、引き続き厚さ 0.5〜2μm のCuめっきを連続的に施
し、仕上げ伸線加工によって 1.2mmφとした。Cuめっき
の密着性は、直径 2.4mmφの高張力鋼に巻きつけてキン
クさせ、その外観を40倍で観察し、以下に示す基準によ
り10段階評価した。
【0025】
【表1】
【0026】
【表2】
【0027】Cuめっきに割れ、剥離のまったく無いもの
を10とし,割れ、剥離が認められその面積率が1%未満
のものを9,割れ、剥離の面積率が1%以上、2%未満
のものを8,割れ、剥離の面積率が2%以上、4%未満
のものを7,割れ、剥離の面積率が4%以上、6%未満
のものを6,割れ、剥離の面積率が6%以上、8%未満
のものを5,割れ、剥離の面積率が8%以上、15%未満
のものを4,割れ、剥離の面積率が15%以上、30%未満
のものを3,割れ、剥離の面積率が30%以上、50%未満
のものを2,割れ、剥離の面積率が50%以上、80%未満
のものを1,割れ、剥離の面積率が80%以上のものを0
とし、10段階評価8以上をCuめっきの密着性評価良
(◎),5以上7未満をCuめっきの密着性評価可
(○),4以下をCuめっきの密着性評価否(×)とし
た。
を10とし,割れ、剥離が認められその面積率が1%未満
のものを9,割れ、剥離の面積率が1%以上、2%未満
のものを8,割れ、剥離の面積率が2%以上、4%未満
のものを7,割れ、剥離の面積率が4%以上、6%未満
のものを6,割れ、剥離の面積率が6%以上、8%未満
のものを5,割れ、剥離の面積率が8%以上、15%未満
のものを4,割れ、剥離の面積率が15%以上、30%未満
のものを3,割れ、剥離の面積率が30%以上、50%未満
のものを2,割れ、剥離の面積率が50%以上、80%未満
のものを1,割れ、剥離の面積率が80%以上のものを0
とし、10段階評価8以上をCuめっきの密着性評価良
(◎),5以上7未満をCuめっきの密着性評価可
(○),4以下をCuめっきの密着性評価否(×)とし
た。
【0028】ワイヤ中のアルカリ金属の含有量は1m毎
に3点サンプリングし、それぞれ原子吸光分析法により
分析し、その平均値を用いた。スパッタ発生量は、CO2
ガスをシールドガスとして20リットル/分流し、CO2パ
ルス電源を用い、電流: 350A,電圧:34V,溶接速
度:45cm/分に調整して溶接を行い、半径1mに飛散し
たスパッタを回収して測定した。
に3点サンプリングし、それぞれ原子吸光分析法により
分析し、その平均値を用いた。スパッタ発生量は、CO2
ガスをシールドガスとして20リットル/分流し、CO2パ
ルス電源を用い、電流: 350A,電圧:34V,溶接速
度:45cm/分に調整して溶接を行い、半径1mに飛散し
たスパッタを回収して測定した。
【0029】スパッタ発生量の目標値は0.35g/分以下
とし、0.25g/分以下を良(◎),0.25g/分超え0.35
g/分以下を可(○),0.35g/分超えを否(×)とし
た。表2にその結果を併せて示す。表2からわかるよう
に、アルカリ金属のシュウ酸塩,クエン酸塩,ハロゲン
化合物及び燐酸塩から選ばれた1種又は2種以上の水溶
液に、該水溶液が含む前記アルカリ金属の塩又は化合物
の合計に対する重量比で 0.2〜5のアルカリ金属炭酸塩
および/またはアルカリ金属水酸化物を加えた液を中間
伸線後に塗布することによって、Cuめっきの密着性に優
れかつスパッタ発生量の極めて少ないガスシールドアー
ク溶接用ワイヤを得ることができた。また、このアルカ
リ水溶液に更に石鹸を 0.001%以上,1%以下加えた溶
液を中間伸線後、焼鈍前に塗布した本発明例2,3,
5,7,10,11,13,16では、更にCuめっきの密着性が
向上しスパッタ発生量が低減した。
とし、0.25g/分以下を良(◎),0.25g/分超え0.35
g/分以下を可(○),0.35g/分超えを否(×)とし
た。表2にその結果を併せて示す。表2からわかるよう
に、アルカリ金属のシュウ酸塩,クエン酸塩,ハロゲン
化合物及び燐酸塩から選ばれた1種又は2種以上の水溶
液に、該水溶液が含む前記アルカリ金属の塩又は化合物
の合計に対する重量比で 0.2〜5のアルカリ金属炭酸塩
および/またはアルカリ金属水酸化物を加えた液を中間
伸線後に塗布することによって、Cuめっきの密着性に優
れかつスパッタ発生量の極めて少ないガスシールドアー
ク溶接用ワイヤを得ることができた。また、このアルカ
リ水溶液に更に石鹸を 0.001%以上,1%以下加えた溶
液を中間伸線後、焼鈍前に塗布した本発明例2,3,
5,7,10,11,13,16では、更にCuめっきの密着性が
向上しスパッタ発生量が低減した。
【0030】一方、比較例19に示されるように、アルカ
リ金属塩水溶液に炭酸塩,水酸化物のいずれも添加しな
かった場合は、Cuめっきの密着性が悪かった。また、比
較例20,21に示されるように、アルカリ金属塩水溶液に
炭酸塩,水酸化物のいずれもアルカリ金属塩に対し5を
超えて添加した場合は、アルカリ金属量が1ppm 未満と
なり、スパッタ発生量が多くなるとともに、Cuめっき亀
裂によりCuめっきの密着性が劣化した。
リ金属塩水溶液に炭酸塩,水酸化物のいずれも添加しな
かった場合は、Cuめっきの密着性が悪かった。また、比
較例20,21に示されるように、アルカリ金属塩水溶液に
炭酸塩,水酸化物のいずれもアルカリ金属塩に対し5を
超えて添加した場合は、アルカリ金属量が1ppm 未満と
なり、スパッタ発生量が多くなるとともに、Cuめっき亀
裂によりCuめっきの密着性が劣化した。
【0031】(実施例2)実施例1と同じ鋼線を素材と
して用い、この表面に10%のクエン酸カリウムと10%の
炭酸カリウムを加えた水溶液を中間伸線後、焼鈍前に塗
布し、表3に示した連続焼鈍条件で焼鈍した。 500℃以
上への加熱時間は5分に調節した。なお、本発明例26、
27は10%のクエン酸カリウムと10%の炭酸カリウムを加
えた水溶液に更にカリウム石鹸を 0.1%加えた液を用い
た。
して用い、この表面に10%のクエン酸カリウムと10%の
炭酸カリウムを加えた水溶液を中間伸線後、焼鈍前に塗
布し、表3に示した連続焼鈍条件で焼鈍した。 500℃以
上への加熱時間は5分に調節した。なお、本発明例26、
27は10%のクエン酸カリウムと10%の炭酸カリウムを加
えた水溶液に更にカリウム石鹸を 0.1%加えた液を用い
た。
【0032】焼鈍後、45℃の12%塩酸水中に40秒間浸漬
し、引き続き厚さ 0.5〜2μm のCuめっきを連続的に施
し、仕上げ伸線加工によって 1.2mmφとした。Cuめっき
の密着性は実施例1と同様に評価した。アルカリ金属の
含有量についても実施例1と同様に評価した。スパッタ
発生量は、Ar−20%CO2 ガスをシールドガスとして20リ
ットル/分流し、MAG パルス電源を用い、電流: 250
A,電圧:28V,溶接速度:70cm/分に調整し、半径1
mに飛散したスパッタを回収して測定し、実施例1と同
様の評価基準で評価した。
し、引き続き厚さ 0.5〜2μm のCuめっきを連続的に施
し、仕上げ伸線加工によって 1.2mmφとした。Cuめっき
の密着性は実施例1と同様に評価した。アルカリ金属の
含有量についても実施例1と同様に評価した。スパッタ
発生量は、Ar−20%CO2 ガスをシールドガスとして20リ
ットル/分流し、MAG パルス電源を用い、電流: 250
A,電圧:28V,溶接速度:70cm/分に調整し、半径1
mに飛散したスパッタを回収して測定し、実施例1と同
様の評価基準で評価した。
【0033】表3にその結果を併せて示す。
【0034】
【表3】
【0035】連続焼鈍条件を最高加熱温度を 680℃〜 9
00℃とし、炉内雰囲気をN2 雰囲気とし、 500℃までの
加熱における水蒸気量を 0.2〜10%、 500℃以上におけ
る水蒸気量を 0.2〜2%とするとともに、炉内の酸素量
を 0.2〜500ppmとすることによって、Cuめっきの密着性
に優れかつスパッタ発生量の極めて少ないガスシールド
アーク溶接用ワイヤを得ることができた。
00℃とし、炉内雰囲気をN2 雰囲気とし、 500℃までの
加熱における水蒸気量を 0.2〜10%、 500℃以上におけ
る水蒸気量を 0.2〜2%とするとともに、炉内の酸素量
を 0.2〜500ppmとすることによって、Cuめっきの密着性
に優れかつスパッタ発生量の極めて少ないガスシールド
アーク溶接用ワイヤを得ることができた。
【0036】一方、比較例32に示されるように 500℃ま
での加熱における水蒸気量が 0.2%未満の場合、比較例
33に示されるように 500℃以上における水蒸気量が 0.2
%未満の場合、比較例34に示されるように炉内の酸素量
が0.2ppm未満の場合は、いずれもCuめっきの密着性が悪
かった。比較例35に示されるように最高加熱温度を 680
℃以下とすると、ワイヤ中のアルカリ金属量が1ppm 以
下となりスパッタ発生量が多かった。
での加熱における水蒸気量が 0.2%未満の場合、比較例
33に示されるように 500℃以上における水蒸気量が 0.2
%未満の場合、比較例34に示されるように炉内の酸素量
が0.2ppm未満の場合は、いずれもCuめっきの密着性が悪
かった。比較例35に示されるように最高加熱温度を 680
℃以下とすると、ワイヤ中のアルカリ金属量が1ppm 以
下となりスパッタ発生量が多かった。
【0037】比較例36に示されるように 500℃までの加
熱における水蒸気量が10%超えの場合、比較例37に示さ
れるように 500℃以上における水蒸気量が2%超えの場
合、比較例38に示されるように炉内の酸素量が500ppm超
えの場合は、それぞれワイヤ中のアルカリ金属量が1pp
m 以下となりスパッタ発生量が多かった。
熱における水蒸気量が10%超えの場合、比較例37に示さ
れるように 500℃以上における水蒸気量が2%超えの場
合、比較例38に示されるように炉内の酸素量が500ppm超
えの場合は、それぞれワイヤ中のアルカリ金属量が1pp
m 以下となりスパッタ発生量が多かった。
【0038】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、熱間圧
延後の鋼素線を脱スケール後、中間伸線、焼鈍、酸洗、
Cuめっき、仕上げ伸線を施すガスシールドアーク溶接用
ワイヤの製造において、特定のアルカリ金属塩および/
またはアルカリハライドにアルカリ金属炭酸塩および/
または水酸化物を特定量加えた水溶液を中間伸線後ワイ
ヤに塗布した後、酸化性雰囲気中で焼鈍処理を加え(ア
ルカリ金属をワイヤ全体に対して1ppm 以上含有させ)
ることにより、Cuめっきの密着性及び溶接性(低スパッ
タ性)に優れたガスシールドアーク溶接用ワイヤを得る
ことができ、さらにこの水溶液に、石鹸を重量%で 0.0
01%〜1%加えて付着量を均一化させることにより、前
記特性がより改善されたガスシールドアーク溶接用ワイ
ヤを得ることができ、また、本発明の焼鈍処理条件を採
用して連続焼鈍を施すことにより、前記すぐれた特性を
有するガスシールドアーク溶接用ワイヤを従来とは格段
の高効率で製造できるという、種々の極めて有益な効果
を奏する。
延後の鋼素線を脱スケール後、中間伸線、焼鈍、酸洗、
Cuめっき、仕上げ伸線を施すガスシールドアーク溶接用
ワイヤの製造において、特定のアルカリ金属塩および/
またはアルカリハライドにアルカリ金属炭酸塩および/
または水酸化物を特定量加えた水溶液を中間伸線後ワイ
ヤに塗布した後、酸化性雰囲気中で焼鈍処理を加え(ア
ルカリ金属をワイヤ全体に対して1ppm 以上含有させ)
ることにより、Cuめっきの密着性及び溶接性(低スパッ
タ性)に優れたガスシールドアーク溶接用ワイヤを得る
ことができ、さらにこの水溶液に、石鹸を重量%で 0.0
01%〜1%加えて付着量を均一化させることにより、前
記特性がより改善されたガスシールドアーク溶接用ワイ
ヤを得ることができ、また、本発明の焼鈍処理条件を採
用して連続焼鈍を施すことにより、前記すぐれた特性を
有するガスシールドアーク溶接用ワイヤを従来とは格段
の高効率で製造できるという、種々の極めて有益な効果
を奏する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安田 功一 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎 製鉄株式会社 技術研究所内 (72)発明者 片岡 義弘 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎 製鉄株式会社 技術研究所内 (56)参考文献 特開 平1−321091(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 35/40 B23K 35/02 B23K 35/36
Claims (3)
- 【請求項1】 熱間圧延後の鋼素線を脱スケールした
後、中間伸線、焼鈍、酸洗、Cuめっき、仕上げ伸線を施
すガスシールドアーク溶接用ワイヤの製造において、ア
ルカリ金属のシュウ酸塩,クエン酸塩,ハロゲン化合物
及び燐酸塩から選ばれた1種又は2種以上を第1の溶質
としさらに該第1の溶質に対する重量比が 0.2〜5のア
ルカリ金属炭酸塩および/またはアルカリ金属水酸化物
を第2の溶質とする水溶液を中間伸線後に塗布し、その
後引き続き酸化性雰囲気中で焼鈍処理を加えることを特
徴とするCuめっきの密着性に優れかつスパッタ発生量の
極めて少ないガスシールドアーク溶接用ワイヤの製造方
法。 - 【請求項2】 中間伸線後、焼鈍前のワイヤに塗布する
水溶液が、石鹸を重量%にて0.001 %〜1%の範囲で更
に含むことを特徴とする請求項1記載のCuめっきの密着
性に優れかつスパッタ発生量の極めて少ないガスシール
ドアーク溶接用ワイヤの製造方法。 - 【請求項3】 酸化性雰囲気中で加えられる焼鈍処理
が、最高加熱温度を 680℃〜 900℃、雰囲気組成を
N2 ,水蒸気および酸素とし、該水蒸気の量を 500℃ま
での加熱途上で 0.2%〜10%, 500℃以上において 0.2
%〜2%とし、前記酸素の量を0.2ppm〜500ppmとして、
連続焼鈍処理により施されることを特徴とする請求項1
または請求項2に記載のCuめっきの密着性に優れかつス
パッタ発生量の極めて少ないガスシールドアーク溶接用
ワイヤの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13314695A JP3192920B2 (ja) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | Cuめっきの密着性に優れかつスパッタ発生量の極めて少ないガスシールドアーク溶接用ワイヤの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13314695A JP3192920B2 (ja) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | Cuめっきの密着性に優れかつスパッタ発生量の極めて少ないガスシールドアーク溶接用ワイヤの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08323496A JPH08323496A (ja) | 1996-12-10 |
JP3192920B2 true JP3192920B2 (ja) | 2001-07-30 |
Family
ID=15097810
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13314695A Expired - Fee Related JP3192920B2 (ja) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | Cuめっきの密着性に優れかつスパッタ発生量の極めて少ないガスシールドアーク溶接用ワイヤの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3192920B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100668169B1 (ko) * | 2005-05-25 | 2007-01-11 | 고려용접봉 주식회사 | 용접시 아크안정성이 우수한 동도금 마그 용접용솔리드와이어 |
JP5016545B2 (ja) * | 2008-04-18 | 2012-09-05 | 株式会社神戸製鋼所 | ソリッドワイヤの製造方法 |
-
1995
- 1995-05-31 JP JP13314695A patent/JP3192920B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08323496A (ja) | 1996-12-10 |
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