JP3631358B2

JP3631358B2 - Welding wire

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Publication number: JP3631358B2
Application number: JP30902397A
Authority: JP
Inventors: 弘之清水; 美佳西田; 薫増田; 和彦伊藤; 邦彰宮▲崎▼; 規生政家
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1997-11-11
Filing date: 1997-11-11
Publication date: 2005-03-23
Anticipated expiration: 2017-11-11
Also published as: JPH11147195A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、炭素鋼用又はステンレス鋼用の自動溶接又は半自動溶接に使用される溶接用ワイヤに関し、特に、ワイヤの送給性を向上させることができる溶接用ワイヤに関する。なお、本発明はメッキ処理したメッキワイヤ及びメッキ処理していない無メッキワイヤの双方に適用できる。
【０００２】
【従来の技術】
溶接用ワイヤを使用して自動又は半自動で溶接する場合に、溶接用ワイヤを、スプール又はワイヤ収納用パックからアーク溶接箇所まで安定して送給する必要がある。この溶接用ワイヤは、コンジットケーブル等のスプリングライナー内部を通ってアーク溶接箇所に運ばれる。溶接用ワイヤがスプリングライナー内を通るときの通り易さを溶接用ワイヤの送給性と定義すれば、送給性が良好な溶接用ワイヤは長いコンジットケーブルを小さな力で通過することができるものである。造船工場のように長いコンジットケーブルを使用することが多い溶接現場では、溶接ワイヤの送給性が良好であることが必要不可欠である。
【０００３】
溶接用ワイヤの送給系が過酷な溶接現場においては、長時間に亘って溶接すると、メッキ屑等が送給ローラ及びスプリングライナー内部に堆積して詰まりが発生し、ワイヤの送給不良を誘発する。このため、従来では、溶接用ワイヤの送給性を向上させるために、ワイヤ表面に滑り性を有する種々の潤滑油を塗布していた。このように、ワイヤ表面の滑り性を向上させた技術として、例えば、植物油（パーム油）及び動物油（ラード）等の潤滑油と、グラファイト及び二硫化モリブデン等の潤滑物質粒子を溶接用ワイヤの表面に塗布することによってワイヤの送給性を向上させた溶接用ワイヤが提案されている（特開平６−２８５６７８号公報）。これらの潤滑油及び潤滑物質粒子がワイヤ表面に適正量塗布されていると、ワイヤ表面とスプリングライナーの内壁部との間の摩擦係数を低減させることができ、優れた潤滑性を発揮してワイヤの送給性を向上させることができる。
【０００４】
また、炭素数が多い直鎖又は側鎖構造を有するステアリン酸、オレイン酸、リノール酸又はリノレン酸等の高級脂肪酸のナトリウム塩又はカリウム塩をワイヤ表面に付着させ、仕上げ伸線後、その上から潤滑油を塗布することによってワイヤの送給性を向上させる方法（特開平１−１６６８９８号公報）及びカルボン酸ナトリウム塩又はカルボン酸カリウム塩を含有した油性潤滑剤をワイヤ表面に保持付着させることによりワイヤの送給性を向上させる方法（特開平２−２８４７９２号公報）が公知である。これらの方法は、ワイヤ表面に適正量の高級脂肪酸のアルカリ金属塩及び潤滑油を付着させることによって、ワイヤの送給性を向上させるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの従来技術は以下に示す欠点を有する。先ず、潤滑油、二硫化モリブデン及びグラファイトからなる潤滑物質をワイヤ表面に塗布することによってワイヤの送給性を向上させた溶接用ワイヤ（特開平６−２８５６７８号公報）の場合においては、この溶接用ワイヤを使用して長時間に亘って溶接作業を行うと、スプリングライナーの内壁部に前記潤滑物質が堆積して詰まりが発生するため、ワイヤの送給性が阻害されてしまうという難点がある。これは、潤滑物質がワイヤ表面と何ら結合性を有しないために、潤滑物質がワイヤ表面から容易に剥離してしまうことに起因する。
【０００６】
一方、高級脂肪酸のナトリウム塩又はカリウム塩をワイヤ表面に付着させ、伸線後、その上から潤滑油を塗布する方法（特開平１−１６６８９８号公報）及びカルボン酸ナトリウム塩又はカルボン酸カリウム塩を含有した油性潤滑剤をワイヤ表面に付着させる方法（特開平２−２８４７９２号公報）においては、同様に長時間に亘って溶接作業を実施するとスプリングライナーの内部に高級脂肪酸のアルカリ金属塩及び潤滑油がワイヤ表面から剥離して堆積するため、スプリングライナーの内部に詰まりが発生し、その結果ワイヤの送給性が低下する。これは、カルボン酸塩の炭化水素の鎖の長さが長すぎるため、ワイヤ表面と潤滑油との結合力が弱いことに起因する。このため、潤滑物質がワイヤ表面から容易に剥離し、スプリングライナー内部にこの堆積物による詰まりが発生する。また、高級脂肪酸金属塩は、ステアリン酸ナトリウム塩に代表されるように、優れた伸線用潤滑剤であり、このような分子量が大きい高級脂肪酸金属塩はワイヤ表面に強固な厚い皮膜を形成しやすいため、ワイヤの滑り性は向上するが、送給ローラにおいてワイヤのスリップが発生する虞れがあり、これにより送給不良が誘発される。特にメッキが施されたワイヤの場合には、スリップによりメッキの剥離が発生する。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、ワイヤ表面と送給用潤滑油とを化学的に結合させ、長時間の溶接においても潤滑物質の剥離によりスプリングライナー等の内部に詰まり等の不具合が発生せずに、ワイヤの送給性を向上させることができ、ワイヤの送給性を安定化させることができる溶接用ワイヤを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る溶接用ワイヤは、ワイヤ表面に五員環又は六員環構造の環構造を有するナフテン酸、及び／又はＬｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｋ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｃｓ、Ｐｂ及びＣｅからなる群から選択された金属と前記ナフテン酸との塩の１種又は２種以上からなるナフテン酸金属塩が存在すると共に、二硫化モリブデン、二硫化タングステン及び四弗化エチレンからなる群から選択された少なくとも１種の潤滑性粒子が存在することを特徴とする。
【０００９】
前記ナフテン酸及び／又はナフテン酸金属塩が総量で、ワイヤ表面にワイヤ１０ｋｇ当たり０．００１乃至２ｇ付着していることが好ましい。また、前記ワイヤ表面に、動植物油、鉱物油及び合成油からなる群から選択された少なくとも１種の潤滑油が存在することが好ましい。更に、前記ナフテン酸及び／又はナフテン酸金属塩、前記潤滑性粒子並びに前記潤滑油が総量で、ワイヤ表面にワイヤ１０ｋｇ当たり０．１乃至５ｇ付着していることが好ましい。
【００１１】
本発明は炭素鋼用又はステンレス鋼用のソリッドワイヤ又は炭素鋼用又はステンレス鋼用のフラックス入りワイヤに適用することができる。
【００１２】
更に、本発明の溶接用ワイヤは、表面に銅メッキを有しないものでもよいし、又は表面に銅メッキを有するものでもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
ワイヤ表面とスプリングライナー又はテフロンチューブ等のコンジットケーブル内のワイヤガイド内表面との動摩擦係数を低減させるためには、ワイヤの使用条件に適した融点（軟化点）及び粘度を有する潤滑油（動植物油、鉱物油、合成油及びこれらの混合油等）と滑り性を有する潤滑性粒子（二硫化モリブデン、二硫化タングステン及び四弗化エチレン等）とをワイヤ表面に存在させる必要がある（以下、潤滑油と潤滑性粒子とを総称して潤滑物質という）。これらの潤滑物質がワイヤ表面の見かけ上の単位面積当たり又はワイヤの単重量当たり適正量で均一に付着していれば、溶接開始直後のワイヤの送給性は向上する。しかしながら、潤滑物質が、単に、物理的に塗布されているだけであると、即ち、潤滑油の濡れ性のみに支配されて潤滑物質がワイヤ表面に付着している状態であると、長時間に亘って溶接することにより、潤滑物質がワイヤ表面から容易に剥離してしまい、コンジットケーブル内に詰まりが容易に発生する。ワイヤの送給性を向上させるためにワイヤ表面に添加した潤滑物質によって逆に送給性が損なわれてしまう。潤滑物質がワイヤ表面から剥離して堆積することを防止するためには、ワイヤ表面と潤滑油とを化学的に結合させればよい。
【００１４】
そこで、本願発明者等が前記課題を解決するために鋭意実験研究を重ねた結果、ワイヤ表面と潤滑油及び潤滑性粒子との間に環状構造を有する炭化水素化合物が存在していると、ワイヤの送給性が高められ、コンジットケーブル内の詰まりが抑制されることを見い出した。この環状構造を有する炭化水素化合物は金属表面で特定方向に配向しやすい。即ち、環状構造を有する炭化水素化合物は環平面が金属表面と平行に配向しやすい。また、環状構造を有する炭化水素化合物がカルボン酸（以下、環状脂肪酸という）又はカルボン酸金属塩（以下、環状脂肪酸塩という）であると、ワイヤ表面と潤滑油とを化学的に結合させる作用を有する。また環状構造を有する炭化水素化合物自体が若干のすべり性を有するので、潤滑油が不足する箇所においては、この炭化水素化合物がワイヤの送給性を向上させる作用を有する。種々の物質をワイヤ表面に塗布し、ワイヤの送給性を鋭意検討したところ、塗料のドライヤーとして工業的に広く利用されており安価である環状構造を有するナフテン酸又はナフテン酸金属塩等自体もすべり性を有するとともに、これらは潤滑油をワイヤ表面に固定させる糊の作用を有する。これらの環状脂肪酸又は環状脂肪酸塩は潤滑油をワイヤ表面に固定することから、潤滑油に濡れてワイヤ表面に存在する滑り性を有する潤滑性粒子（二硫化モリブデン、二硫化タングステン及び四弗化エチレン等）もワイヤ表面に固定する効果がある。
【００１５】
このような環状脂肪酸又は環状脂肪酸塩による化学的結合の機構は以下のように考えられる。即ち、環状脂肪酸又は環状脂肪酸塩は金属表面において特定方向に配向する特性を有する。一般に、極性を有するカルボキシル基が金属表面と結合する場合、炭化水素鎖は金属表面の法線方向に向う。更に、この炭化水素鎖が環状に連なっている場合には、この環構造の環平面は金属表面に平行に配向する傾向が極めて強い。従って、直鎖型カルボン酸又は直鎖型カルボン酸塩が単に金属表面に配向するよりも、環状構造を有するカルボン酸（環状脂肪酸）又は環状構造を有するカルボン酸金属塩（環状脂肪酸塩）のように環状構造とすることによって、その金属表面への結合力は更に強固なものとなる。これにより、金属表面は環状脂肪酸又は環状脂肪酸塩の分子によって極めて強固に、且つ、均一に覆われる。また環状構造に連なる炭化水素鎖自体もすべり性を確保する作用を有する。
【００１６】
図１は、環状炭化水素化合物が潤滑油及び潤滑性粒子をワイヤ表面に固定する機構を示す模式図である。図１（ａ）は無メッキの溶接用ワイヤの場合、図１（ｂ）はメッキが施されている溶接用ワイヤの場合である。図１（ａ）に示すように、無メッキ溶接ワイヤの表面１ａに環状炭化水素化合物の環状炭化水素３ａがその原子の環状構造の一部をワイヤ表面に対して平行に配向している。そして、環状炭化水素３ａに連なる直鎖状の炭化水素鎖であるカルボキシル基がワイヤ表面１ａに対して法線方向に外側に向かって配向している。この均一な環状炭化水素３ａの上を潤滑油４ａが均一に覆っている。そして、環状炭化水素３ａと潤滑油４ａとが化学的に結合し、この環状炭化水素３ａと潤滑油４ａとの間に二硫化モリブデン等の潤滑性粒子５ａが取り込まれて安定化している。
【００１７】
また、図１（ｂ）に示すように、ワイヤにメッキが施されている場合にも同様に、メッキ層２の表面に環状炭化水素３ｂが環構造の一部をワイヤ表面に対して平行に配向し、前述と同様にして、環状炭化水素３ｂと潤滑油４ｂとが化学的に結合し、その間に取り込まれるように潤滑性粒子５ｂが安定化している。
【００１８】
また図２は、環状炭化水素化合物のみがワイヤ表面に存在している状態を示す模式図である。なお、図２（ａ）は無メッキの溶接用ワイヤの場合、図２（ｂ）はメッキが施されている溶接用ワイヤの場合である。図２（ａ）及び２（ｂ）に示すように、ワイヤ表面に環状炭化水素化合物のみが存在しても、若干のすべり性を得ることができる。これは、環状炭化水素３ｃ又は３ｄに連なる直鎮状の炭化水素鎖がすべり性を確保する作用を有するからである。
【００１９】
以上のように、環状炭化水素自身及び環状炭化水素に連なる直鎖状の炭化水素鎖は親油性であるため、潤滑油と親和しやすい。このため、先ず、ワイヤ表面に環状脂肪酸又は環状脂肪酸塩の薄くて均一な皮膜が形成され、その上を潤滑油が被覆する。更に、二硫化モリブデン等の潤滑性粒子は潤滑油の皮膜に取り込まれて安定化する。このようにして、潤滑油及び／又は潤滑性粒子からなる潤滑物質が環状脂肪酸又は環状脂肪酸塩の分子を介してワイヤ表面と化学的に結合するため、ワイヤ表面とスプリングライナーの内壁部との動摩擦係数を低減することができ、ワイヤ表面の潤滑物質の剥離を防止することができる。
【００２０】
環状構造を構成する炭化水素化合物としては、炭素−炭素の単一結合に限らず、ベンゼン環構造又は二重結合等の不飽和結合を有した構造のものであっても同様な配向作用がある。ベンゼン環構造又は二重結合等の不飽和結合を有した構造の炭化水素化合物としては、例えば、フタル酸誘導体であるフタル酸ジエチルＣ_６Ｈ_４（Ｃ_２Ｈ_５ＯＯＣ）_２、フタル酸ジブチルＣ_６Ｈ_４（Ｃ_４Ｈ_９ＯＯＣ）_２、フタル酸ジオクチルＣ_６Ｈ_４（Ｃ_８Ｈ_１７ＯＯＣ）_２がある。また、環状構造を構成する原子としては、炭素の他に、例えば、酸素、窒素、硫黄又はリン等があり、これらの原子も同様な配向作用がある。これらの原子を有する環状構造を構成する炭化水素化合物としては、例えば、フラン及びその化合物、誘導体がある。更に、環状構造を有していれば環平面がワイヤ表面に平行に配向する。この環を構成する炭素数は３個以上であれば効果を期待できる。
【００２１】
而して、ナフテン酸は石油のナフテン蒸留成分より得られる化合物であり、炭化水素鎖が直鎖のものも利用される頻度が高いが、本発明では五員環又は六員環構造等の環構造を有するナフテン酸又はナフテン酸塩を糊剤として顕著な効果を見出した。不可避的に混入する直鎖状ナフテン酸又はナフテン酸塩を環状ナフテン酸又は環状ナフテン酸塩と同時に使用しても、環状ナフテン酸又は塩の糊剤としての効果に悪影響はなかった。
【００２２】
炭素数が多い直鎖又は側鎖構造を有する高級脂肪酸又は高級脂肪酸塩、例えば、ステアリン酸又はステアリン酸金属塩についても種々実験を試みたが顕著な効果は得られなかった。これは、このような高級脂肪酸又は高級脂肪酸塩は、炭素数が必要以上に長いため、ワイヤ表面に配向し難いためであると考えられる。一方、環状脂肪酸又は環状脂肪酸塩は炭素数が多くても環状の構造をしているため、炭素鎖は見かけ上短くなり、ワイヤ表面に配向しやすくなる。
【００２３】
また、ステアリン酸の金属塩等をワイヤ表面に塗布すると、ワイヤを駆動させる送給ローラで滑りが発生したが、これは、ステアリン酸金属塩のように分子量の大きな脂肪酸金属塩が伸線用潤滑剤として使用されることからも明らかであるように、分子量の大きな脂肪酸金属塩をワイヤ表面に塗布するとワイヤ表面に強固な厚い皮膜が形成されやすいからである。そして、このような高級脂肪酸金属塩の皮膜は自動溶接時又は半自動溶接時に送給ローラで溶接用ワイヤのスリップを誘発させる。
【００２４】
以上のように、環状脂肪酸又は環状脂肪酸塩は、それ自身がすべり性を有しワイヤの送給性を向上させると共に、潤滑物質をワイヤ表面に固定する糊剤として極めて有効であり、ワイヤの送給性を向上させ、長時間に亘る溶接においてもスプリングライナー内部等に詰まりが発生せず、ワイヤの送給が安定して且つ低い送給抵抗で溶接することができる。
【００２５】
このような環状脂肪酸又は環状脂肪酸塩は糊剤として使用するのであるから、理想的には、伸線後のワイヤ表面を洗浄し、環状脂肪酸又は環状脂肪酸塩を塗布した後に、送給用潤滑油及び潤滑性粒子を塗布すべきではあるが、伸線の最終部で伸線潤滑剤として環状脂肪酸又は環状脂肪酸塩を使用することによりこれを塗布してもよい。また、表面処理工程を簡略化するために、環状脂肪酸又は環状脂肪酸塩、潤滑油及び潤滑性粒子を混合して同時に塗布することもできる。更にまた、二硫化モリブデン等の粒子は、一般的に、優れた極圧潤滑剤となるので、二硫化モリブデン等を使用して伸線加工し、その上に環状脂肪酸又は環状脂肪酸塩と潤滑物質との混合物を塗布しても良い。
【００２６】
塗布方法はバフ等を使用して接触式でワイヤ表面に塗布してもよいし、ワイヤを液中に浸漬した後にスキンパスをかけて均一化してもよく、また、静電的に非接触で塗布してもよい。環状脂肪酸又は環状脂肪酸塩、潤滑油及び潤滑性粒子が均一に溶解又は分散液となる場合には、一度に塗布してもよい。均一な溶解分散ができなければ、別々に塗布してもよい。また、環状脂肪酸又は環状脂肪酸塩、潤滑油及び潤滑性粒子からなる液の安定性及び塗布作業の安定性を向上させるため、前記塗布液にグリコール類又はエステル類等の界面活性剤を添加してもよい。
【００２７】
なお、ワイヤ表面に環状脂肪酸又は環状脂肪酸塩がワイヤ１０ｋｇ当たり０．００１乃至２ｇ存在し、ワイヤ表面の環状脂肪酸又は環状脂肪酸塩と潤滑油又は潤滑性粒子との付着物の合計重量がワイヤ１０ｋｇ当たり０．１乃至５ｇであれば、ワイヤの送給性が良好であり、コンジットチューブ等の内部の詰まり量は長時間の溶接を行っても問題ないレベルとなる。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明の実施例に係る溶接用ワイヤを製造し、その特性を比較例と比較た結果について説明する。
【００２９】
先ず、下記表１に示す組成を有する記号Ｍ２の金属外皮（フープ）に、下記表２に示す組成を有する記号Ｆ１及びＦ２の炭素鋼用フラックスを組み合わせて充填して原線とした。そして、これを伸線加工することにより、ワイヤ径が１．２、１．４及び１．６ｍｍである炭素鋼用フラックス入りワイヤを作製した。但し、下記表２に示すように、フラックスは、Ｆｅ粉末の重量％を増減させており、ワイヤ全重量あたりのフラックス重量（フラックス率）が１２及び１４重量％となるように、フープ内部に充填した。
【００３０】
【表１】

【００３１】
【表２】

【００３２】
また、下記表３に示す組成を有する記号Ｂ１及びＢ２の原線を伸線加工することにより、ワイヤ径が０．８乃至１．６ｍｍである炭素鋼用ソリッドワイヤを作製した。
【００３３】
【表３】

【００３４】
更に、下記表４に示す組成を有する記号Ｍ３及びＭ４のフープに、下記表５に示す組成を有する記号Ｆ４のステンレス鋼用フラックスを、組み合わせて充填して原線とした。そして、これを伸線加工することにより、ワイヤ径が１．２乃至１．６ｍｍであるステンレス鋼用フラックス入りワイヤを作製した。但し、フラックスは、ワイヤ全重量あたりのフラックス重量（フラックス率）が１５乃至２５重量％となるように、フープ内部に充填した。
【００３５】
【表４】

【００３６】
【表５】

【００３７】
更にまた、下記表６に示す組成を有する記号Ｂ３乃至Ｂ５の原線を伸線加工することにより、ワイヤ径が０．８乃至１．６ｍｍであるステンレス鋼用ソリッドワイヤを作製した。
【００３８】
【表６】

【００３９】
次に、得られた炭素鋼用フラックス入りワイヤ、炭素鋼用ソリッドワイヤ、ステンレス鋼用フラックス入りワイヤ及びステンレス鋼用ソリッドワイヤのうち、複数本のワイヤを選択し、環状脂肪酸としては安価であり、工業的に最も利用しやすいナフテン酸を選択し、環状脂肪酸塩としてはＫ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｃｓ及びＰｂからなる群から選択された金属を含むナフテン酸金属塩を選択し、これらのナフテン酸又はナフテン酸金属塩等に送給用潤滑油と潤滑性粒子とを混合し、この混合液をワイヤ表面に塗布した。これらの環状脂肪酸に直鎖状の脂肪酸又は塩が少量混入しても、環状脂肪酸又は塩の糊剤としての効果は変わらない。送給用潤滑油としては、動物油、植物油、鉱物油及び合成油からなる群から選択された潤滑油又は混合油を使用し、潤滑性粒子としては二硫化モリブデン、二硫化タングステン及び四弗化エチレンからなる群から選択された潤滑物質又はその混合物を使用した。比較例としては、直鎖構造を有する高級脂肪酸であるステアリン酸Ｋ及びステアリン酸Ｎａを使用してワイヤ表面に塗布した。
【００４０】
なお、ワイヤ表面の環状脂肪酸又は環状脂肪酸塩の存在の有無は、ワイヤを揮発性有機溶媒で洗浄し、この洗浄後の前記溶媒液を核磁気共鳴分析及び質量分析装置等で分析することにより、潤滑油及び潤滑性粒子と環状脂肪酸又は環状脂肪酸塩とを分離することにより、確認した。なお、ナフテン酸及びナフテン酸塩は特有の芳香が有り、ワイヤに微量でも付着しているか否かは臭いによって定性的に判断することができる。このため、ナフテン酸及びナフテン酸塩は製造現場で他の脂肪酸と容易に識別することができ、過って塗布することが防止されるので好ましい。
【００４１】
本実施例においては、ナフテン酸又はナフテン酸金属塩は潤滑油及び潤滑性粒子との混合液又は潤滑油との混合液で塗布した。
【００４２】
その後、自動溶接機にて３０分間の連続溶接を実施し、ワイヤ表面の付着物によるワイヤの送給性に対する影響について調査した。ワイヤの送給性は、送給抵抗、送給抵抗の安定性及びワイヤ表面の付着物等の剥離により生じるスプリングライナー内部の堆積物の詰まり量を調査することにより評価した。
【００４３】
図３は本実施例に使用した自動溶接機を示す模式図である。図３に示すように、溶接用ワイヤが巻回されたスプール１０がその軸を水平にして配置されており、ワイヤを送給する１対の送給ローラ８がスプール１０に隣接して設置されている。この送給ローラ８はワイヤ供給モータ７により回転駆動される。送給ローラ８から繰り出された溶接用ワイヤの水平延長上にコンジットケーブル９が配置されており、このコンジットケーブル９の途中にはターン１２が２つ設けられており、その先端にトーチ１１が設置されている。
【００４４】
この自動溶接機により、スプール１０から供給された溶接用ワイヤは送給ローラ８によって水平に送出され、コンジットケーブル９を介し、２個のターン５を経て、トーチ１１に到達して溶接に供される。
【００４５】
送給抵抗及びコンジットチューブのスプリングライナー内の詰まり量は、コンジットケーブル９の長さを６ｍとし、２個のターン１２の直径を４００ｍｍとして溶接することにより測定した。送給抵抗は溶接時の送給ローラ８がワイヤから受ける送給方向とは逆向きの力（矢印６）で評価し、連続溶接時における送給抵抗の経時的安定性を評価し、スプリングライナー内部の潤滑物質の詰まり量は、３０分間の連続溶接を実施した後のスプリングライナーの重量増加で評価した。
【００４６】
ワイヤの作製条件及びワイヤ表面の付着物等を下記表７に示し、ワイヤの送給性の評価結果を下記表８に示す。なお、下記表８に示す送給抵抗は、抵抗の平均値で、◎は５ｋｇｆ以下、○は５ｋｇｆを超え８ｋｇｆ以下、△は８ｋｇｆを超えるもの、×は送給不能のものである。また、送給抵抗安定性は、抵抗のばらつきで、◎は１ｋｇｆ以下、○は１ｋｇｆを超え２ｋｇｆ以下、△は２ｋｇｆを超え５ｋｇｆ以下、×は５ｋｇｆを超えるものである。また、詰まり量は、◎が０．００２ｇ以下、○は０．００２ｇを超え０．００５ｇ以下、△は０．００５ｇを超え０．０１ｇ以下、×は０．０１ｇ以上である。
【００４７】
【表７】

【００４８】
【表８】

【００４９】
上記表８に示すように、本実施例においては、ワイヤ表面に環状脂肪酸又は環状脂肪酸塩が付着し、潤滑油又は潤滑油及び潤滑性粒子がワイヤ表面に保持付着されているので、ワイヤの送給性が向上すると共に、ワイヤの送給性が安定化し、スプリングライナー内部における潤滑物質の詰まり量を抑制することができた。特に、実施例Ｎｏ．４，６〜８，１０、１１，１４，１６，１７は、ワイヤ表面に環状脂肪酸又は環状脂肪酸塩が０．００１乃至２ｇ存在し、潤滑油及び潤滑性粒子からなる付着物の合計重量がワイヤ１０ｋｇ当たり０．１乃至５ｇであるので、ワイヤの送給性が極めて安定した。
【００５０】
これに対して、比較例Ｎｏ．２２はステアリン酸Ｎａがワイヤ表面と潤滑油とを化学的に結合させることができず、ワイヤの送給が安定せず、スプリングライナー内部に潤滑物質が堆積して詰まりが発生した。比較例Ｎｏ．２３は潤滑性粒子が潤滑油の濡れ性のみに支配されてワイヤ表面に付着しているので、スプリングライナー内部に潤滑物質が堆積して詰まりが発生した。また、比較例Ｎｏ．２４、２５及び２７はステアリン酸Ｋがワイヤ表面と潤滑油とを化学的に結合させることができず、潤滑性粒子が潤滑油の濡れ性のみに支配されてワイヤ表面に付着しているので、スプリングライナー内部に潤滑物質が堆積して詰まりが発生した。またＮｏ２８はステアリン酸Ｃａがワイヤ表面と潤滑油とを化学的に結合させることができず、潤滑性粒子が潤滑油の濡れ性のみに支配されてワイヤ表面に付着しているので、スプリングライナー内部に潤滑物質が堆積して詰まりが発生した。
【００５１】
更に、比較例Ｎｏ．２６は潤滑油がワイヤ表面に塗布されただけであるので、ワイヤの送給が安定せず、ワイヤの送給抵抗及びスプリングライナー内部の詰まり量の抑制が不十分であった。比較例Ｎｏ．２９はステアリン酸Ｎａがワイヤ表面と潤滑油とを化学的に結合させることができず、潤滑性粒子が潤滑油の濡れ性のみに支配されてワイヤ表面に付着しているので、ワイヤの送給の安定性が不十分であり、スプリングライナー内部に潤滑物質が堆積して詰まりが発生した。
【００５２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、五員環又は六員環構造の環構造を有するナフテン酸及び／又は前記ナフテン酸とＬｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｋ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｃｓ、Ｐｂ及びＣｅからなる群から選択された金属との塩の１種又は２種以上のナフテン酸金属塩をワイヤ表面に存在させることにより、潤滑油及び／又は潤滑性粒子からなる潤滑物質をワイヤ表面に化学的に結合させることができ、ワイヤ表面の潤滑物質の剥離を抑制することができ、ワイヤの送給性を向上させ、長時間の溶接においても潤滑物質の詰まりによる不具合が発生せずにワイヤの送給性を安定化させることができる。このようにして、潤滑物質がワイヤ表面に存在することにより、ワイヤの送給安定性が極めて優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ワイヤ表面に配向した環状脂肪酸又は環状脂肪酸塩の潤滑油及び潤滑性粒子を固定する機構を示す模式図であり、（ａ）は無メッキの溶接用ワイヤの場合、（ｂ）はメッキが施されている溶接用ワイヤの場合である。
【図２】環状炭化水素化合物のみがワイヤ表面に存在している状態を示す模式図であり、（ａ）は無メッキの溶接用ワイヤの場合、（ｂ）はメッキが施されている溶接用ワイヤの場合である。
【図３】本発明の実施例に使用した溶接装置の模式図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ；ワイヤ表面
２；メッキ層
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ；環状炭化水素
４ａ、４ｂ；潤滑油
５ａ、５ｂ；潤滑性粒子
６；送給抵抗方向
７；ワイヤ送給モータ
８；ローラ
９；コンジットケーブル
１０；スプール
１１；トーチ
１２；ターン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a welding wire used for automatic welding or semi-automatic welding for carbon steel or stainless steel, and more particularly to a welding wire that can improve the feedability of the wire. The present invention can be applied to both a plated wire that has been plated and a non-plated wire that has not been plated.
[0002]
[Prior art]
When welding is performed automatically or semi-automatically using a welding wire, it is necessary to stably feed the welding wire from the spool or the wire storage pack to the arc welding point. The welding wire passes through the inside of a spring liner such as a conduit cable and is carried to an arc welding location. If the ease of passing the welding wire through the spring liner is defined as the feeding property of the welding wire, the welding wire with good feeding capability can pass a long conduit cable with a small force. It is. In a welding site where a long conduit cable is often used such as in a shipyard, it is essential that the welding wire has good feedability.
[0003]
In welding sites where the welding wire feeding system is harsh, if welding is performed for a long time, plating scraps accumulate inside the feeding roller and spring liner, causing clogging, leading to poor wire feeding. To do. For this reason, conventionally, various lubricating oils having slipperiness have been applied to the wire surface in order to improve the feedability of the welding wire. As described above, as a technique for improving the slipperiness of the wire surface, for example, lubricating oil such as vegetable oil (palm oil) and animal oil (lard) and lubricating substance particles such as graphite and molybdenum disulfide are used on the surface of the welding wire. There has been proposed a welding wire in which the wire feedability is improved by applying the coating on the surface (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 6-285678). When proper amounts of these lubricating oil and lubricating substance particles are applied to the wire surface, the friction coefficient between the wire surface and the inner wall of the spring liner can be reduced, and the wire exhibits excellent lubricity. The feedability can be improved.
[0004]
In addition, a sodium salt or potassium salt of a higher fatty acid such as stearic acid, oleic acid, linoleic acid or linolenic acid having a straight chain or side chain structure with a large number of carbon atoms is attached to the wire surface, and after finish drawing, from above A method for improving the wire feedability by applying lubricating oil (Japanese Patent Laid-Open No. 1-166889) and an oil-based lubricant containing sodium carboxylate or potassium carboxylate is retained and adhered to the wire surface. A method for improving the wire feedability (Japanese Patent Laid-Open No. 2-284922) is known. In these methods, an appropriate amount of an alkali metal salt of a higher fatty acid and a lubricating oil are adhered to the surface of the wire, thereby improving the wire feedability.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, these prior arts have the following drawbacks. First, in the case of a welding wire (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 6-285678) in which the feeding property of the wire is improved by applying a lubricating material comprising lubricating oil, molybdenum disulfide and graphite to the wire surface, this welding is performed. When a welding operation is performed for a long time using a wire for a wire, the lubrication material accumulates on the inner wall portion of the spring liner and clogging occurs, so that the feeding performance of the wire is hindered. . This is due to the fact that the lubricating material easily peels off the wire surface because the lubricating material has no binding properties to the wire surface.
[0006]
On the other hand, a method in which a sodium salt or potassium salt of a higher fatty acid is attached to the wire surface, and after drawing, a lubricating oil is applied from above (Japanese Patent Laid-Open No. 1-166889) and a sodium carboxylate or a potassium carboxylate In the method of adhering the contained oil-based lubricant to the wire surface (Japanese Patent Laid-Open No. 2-284922), when a welding operation is carried out over a long period of time, an alkali metal salt of a higher fatty acid and a lubricating oil are formed inside the spring liner. Is peeled off from the surface of the wire and accumulated, clogging occurs inside the spring liner, and as a result, the feedability of the wire decreases. This is because the bond strength between the wire surface and the lubricating oil is weak because the hydrocarbon chain length of the carboxylate salt is too long. For this reason, the lubricating material easily peels off from the wire surface, and clogging due to this deposit occurs inside the spring liner. Higher fatty acid metal salts are excellent wire drawing lubricants, as represented by sodium stearate, and such higher fatty acid metal salts having a large molecular weight form a strong thick film on the wire surface. Since it is easy, the slipping property of the wire is improved, but there is a possibility that the wire slips in the feeding roller, thereby inducing feeding failure. In particular, in the case of a plated wire, peeling of the plating occurs due to slip.
[0007]
The present invention has been made in view of such a problem, and the wire surface and the lubricating oil for feeding are chemically bonded, and even during long-time welding, the inside of the spring liner or the like is clogged due to the peeling of the lubricating material. It is an object of the present invention to provide a welding wire that can improve the wire feedability without causing problems such as the above, and can stabilize the wire feedability.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The welding wire according to the present invention includes a naphthenic acid having a 5-membered ring structure or a 6-membered ring structure on the wire surface , and / or Li, Na, Mg, Al, K, Ca, Ti, Cr, Mn, Fe. And a metal salt of naphthenic acid composed of one or more of salts of a metal selected from the group consisting of Co, Ni, Cu, Zn, Zr, Sn, Cs, Pb and Ce and the naphthenic acid. And at least one lubricating particle selected from the group consisting of molybdenum disulfide, tungsten disulfide and ethylene tetrafluoride.
[0009]
The total amount of the naphthenic acid and / or naphthenic acid metal salt is preferably 0.001 to 2 g per 10 kg of the wire. Moreover, it is preferable that at least 1 type of lubricating oil selected from the group which consists of animal and vegetable oil, mineral oil, and synthetic oil exists in the said wire surface. Furthermore, it is preferable that 0.1 to 5 g of naphthenic acid and / or naphthenic acid metal salt, the lubricating particles , and the lubricating oil adhere to the surface of the wire per 10 kg of the wire.
[0011]
The present invention can be applied to solid wires for carbon steel or stainless steel, or flux-cored wires for carbon steel or stainless steel.
[0012]
Furthermore , the welding wire of the present invention may have no copper plating on the surface, or may have copper plating on the surface.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In order to reduce the coefficient of dynamic friction between the wire surface and the inner surface of the wire guide in a conduit cable such as a spring liner or Teflon tube, a lubricating oil (animal and vegetable oil) having a melting point (softening point) and viscosity suitable for the use condition of the wire , Mineral oil, synthetic oil and mixed oil thereof) and lubricating particles having slipperiness (such as molybdenum disulfide, tungsten disulfide and ethylene tetrafluoride) must be present on the wire surface (hereinafter referred to as lubrication). Oil and lubricating particles are collectively referred to as lubricating substances). If these lubricants are uniformly attached in an appropriate amount per apparent unit area of the wire surface or per unit weight of the wire, the feedability of the wire immediately after the start of welding is improved. However, if the lubricating material is simply applied physically, that is, if the lubricating material adheres to the wire surface under the control of only the wettability of the lubricating oil, it will take a long time. By welding over, the lubricant easily peels off from the wire surface and clogging easily occurs in the conduit cable. On the contrary, the feeding property is impaired by the lubricating material added to the wire surface in order to improve the feeding property of the wire. In order to prevent the lubricant from peeling off and depositing on the wire surface, the wire surface and the lubricating oil may be chemically bonded.
[0014]
Therefore, as a result of repeated extensive experimental studies by the inventors of the present invention to solve the above problems, when a hydrocarbon compound having a cyclic structure exists between the wire surface and the lubricating oil and the lubricating particles, the wire It has been found that the feedability of the cable is improved and clogging in the conduit cable is suppressed. The hydrocarbon compound having this cyclic structure is easily oriented in a specific direction on the metal surface. That is, the hydrocarbon compound having a cyclic structure is likely to be oriented with the ring plane parallel to the metal surface. In addition, when the hydrocarbon compound having a cyclic structure is a carboxylic acid (hereinafter referred to as cyclic fatty acid) or a carboxylic acid metal salt (hereinafter referred to as cyclic fatty acid salt), the wire surface and the lubricating oil are chemically bonded. Have. In addition, since the hydrocarbon compound having a cyclic structure itself has a slight slip, this hydrocarbon compound has an effect of improving the wire feedability at a location where the lubricating oil is insufficient. Various materials were applied to the surface of the wire and the wire feedability was intensively studied. As a result, the naphthenic acid or metal salt of naphthenic acid having an annular structure that is widely used industrially as a paint dryer and is inexpensive. In addition to being slippery, they have the effect of a glue that fixes the lubricating oil to the wire surface. Since these cyclic fatty acids or cyclic fatty acid salts fix the lubricating oil to the surface of the wire, the lubricating particles (molybdenum disulfide, tungsten disulfide and ethylene tetrafluoride) having slipperiness that are wet with the lubricating oil and exist on the surface of the wire. Etc.) also has the effect of fixing to the wire surface.
[0015]
The mechanism of chemical bonding by such cyclic fatty acids or cyclic fatty acid salts is considered as follows. That is, the cyclic fatty acid or the cyclic fatty acid salt has a property of being oriented in a specific direction on the metal surface. Generally, when a polar carboxyl group is bonded to a metal surface, the hydrocarbon chain is oriented in the normal direction of the metal surface. Further, when the hydrocarbon chain is continuous in a ring shape, the ring plane of the ring structure has a very strong tendency to be oriented parallel to the metal surface. Therefore, rather than the straight chain carboxylic acid or the straight chain carboxylate being simply oriented on the metal surface, it is more like a carboxylic acid having a cyclic structure (cyclic fatty acid) or a carboxylic acid metal salt having a cyclic structure (cyclic fatty acid salt). In addition, by making the ring structure, the bonding force to the metal surface is further strengthened. Thereby, the metal surface is covered with the molecules of cyclic fatty acid or cyclic fatty acid salt very firmly and uniformly. Further, the hydrocarbon chain itself connected to the cyclic structure also has an action of ensuring slipperiness.
[0016]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a mechanism in which a cyclic hydrocarbon compound fixes lubricating oil and lubricating particles to the wire surface. FIG. 1A shows the case of a non-plated welding wire, and FIG. 1B shows the case of a welding wire that has been plated. As shown in FIG. 1 (a), a cyclic hydrocarbon 3a of a cyclic hydrocarbon compound orients a part of the cyclic structure of the atoms parallel to the wire surface on the surface 1a of the non-plated welding wire. And the carboxyl group which is a linear hydrocarbon chain continuing to the cyclic hydrocarbon 3a is oriented outward in the normal direction with respect to the wire surface 1a. The lubricating oil 4a uniformly covers the uniform cyclic hydrocarbon 3a. The cyclic hydrocarbon 3a and the lubricating oil 4a are chemically bonded to each other, and lubricating particles 5a such as molybdenum disulfide are taken in between the cyclic hydrocarbon 3a and the lubricating oil 4a to be stabilized.
[0017]
Further, as shown in FIG. 1B, when the wire is plated, the cyclic hydrocarbon 3b is formed on the surface of the plating layer 2 so that a part of the ring structure is parallel to the wire surface. In the same manner as described above, the cyclic hydrocarbon 3b and the lubricating oil 4b are chemically bonded and the lubricating particles 5b are stabilized so as to be taken in between.
[0018]
FIG. 2 is a schematic diagram showing a state in which only the cyclic hydrocarbon compound is present on the wire surface. 2A shows the case of a non-plated welding wire, and FIG. 2B shows the case of a welding wire that has been plated. As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), even if only a cyclic hydrocarbon compound is present on the wire surface, some slipperiness can be obtained. This is because the straight chain-like hydrocarbon chain connected to the

cyclic hydrocarbon

3c or 3d has a function of ensuring slipperiness.
[0019]
As described above, the cyclic hydrocarbon itself and the linear hydrocarbon chain connected to the cyclic hydrocarbon are oleophilic, and thus are easily compatible with the lubricating oil. For this reason, first, a thin and uniform film of cyclic fatty acid or cyclic fatty acid salt is formed on the surface of the wire, and the lubricating oil is coated thereon. Furthermore, lubricating particles such as molybdenum disulfide are incorporated into the lubricating oil film and stabilized. In this way, the lubricating substance consisting of lubricating oil and / or lubricating particles is chemically bonded to the wire surface via the cyclic fatty acid or the cyclic fatty acid salt molecule, so that dynamic friction between the wire surface and the inner wall portion of the spring liner occurs. The coefficient can be reduced, and peeling of the lubricating material on the wire surface can be prevented.
[0020]
The hydrocarbon compound constituting the cyclic structure is not limited to a carbon-carbon single bond, and even if it has a structure having an unsaturated bond such as a benzene ring structure or a double bond, there is a similar orientation effect. . Examples of the hydrocarbon compound having a structure having an unsaturated bond such as a benzene ring structure or a double bond include diethyl phthalate C ₆ H ₄ (C ₂ H ₅ OOC) ₂ which is a phthalic acid derivative, dibutyl phthalate C ₆ H ₄ (C ₄ H ₉ OOC) ₂ , dioctyl phthalate C ₆ H ₄ (C ₈ H ₁₇ OOC) ₂ . In addition to carbon, the atoms constituting the cyclic structure include, for example, oxygen, nitrogen, sulfur, phosphorus, and the like, and these atoms also have the same alignment action. Examples of the hydrocarbon compound constituting the cyclic structure having these atoms include furan and its compounds and derivatives. Furthermore, if it has a ring structure, the ring plane is oriented parallel to the wire surface. Number of carbon atoms constituting the ring can be expected effect if three or more.
[0021]
Thus, naphthenic acid is a compound obtained from a naphthene distillation component of petroleum, and a hydrocarbon chain having a straight chain is often used. However, in the present invention, a ring having a five-membered ring or a six-membered ring structure is used. A remarkable effect was found by using naphthenic acid or naphthenate having a structure as a paste. Even if linear naphthenic acid or naphthenic acid salt inevitably mixed was used at the same time as cyclic naphthenic acid or cyclic naphthenic acid salt, the effect of cyclic naphthenic acid or salt as a paste was not adversely affected.
[0022]
Various experiments were also attempted on higher fatty acids or higher fatty acid salts having a straight chain or side chain structure having a large number of carbon atoms, such as stearic acid or metal stearate, but no significant effect was obtained. This is considered to be because such higher fatty acids or higher fatty acid salts have a carbon number that is longer than necessary, and are difficult to orient on the wire surface. On the other hand, since the cyclic fatty acid or the cyclic fatty acid salt has a cyclic structure even if it has a large number of carbon atoms, the carbon chain is apparently shortened and easily oriented on the wire surface.
[0023]
In addition, when a metal salt of stearic acid or the like was applied to the wire surface, slippage occurred on the feeding roller that drives the wire. This is because fatty acid metal salts having a large molecular weight such as stearic acid metal salts are lubricated for wire drawing. As is clear from the fact that it is used as an agent, when a fatty acid metal salt having a large molecular weight is applied to the wire surface, a strong thick film is likely to be formed on the wire surface. The higher fatty acid metal salt film induces slipping of the welding wire by the feed roller during automatic welding or semi-automatic welding.
[0024]
As described above, the cyclic fatty acid or the cyclic fatty acid salt itself is slippery and improves the feedability of the wire, and is extremely effective as a glue for fixing the lubricating substance to the wire surface. The feedability is improved, clogging does not occur inside the spring liner even during long-time welding, and the wire feeding is stable and welding can be performed with a low feeding resistance.
[0025]
Since such a cyclic fatty acid or a cyclic fatty acid salt is used as a paste, ideally, after the wire surface after drawing is washed and coated with the cyclic fatty acid or the cyclic fatty acid salt, the lubricating oil for feeding is used. And the lubricating particles should be applied, but this may be applied by using a cyclic fatty acid or a cyclic fatty acid salt as a drawing lubricant at the end of the drawing. Moreover, in order to simplify a surface treatment process, a cyclic fatty acid or cyclic fatty acid salt, lubricating oil, and lubricating particle can also be mixed and apply | coated simultaneously. Furthermore, since particles such as molybdenum disulfide are generally excellent extreme pressure lubricants, wire drawing is performed using molybdenum disulfide or the like, and a cyclic fatty acid or a cyclic fatty acid salt and a lubricant are formed thereon. You may apply the mixture.
[0026]
The coating method may be applied to the surface of the wire in a contact manner using a buff, etc., may be made uniform by applying a skin pass after the wire is immersed in the liquid, and applied electrostatically in a non-contact manner. May be. When the cyclic fatty acid or cyclic fatty acid salt, lubricating oil and lubricating particles are uniformly dissolved or dispersed, they may be applied at once. If uniform dissolution and dispersion are not possible, they may be applied separately. Further, in order to improve the stability of the liquid composed of cyclic fatty acid or cyclic fatty acid salt, lubricating oil and lubricating particles and the stability of the coating operation, a surfactant such as glycols or esters is added to the coating liquid. Also good.
[0027]
Note that 0.001 to 2 g of cyclic fatty acid or cyclic fatty acid salt is present on the surface of the wire per 10 kg of wire, and the total weight of the deposits of cyclic fatty acid or cyclic fatty acid salt and lubricating oil or lubricating particles on the surface of the wire is per 10 kg of wire. If it is 0.1 to 5 g, the feeding property of the wire is good, and the amount of clogging inside the conduit tube or the like is at a level where there is no problem even if long-time welding is performed.
[0028]
【Example】
Hereinafter, the welding wire which concerns on the Example of this invention is manufactured, and the result of having compared the characteristic with the comparative example is demonstrated.
[0029]
First, the metal tube Symbol M 2 having the composition shown in Table 1 (hoop) and the original line by filling a combination of carbon steel flux symbols F1 and F2 having the composition shown in Table 2. And this was wire-drawn to produce a flux cored wire for carbon steel having wire diameters of 1.2, 1.4 and 1.6 mm. However, as shown in Table 2 below, the flux increases or decreases the weight percentage of the Fe powder, and the inside of the hoop is filled so that the flux weight (flux rate) per wire total weight is 12 and 14 weight%. did.
[0030]
[Table 1]

[0031]
[Table 2]

[0032]
Moreover, the solid wire for carbon steel whose wire diameter is 0.8 thru | or 1.6 mm was produced by drawing the original wire of the symbols B1 and B2 which have a composition shown in the following Table 3.
[0033]
[Table 3]

[0034]
Further, the hoop symbol M3 and M4 having the composition shown in Table 4, the stainless steel flux as Symbol F 4 having the composition shown in Table 5, and the original line by filling in combination. And this was wire-drawn to produce a flux cored wire for stainless steel having a wire diameter of 1.2 to 1.6 mm. However, the flux was filled in the hoop so that the flux weight (flux rate) per total weight of the wire was 15 to 25% by weight.
[0035]
[Table 4]

[0036]
[Table 5]

[0037]
Furthermore, a solid wire for stainless steel having a wire diameter of 0.8 to 1.6 mm was produced by drawing the original wires of symbols B3 to B5 having the composition shown in Table 6 below.
[0038]
[Table 6]

[0039]
Next, among the obtained carbon steel flux cored wire, carbon steel solid wire, stainless steel flux cored wire and stainless steel solid wire, a plurality of wires are selected, and the cyclic fatty acid is inexpensive, Select naphthenic acid that is most easily used industrially, and select a naphthenic acid metal salt containing a metal selected from the group consisting of K, Mn, Fe, Co, Cu, Sn, Cs and Pb as the cyclic fatty acid salt. , by mixing the feed for the lubricating oil and lubricating particles in these naphthenic acid or naphthenic acid metal salts, etc., and applying the mixture on the wire surface. Even if a small amount of linear fatty acid or salt is mixed in these cyclic fatty acids, the effect of the cyclic fatty acid or salt as a paste is not changed. As the lubricating oil for supply, a lubricating oil or mixed oil selected from the group consisting of animal oil, vegetable oil, mineral oil and synthetic oil is used, and as the lubricating particles, molybdenum disulfide, tungsten disulfide and tetrafluoroethylene are used. A lubricating material selected from the group consisting of or a mixture thereof was used. As a comparative example, stearic acid K and Na stearate, which are higher fatty acids having a straight chain structure, were applied to the wire surface.
[0040]
The presence or absence of cyclic fatty acid or cyclic fatty acid salt on the surface of the wire is obtained by washing the wire with a volatile organic solvent and analyzing the solvent solution after washing with a nuclear magnetic resonance analyzer, a mass spectrometer, or the like. It confirmed by isolate | separating lubricating oil and lubricating particle | grains, and a cyclic fatty acid or cyclic fatty acid salt. Naphthenic acid and naphthenic acid salt have a unique fragrance, and it can be qualitatively determined by smell whether or not they are attached to the wire even in a minute amount. For this reason, naphthenic acid and naphthenic acid salts are preferable because they can be easily distinguished from other fatty acids at the production site and are prevented from being applied excessively.
[0041]
In this example, naphthenic acid or naphthenic acid metal salt was applied in a mixed solution with a lubricating oil and lubricating particles or a mixed solution with a lubricating oil.
[0042]
Then, continuous welding for 30 minutes was implemented with the automatic welding machine, and the influence with respect to the feedability of the wire by the deposit | attachment of a wire surface was investigated. The feedability of the wire was evaluated by investigating the clogging amount of the deposit inside the spring liner caused by the feeding resistance, the stability of the feeding resistance, and the peeling of the deposit on the wire surface.
[0043]
FIG. 3 is a schematic view showing the automatic welding machine used in this example. As shown in FIG. 3, a spool 10 around which a welding wire is wound is disposed with its axis horizontal, and a pair of feed rollers 8 for feeding the wire are installed adjacent to the spool 10. ing. The feed roller 8 is rotationally driven by a wire supply motor 7. A conduit cable 9 is arranged on the horizontal extension of the welding wire fed out from the feed roller 8. Two turns 12 are provided in the middle of the conduit cable 9, and a torch 11 is installed at the tip thereof. Has been.
[0044]
By this automatic welding machine, the welding wire supplied from the spool 10 is fed horizontally by the feeding roller 8 and reaches the torch 11 via the conduit cable 9 through two turns 5 and is used for welding. The
[0045]
The feed resistance and the amount of clogging in the spring liner of the conduit tube were measured by welding with the length of the conduit cable 9 being 6 m and the diameter of the two turns 12 being 400 mm. The feeding resistance is evaluated by the force (arrow 6) opposite to the feeding direction received from the wire by the feeding roller 8 during welding, and the temporal stability of the feeding resistance during continuous welding is evaluated. The amount of internal lubricant clogging was evaluated by the weight increase of the spring liner after 30 minutes of continuous welding.
[0046]
The production conditions of the wires and the deposits on the wire surface are shown in Table 7 below, and the evaluation results of the wire feedability are shown in Table 8 below. In addition, the feeding resistance shown in the following Table 8 is an average resistance value, ◎ is 5 kgf or less, ◯ is more than 5 kgf and 8 kgf or less, Δ is more than 8 kgf, and × is unfeedable. Further, the stability of the feeding resistance is a variation in resistance, where ◎ is 1 kgf or less, ◯ is over 1 kgf and 2 kgf or less, Δ is over 2 kgf and under 5 kgf, and x is over 5 kgf. The clogging amount is 0.002 g or less, ◯ is more than 0.002 g and 0.005 g or less, Δ is more than 0.005 g and 0.01 g or less, and x is 0.01 g or more.
[0047]
[Table 7]

[0048]
[Table 8]

[0049]
As shown in Table 8 above, in this embodiment, the cyclic fatty acid or the cyclic fatty acid salt is adhered to the surface of the wire, and the lubricating oil or lubricating oil and the lubricating particles are retained and adhered to the surface of the wire. The feedability was improved, the wire feedability was stabilized, and the amount of clogging of the lubricating substance inside the spring liner could be suppressed. In particular, Example No. 4,6-8,10,11,14,16,17 have 0.001 to 2g of cyclic fatty acid or cyclic fatty acid salt present on the wire surface, and the total weight of the deposit consisting of lubricating oil and lubricating particles is the wire. Since it is 0.1 to 5 g per 10 kg, the wire feeding performance is extremely stable.
[0050]
In contrast, Comparative Example No. In No. 22, Na stearate could not chemically bond the wire surface and the lubricating oil, the wire feeding was not stable, and a lubricating substance was deposited inside the spring liner, resulting in clogging. Comparative Example No. In No. 23, since the lubricating particles are governed only by the wettability of the lubricating oil and adhere to the wire surface, the lubricating substance is deposited inside the spring liner, causing clogging. Comparative Example No. 24, 25, and 27, stearic acid K cannot chemically bond the wire surface and the lubricating oil, and the lubricating particles are governed only by the wettability of the lubricating oil and adhere to the wire surface. Clogging occurred due to the accumulation of lubricant inside the spring liner. In No. 28, the stearic acid Ca cannot chemically bond the wire surface and the lubricating oil, and the lubricating particles adhere to the wire surface only by the wettability of the lubricating oil. Clogging occurred due to the accumulation of lubricating material.
[0051]
Further, Comparative Example No. In No. 26, since the lubricating oil was only applied to the wire surface, the wire feeding was not stable, and the wire feeding resistance and the amount of clogging inside the spring liner were insufficient. Comparative Example No. In No. 29, Na stearate cannot chemically bond the wire surface and the lubricating oil, and the lubricating particles adhere to the wire surface only by the wettability of the lubricating oil. Insufficient stability was observed, and a lubricant was deposited inside the spring liner, resulting in clogging.
[0052]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, naphthenic acid having a 5-membered ring structure or a 6-membered ring structure and / or the naphthenic acid and Li, Na, Mg, Al, K, Ca, Ti, Cr , Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Zr, Sn, Cs, Pb and Ce, one or more metal salts of naphthenic acid present on the wire surface By doing so, a lubricating substance consisting of lubricating oil and / or lubricating particles can be chemically bonded to the wire surface, the peeling of the lubricating substance on the wire surface can be suppressed, and the wire feedability is improved. Thus, the wire feedability can be stabilized without causing problems due to clogging of the lubricating substance even during long-time welding. Thus, the lubrication substance is present on the surface of the wire, so that the feeding stability of the wire is extremely excellent.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a mechanism for fixing a lubricating oil and lubricating particles of a cyclic fatty acid or a cyclic fatty acid salt oriented on the wire surface, (a) is a non-plated welding wire, (b) is This is the case of a welding wire that has been plated.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a state in which only a cyclic hydrocarbon compound is present on the wire surface, where (a) is a non-plated welding wire and (b) is a plated one for welding. This is the case with wires.
FIG. 3 is a schematic view of a welding apparatus used in an example of the present invention.
[Explanation of symbols]
1a, 1b, 1c, 1d; wire surface 2; plating

layers

3a, 3b, 3c, 3d; cyclic hydrocarbons 4a, 4b; lubricating

oil

5a, 5b; lubricating particles 6; feed resistance direction 7; 8; Roller 9; Conduit cable 10; Spool 11; Torch 12; Turn

Claims

Naphthenic acid having a five-membered or six-membered ring structure on the wire surface , and / or Li, Na, Mg, Al, K, Ca, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, There is a metal salt of naphthenic acid consisting of one or more of a salt of a metal selected from the group consisting of Zr, Sn, Cs, Pb and Ce and the naphthenic acid, molybdenum disulfide, tungsten disulfide and A welding wire characterized by the presence of at least one lubricating particle selected from the group consisting of ethylene tetrafluoride.

2. The welding wire according to claim 1, wherein 0.001 to 2 g of naphthenic acid and / or naphthenic acid metal salt is adhered to the surface of the wire per 10 kg of the wire.

The welding wire according to claim 1, wherein at least one type of lubricating oil selected from the group consisting of animal and vegetable oils, mineral oils and synthetic oils is present on the surface of the wires.

Welding according to claim 3, wherein the naphthenic and / or naphthenic acid metal salts, in the lubricating particles and the lubricating oil amount, attached wire 10kg per 0.1 to 5g surface of the wire For wire.

The welding wire according to any one of claims 1 to 4 , wherein the welding wire is a solid wire for carbon steel or stainless steel.

The welding wire according to any one of claims 1 to 4, wherein the welding wire is a flux-cored wire for carbon steel or stainless steel.

The welding wire according to claim 5 or 6 , wherein the surface has no copper plating.

The welding wire according to claim 5 or 6 , wherein the surface has copper plating.