JP5016545B2 - ソリッドワイヤの製造方法 - Google Patents
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Description
したがって、特許文献7または特許文献8の溶接用ワイヤでは、アーク溶接において、スパッタの発生を低減できず、溶接作業性が悪化するという問題が解決できない。
図1、図2に示すように、ソリッドワイヤ(以下、ワイヤと称することがある)1は、素線1a、1bからなり、素線1a、1b中の表面近傍にアルカリ金属(例えば、K+Na+Li)が含浸したアルカリ金属含浸部3を有する。なお、図示しないが、ワイヤ1は、その最表面、すなわち、アルカリ金属含浸部3の上にCu等からなるめっき層を有してもよい。
素線1a、1bは、鋼合金からなるものであれば、その組成は特に限定されないが、C:0.01〜0.12質量%、Si:0.2〜1.2質量%、Mn:0.5〜2.5質量%、P:0.03質量%以下、S:0.001〜0.03質量%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物であることが好ましい。
アルカリ金属含浸部3は、素線1a、1b中の表面近傍に形成された、2種類以上のアルカリ金属が含浸した領域である。ここで、アルカリ金属としては、素線1a、1bへの含浸速度が速い点、または、工業的に安価である点を考慮して、K、NaまたはLiが好ましい。また、アルカリ金属含浸部3の深さは、ワイヤ径(素線径)にもよるが、例えば、5〜30μmである。
次に、本発明に係るソリッドワイヤの製造方法について、図3(a)、(b)、図4を参照して詳細に説明する。図3(a)、(b)はソリッドワイヤの製造方法を示す工程図、図4は、ソリッドワイヤの製造において、アルカリ金属含浸部が形成される過程を模式的に示す説明図である。なお、ワイヤの構成については、図1(a)、(b)、図2を参照して説明する。
塗布工程S1は、鋼合金材から作製された素線1aを用いて、素線1aの表面に2種類以上のアルカリ金属炭酸塩の混合物を塗布する工程である。
焼鈍工程S2は、前記塗布工程S1において、2種類以上のアルカリ金属炭酸塩の混合物が塗布された素線1aに630〜1000℃の焼鈍温度で軟化焼鈍を施す工程である。ここで、焼鈍温度が630℃未満であると、素線1aが軟化せず、次工程(伸線加工工程S3)における伸線加工が困難となる。また、焼鈍温度が1000℃を超えると、軟化状態が飽和すると共に、経済的とはいえなくなる。また、焼鈍時間については、素線1aが十分に軟化するのに必要な時間を、焼鈍温度に応じて、適宜設定し、例えば、焼鈍温度が830℃のとき、焼鈍時間は30分である。
伸線加工工程S3は、前記焼鈍工程S2で軟化焼鈍された素線1aに1回以上の伸線加工を施してワイヤ1を作製する工程である。すなわち、素線径(5〜9mm)を所定のワイヤ径(1〜8mm)まで縮径する工程である。また、伸線加工の回数は、素線径とワイヤ径とによって、適宜設定する。なお、伸線加工は、乾式または湿式孔ダイス等を用いた従来公知の加工方法で行う。
第1伸線加工工程S1aは、鋼合金材から作製された素線1aに1回以上の伸線加工を施して所定径の素線1bを作製する工程である。すなわち、素線径を、例えば、5〜9mmから2〜3mmまで縮径する工程である。また、縮径率、および、伸線加工の回数については、ワイヤ1の製造における作業効率を考慮して適宜設定する。なお、伸線加工は、乾式または湿式孔ダイス等を用いた従来公知の加工方法で行う。また、素線1aの作製方法は前記第1の製造方法と同様である。
塗布工程S2aにおいて、アルカリ金属炭酸塩の混合物を塗布する素線として、前記第1伸線加工工程S1aで作製された素線1bを使用すること、焼鈍工程S3aにおいて、混合物が塗布された素線として、素線1bを使用すること以外は、前記第1の製造方法(塗布工程S1、焼鈍工程S2)と同様であるので、説明を省略する。
前記焼鈍工程S3aで軟化焼鈍された素線1bに1回以上の伸線加工を施してワイヤ1を作製する工程である。すなわち、素線径(2〜3mm)を所定のワイヤ径(1〜2mm)まで縮径する工程である。また、伸線加工の回数については、素線径とワイヤ径とによって、適宜設定する。なお、伸線加工は、乾式または湿式孔ダイス等を用いた従来公知の加工方法で行う。
(実施例(No.1〜12))
鋼合金(C:0.04質量%、Si:0.8質量%、Mn:1.2質量%、P:0.010質量%、S:0.010質量%、Ti:0.24質量%、残部がFeおよび不可避的不純物)を用いて、溶解、鋳造、熱間圧延にてφ5.5mmのソリッドワイヤ用の素線を作製した。そして、素線を乾式孔ダイスでφ2.4mmまで伸線加工した(伸線加工工程)。次に、この伸線加工された素線に、表1に示す混合量で混合された2種類以上のアルカル金属炭酸塩の混合物を塗布した(塗布工程)。そして、混合物が塗布された素線に、830℃×30分の軟化焼鈍を施した(焼鈍工程)。次に、軟化焼鈍された素線を乾式孔ダイスでφ1.2mmまで伸線加工して、ソリッドワイヤを作製した(伸線加工工程)。
比較例(No.13〜16)は、1種類のアルカリ金属炭酸塩を使用すること以外は実施例(No.1またはNo.2)と同様にして、ソリッドワイヤを作製した。また、比較例(No.17〜18)は、600℃×30分の軟化焼鈍を施すこと以外は実施例(No.7またはNo.8)と同様にして、ソリッドワイヤを作製した。
ソリッドワイヤを半径30mmのローラに沿う形で曲げ、その後、戻す加工(曲げ戻し加工)を4回繰り返し行った。
・供試鋼板:JIS G 3106 SM490B
・シールドガス:100%CO2(流量20リットル/min)
・溶接電流:280A
・溶接電圧:32V
・溶接速度:40cm/min
・ワイヤ突き出し長さ:25mm
・溶接極性:DCEP
・溶接姿勢:下向きビードオンプレート溶接
1a、1b 素線
2 溶融塩層
3 アルカリ金属含浸部
S1 塗布工程
S2 焼鈍工程
S3 伸線加工工程
S1a 第1伸線加工工程
S2a 塗布工程
S3a 焼鈍工程
S4a 第2伸線加工工程
Claims (2)
- 鋼合金材から作製された素線を用いて、前記素線の表面に2種類以上のアルカリ金属炭酸塩の混合物を塗布する塗布工程と、
前記混合物が塗布された素線に630〜1000℃の焼鈍温度で軟化焼鈍を施す焼鈍工程と、
前記焼鈍工程で軟化焼鈍された素線に1回以上の伸線加工を施してワイヤを作製する伸線加工工程とを含み、かつ、
前記塗布工程における混合物の融点が、前記焼鈍工程における焼鈍温度未満であることを特徴とするソリッドワイヤの製造方法。 - 鋼合金材から作製された素線を用いて、前記素線に1回以上の伸線加工を施して所定径の素線を作製する第1伸線加工工程と、
前記第1伸線加工工程で作製された素線の表面に2種類以上のアルカリ金属炭酸塩の混合物を塗布する塗布工程と、
前記混合物が塗布された素線に630〜1000℃の焼鈍温度で軟化焼鈍を施す焼鈍工程と、
前記焼鈍工程で軟化焼鈍された素線に1回以上の伸線加工を施してワイヤを作製する第2伸線加工工程とを含み、かつ、
前記塗布工程における混合物の融点が、前記焼鈍工程における焼鈍温度未満であることを特徴とするソリッドワイヤの製造方法。
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