JP5064932B2 - Copper plated wire for gas shielded arc welding - Google Patents
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Description
本発明は、ワイヤ送給性に優れた全自動および半自動溶接用フラックス入りワイヤ、ソリッドワイヤ等のガスシールドアーク溶接用銅めっきワイヤに関する。 The present invention relates to a copper-plated wire for gas shielded arc welding such as a flux-cored wire and a solid wire for full-automatic and semi-automatic welding excellent in wire feedability.
一般にガスシールドアーク溶接には、細径(0.8〜1.6mm)の溶接用ワイヤが使用される。ガスシールドアーク溶接用ワイヤはスプールに巻かれた、あるいはペールパックに装填された形態で溶接に供せられる。このガスシールドアーク溶接用ワイヤの使用に際しては、送給機の送給ローラによりスプールあるいはペールパックからワイヤを引き出すとともに後続するコンジットケーブルに内包されたライナ内に押し込み、このライナを経由して、コンジットケーブル先端に取り付けられた溶接トーチ内の給電チップまで送給する方式が採用されている。ワイヤはこの給電チップと被溶接材間で電圧を印加されてアーク溶接が行われる。 Generally, for gas shielded arc welding, a welding wire having a small diameter (0.8 to 1.6 mm) is used. The wire for gas shielded arc welding is used for welding in a form wound on a spool or loaded in a pail pack. When using this wire for gas shielded arc welding, the wire is pulled out from the spool or pail pack by the feeding roller of the feeder and pushed into the liner contained in the subsequent conduit cable. A method of feeding to a power feed tip in a welding torch attached to the end of the cable is adopted. The wire is subjected to arc welding by applying a voltage between the power supply tip and the material to be welded.
ここで使用されるライナは鋼線をスパイラル状にして形成したフレキシブルなガイド管であり、その長さは通常3〜6m程度であるが広域の溶接を行う場合には10〜20mの長尺なものとなり、溶接個所までの距離に合わせて選択使用される。この方式によれば、造船現場等の溶接個所が狭隘な、あるいは高低差がある場所でも、コンジットケーブル(ライナ)を沿わすことにより比較的容易に溶接が行える利点がある。 The liner used here is a flexible guide tube formed by spiraling a steel wire, and its length is usually about 3 to 6 m, but it is 10 to 20 m long when welding over a wide area. It is selected and used according to the distance to the weld. According to this method, there is an advantage that welding can be relatively easily performed along the conduit cable (liner) even in a place where the welding site is narrow or has a height difference.
ところが、使用時に次のような問題が生じることがあり、その解決を求められている。安定した溶接を行うためには、ガスシールドアーク溶接用ワイヤを決められた一定の速度で溶接部に供給すること、つまりワイヤ送給性が良好であることが必要となる。ワイヤは送給ローラの送給力によってライナ内に押し込まれ、一方、ライナ内面からは接触摩擦による送給抵抗を受ける。このとき、ライナが直線状態に近い比較的優しい使用環境化の場合には、送給抵抗はそれほど大きくならず、ワイヤ送給性に問題は生じないが屈曲個所が多く、屈曲半径(曲率半径)が小さく、あるいはライナが長尺化した場合等の過酷な使用環境下の場合には、送給抵抗が増加し送給力とのバランスが崩れ、ワイヤ送給性が悪化する。 However, the following problems may occur at the time of use, and the solution is demanded. In order to perform stable welding, it is necessary that the gas shielded arc welding wire is supplied to the welded portion at a predetermined speed, that is, the wire feedability is good. The wire is pushed into the liner by the feeding force of the feeding roller, while receiving resistance due to contact friction from the inner surface of the liner. At this time, when the liner is used in a relatively gentle use environment close to a straight line, the feeding resistance is not so large, and there is no problem in the wire feeding property, but there are many bent portions, and the bending radius (curvature radius) In a severe use environment such as when the liner is long or the liner is lengthened, the feeding resistance increases, the balance with the feeding force is lost, and the wire feeding performance deteriorates.
ガスシールドアーク溶接用銅めっきワイヤの送給性を向上させる方法としては、ワイヤ表面に滑り性が良好な潤滑剤を塗布することが重要である。その潤滑剤として、特開平7−97583号公報(特許文献1)および特開平8−155671号公報(特許文献2)に記載されているように炭化水素系鉱物油、動物油および植物油をワイヤ表面に塗布してワイヤ送給性を向上した技術の開示がある。しかし、これらの潤滑油を塗布したワイヤでは、長尺のライナを使用し屈曲箇所の多い場合の溶接においては送給抵抗が大きく、ワイヤ送給性が不良でアークが非常に不安定であった。 As a method for improving the feedability of the copper-plated wire for gas shielded arc welding, it is important to apply a lubricant having good slipperiness to the wire surface. As the lubricant, hydrocarbon mineral oil, animal oil and vegetable oil are applied to the wire surface as described in JP-A-7-97583 (Patent Document 1) and JP-A-8-155671 (Patent Document 2). There is a disclosure of a technique that improves the wire feedability by coating. However, with wires coated with these lubricants, a long liner was used and welding with many bent parts had high feeding resistance, poor wire feeding performance, and arc was very unstable. .
また、特開2004−34131号公報(特許文献3)には、植物油、動物油、鉱物油および合成油からなる群から選択された1種以上で構成される基油に、MoS2、WS2、黒鉛、PTFEの単体あるいは1種以上の混合物を主成分とする固体潤滑剤を複合させた送給潤滑剤をワイヤ長手および周方向に均一塗布したガスシールドアーク溶接用ワイヤが、特開2003−225794号公報(特許文献4)には、ワイヤ表面下層部にMoS2、BN、ワックス、K化合物および銅粉を有し、上層部に脂肪酸エステルおよび/または潤滑剤を有するガスシールドアーク溶接用ワイヤが開示されている。 JP-A-2004-34131 (Patent Document 3) discloses a base oil composed of one or more selected from the group consisting of vegetable oils, animal oils, mineral oils and synthetic oils to MoS 2 , WS 2 , A gas shielded arc welding wire in which a feed lubricant in which a solid lubricant composed mainly of graphite and PTFE or a mixture of at least one kind of main component is uniformly applied in the wire longitudinal and circumferential directions is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-225794. (Patent Document 4) discloses a gas shielded arc welding wire having MoS 2 , BN, wax, K compound and copper powder in the lower layer portion of the wire surface and fatty acid ester and / or lubricant in the upper layer portion. It is disclosed.
これら固体潤滑剤を含む溶接用ワイヤは、特にライナ内入口側でのライナとの接触によりワイヤ表面から脱落しやすく、長尺のライナの場合溶接トーチ近傍においてワイヤ表面の潤滑剤付着量が少なくなって送給抵抗が大きくなる。さらに脱落した固体潤滑剤、ライナとの摩擦によって削られた銅めっき粉、Fe粉およびワイヤとの摩擦によって削られたライナ表面のZn粉、Fe粉などがライナ内で堆積するため、長期間溶接すると徐々にワイヤ送給性が劣化し、アークが不安定になるという問題もある。
本発明は、長尺のライナを使用し、かつ屈曲箇所の多い場合においても短時間から長時間の溶接に至るまで良好なワイヤ送給性およびアークが安定した溶接を行うことができるガスシールドアーク溶接用銅めっきワイヤを提供することを目的とする。 The present invention is a gas shielded arc that uses a long liner and has good wire feedability and stable arc welding from short time to long time welding even when there are many bent parts. It aims at providing the copper plating wire for welding.
本発明の要旨とするところは、ガスシールドアーク溶接用銅めっきワイヤ表面に油脂またはエステルの1種以上の基油に硫黄含有量が5〜20質量%の硫化油脂、硫化エステル、硫化脂肪酸または硫化オレフィンの1種または2種以上を15〜65質量%、二硫化モリブデンを8〜30質量%、油溶性高分子化合物の1種以上を5〜15質量%含有し、その他不可避不純物からなる送給潤滑剤がワイヤ10kg当たり0.5〜3.0g付着していることを特徴とする。 The gist of the present invention is that the surface of the copper-plated wire for gas shielded arc welding is one or more base oils of fats or esters, sulfurized fats and oils, sulfurized esters, sulfurized fatty acids or sulfides having a sulfur content of 5 to 20% by mass. Containing 15 to 65% by mass of one or more olefins, 8 to 30% by mass of molybdenum disulfide, 5 to 15% by mass of one or more oil-soluble polymer compounds, and other unavoidable impurities It is characterized in that 0.5 to 3.0 g of lubricant is adhered per 10 kg of wire.
また、硫化油脂、硫化エステル、硫化脂肪酸または硫化オレフィンは、ASTM D1662に基づいて測定した150℃における活性硫黄分が4質量%以下であることを特徴とする。さらに、送給潤滑剤にリン酸エステル、アルキルホスホン酸誘導体またはレシチンの1種または2種以上を1〜10質量%含むことも特徴とするガスシールドアーク溶接用銅めっきワイヤにある。 In addition, sulfurized fats and oils, sulfurized esters, sulfurized fatty acids or sulfurized olefins are characterized in that the active sulfur content at 150 ° C. measured based on ASTM D1662 is 4% by mass or less. Further, the present invention provides the copper plating wire for gas shielded arc welding, wherein the feed lubricant contains 1 to 10% by mass of one or more of phosphate ester, alkylphosphonic acid derivative or lecithin.
本発明のガスシールドアーク溶接用銅めっきワイヤによれば、長尺のライナを使用し、かつ屈曲箇所の多い場合の溶接においても給電チップでの通電が安定し、さらに短時間から長時間に至る溶接でも良好なワイヤ送給性およびアークが安定した溶接が可能となる。 According to the copper-plated wire for gas shielded arc welding of the present invention, even when welding is performed when a long liner is used and there are a large number of bent portions, the energization with the power feeding tip is stable, and further, it takes a short time to a long time. Even with welding, good wire feedability and welding with stable arcs are possible.
本発明者らは、前記課題を解決するためにガスシールドアーク溶接用銅めっきワイヤ表面に塗布する送給潤滑剤について種々検討した。その結果、ワイヤ表面に、油脂またはエステルの1種以上の基油に硫黄を適量含んだ硫化油脂、硫化エステル、硫化脂肪酸または硫化オレフィンと二硫化モリブデンおよび油溶性高分子化合物を適量含んだ送給潤滑剤を塗布することにより、ライナの長さおよび屈曲に関係なく、短時間から長時間に至る溶接においても良好なワイヤ送給性およびアークが安定した溶接ができることを見出した。さらに、前記潤滑剤にリン酸エステル、アルキルホスホン酸誘導体またはレシチンの1種以上を含むことにより、さらに良好なワイヤ送給性が発揮できることも見出した。以下、本発明の内容を詳細に説明する。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have conducted various studies on a feed lubricant applied to the surface of a copper plating wire for gas shielded arc welding. As a result, the wire surface is supplied with an appropriate amount of sulfurized fat, sulfurized ester, sulfurized fatty acid or sulfurized olefin, molybdenum disulfide and oil-soluble polymer compound containing an appropriate amount of sulfur in one or more base oils of fats or esters. It has been found that by applying a lubricant, good wire feedability and arc-stable welding can be achieved in welding from a short time to a long time regardless of the length and bending of the liner. Furthermore, it has also been found that by including at least one of phosphoric acid ester, alkylphosphonic acid derivative or lecithin in the lubricant, a better wire feeding property can be exhibited. Hereinafter, the contents of the present invention will be described in detail.
油脂またはエステルの1種以上の基油に硫黄含有量が5〜20質量%の硫化油脂、硫化エステル、硫化脂肪酸または硫化オレフィンの1種または2種以上を含有させることにより、これらの硫黄成分がワイヤ表面に化学吸着して潤滑膜を形成する。化学吸着した潤滑膜は、ワイヤ表面との化学結合で形成されており、ファンデルワールス力で形成される動植物油および鉱物油での物理吸着よりも結合力が強く、特に長時間溶接した場合のライナが高温になるほど結合力が強くなってワイヤ表面とライナとの摩擦係数を低くしてワイヤ送給性が良好となる。 By incorporating one or more kinds of sulfurized fats and oils, sulfurized esters, sulfurized fatty acids or sulfurized olefins having a sulfur content of 5 to 20% by mass into one or more base oils of fats or esters, these sulfur components are contained. Lubricating film is formed by chemical adsorption on the wire surface. The chemically adsorbed lubricating film is formed by chemical bonding with the wire surface, and has stronger bonding force than physical adsorption with animal and vegetable oils and mineral oils formed by van der Waals force, especially when welding for a long time. The higher the temperature of the liner, the stronger the bonding force and the lower the coefficient of friction between the wire surface and the liner and the better the wire feedability.
硫化油脂、硫化エステル、硫化脂肪酸または硫化オレフィンの硫黄含有量が5質量%未満の場合、送給潤滑剤のワイヤ表面への吸着力が弱く送給抵抗の増加抑制効果が認められず、ワイヤ送給性改善は望めない。一方、20質量%を超えると、ワイヤ表面の銅めっきと硫黄が反応して硫化銅を生成してワイヤ表面が変色すると共にチップ部での通電性が不良となってアークが不安定になる。さらに、溶接金属に硫黄が歩留り高温割れ性や衝撃靭性を劣化させる。 When the sulfur content of sulfurized fats and oils, sulfurized esters, sulfurized fatty acids or sulfurized olefins is less than 5% by mass, the adsorbing force of the feed lubricant to the wire surface is weak and the effect of suppressing the increase in feed resistance is not observed, and the wire feed Improve payability. On the other hand, if it exceeds 20% by mass, copper plating on the wire surface and sulfur react to produce copper sulfide, discoloring the wire surface, and the electric conductivity at the tip portion becomes poor, making the arc unstable. In addition, sulfur in the weld metal yields and degrades hot cracking and impact toughness.
また、硫化油脂、硫化エステル、硫化脂肪酸または硫化オレフィンの1種または2種以上の前記基油への含有量が15質量%未満の場合、ライナとワイヤ間での摩擦係数が高くなり、送給抵抗が増大してワイヤ送給性が不良となる。一方、60質量%超では、ワイヤ表面の銅めっきと硫黄が反応して硫化銅を生成してワイヤ表面が変色すると共にチップ部での通電性が不良となってアークが不安定になる。さらに、長時間溶接ではライナ内に送給潤滑剤が堆積されてワイヤ送給性が不良となる。 Also, if the content of one or more of sulfur oils and fats, sulfurized esters, sulfurized fatty acids or sulfurized olefins in the base oil is less than 15% by mass, the friction coefficient between the liner and the wire will increase, and Resistance increases and wire feedability becomes poor. On the other hand, if it exceeds 60% by mass, copper plating on the wire surface and sulfur react to generate copper sulfide to discolor the wire surface, and the electrical conductivity at the tip portion becomes poor, making the arc unstable. Further, in long-time welding, the feed lubricant is deposited in the liner, and the wire feedability becomes poor.
硫化油脂、硫化エステル、硫化脂肪酸または硫化オレフィンの活性硫黄分は、ワイヤ表面の銅と反応し、硫化銅を生成する。したがって、ASTM D1662に基づいて測定した150℃における活性硫黄分が4質量%超であると、ワイヤ表面の銅めっきと硫黄が反応して硫化銅を生成してワイヤ表面が変色すると共にチップ部での通電性が不良となってアークが不安定になる。さらに、長時間溶接ではライナ内に送給潤滑剤が堆積されてワイヤ送給性が不良となる。 The active sulfur content of the sulfurized fat, sulfurized ester, sulfurized fatty acid or sulfurized olefin reacts with copper on the surface of the wire to produce copper sulfide. Therefore, when the active sulfur content at 150 ° C. measured based on ASTM D1662 is more than 4% by mass, the copper plating on the wire surface reacts with sulfur to produce copper sulfide, and the wire surface is discolored. As a result, the arc becomes unstable. Further, in long-time welding, the feed lubricant is deposited in the liner, and the wire feedability becomes poor.
二硫化モリブデンは、ライナとの摩擦抵抗を非常に小さくしてワイヤ送給性を良好にする。また、ライナとの接触によって少しずつ脱落した二硫化モリブデンは、長時間溶接によってライナ内に堆積されるが、堆積した二硫化モリブデンはライナとワイヤとの摩擦抵抗をさらに小さくする。したがって、長時間溶接する場合においてもワイヤ送給性が良好で、安定した溶接が可能となる。二硫化モリブデンが8質量%未満であると、特に長時間溶接した場合にワイヤ送給性が不良となる。一方、二硫化モリブデンが30質量%を超えると、ワイヤ送給ローラ部でワイヤがスリップしてワイヤの送給が困難となる。 Molybdenum disulfide has a very low frictional resistance with the liner and good wire feedability. Molybdenum disulfide that has dropped off little by little by contact with the liner is deposited in the liner by welding for a long time, but the deposited molybdenum disulfide further reduces the frictional resistance between the liner and the wire. Therefore, even when welding for a long time, the wire feedability is good and stable welding is possible. When the molybdenum disulfide is less than 8% by mass, the wire feedability becomes poor particularly when welding for a long time. On the other hand, when molybdenum disulfide exceeds 30% by mass, the wire slips at the wire feed roller portion, making it difficult to feed the wire.
油溶性高分子化合物の1種以上は、前記二硫化モリブデンをワイヤ表面に均一に分散させるとともにワイヤ表面に二硫化モリブデンを強固に付着させる作用がありライナ内への脱落を防止する。油溶性高分子化合物としては、ポリブテン、ポリイソブチレン、ポリアクリル酸エステル、ポリメタアクリレート、ポリアクリル酸、マレイン化ポリブテン、ポリエチレン及びプロピレン等の平均分子量が600から50万の高分子化合物が挙げられる。油溶性高分子化合物の1種以上が5質量%未満であると、二硫化モリブデンを均一に分散できず、部分的にワイヤ送給抵抗が大きくなったり、送給ローラ部でワイヤがスリップする。また、長時間溶接ではライナ内に送給潤滑剤が堆積されてワイヤ送給性が不良となる。一方、ポリブテンまたはポリアクリル酸の1種以上が15質量%を超えると、チップ部での通電性が不良となってアークが不安定になる。 One or more of the oil-soluble polymer compounds have an action of uniformly dispersing the molybdenum disulfide on the wire surface and firmly attaching the molybdenum disulfide to the wire surface, thereby preventing the molybdenum disulfide from falling into the liner. Examples of the oil-soluble polymer compound include polymer compounds having an average molecular weight of 600 to 500,000 such as polybutene, polyisobutylene, polyacrylic ester, polymethacrylate, polyacrylic acid, maleated polybutene, polyethylene, and propylene. If one or more of the oil-soluble polymer compounds is less than 5% by mass, molybdenum disulfide cannot be uniformly dispersed, and the wire feed resistance partially increases or the wire slips at the feed roller portion. Further, in long-time welding, the feed lubricant is deposited in the liner, and the wire feedability becomes poor. On the other hand, if one or more of polybutene or polyacrylic acid exceeds 15% by mass, the electrical conductivity at the tip portion becomes poor and the arc becomes unstable.
ワイヤ表面の送給潤滑剤付着量は、ワイヤ10kg当たり0.5〜3.0g(以下、g/10kgWという。)とする。ワイヤ表面の送給潤滑剤付着量が0.5g/10kgW未満では、潤滑性能不足によりワイヤ表面とライナとの摩擦係数が増大し、送給抵抗の増加抑制効果は期待できずワイヤ送給性が不良となる。一方、3.0g/10kgWを超えると、過剰付着により送給ローラがスリップするため、ワイヤの安定送給が困難となる。また、長時間の溶接ではライナ内に送給潤滑剤が堆積しワイヤ送給性が不良となる。さらに、潤滑油成分は、C−H結合で構成されているため、溶接時に多量の水素が混入し、溶接金属部にピットやブローホールが生じやすくなる。 The feed lubricant adhesion amount on the wire surface is 0.5 to 3.0 g (hereinafter referred to as g / 10 kgW) per 10 kg of the wire. When the amount of the feed lubricant adhering to the wire surface is less than 0.5 g / 10 kgW, the friction coefficient between the wire surface and the liner increases due to insufficient lubrication performance, and the effect of suppressing the increase in feed resistance cannot be expected. It becomes defective. On the other hand, if it exceeds 3.0 g / 10 kgW, the feed roller slips due to excessive adhesion, making it difficult to stably feed the wire. In addition, when the welding is performed for a long time, the feed lubricant is deposited in the liner and the wire feedability becomes poor. Furthermore, since the lubricating oil component is composed of C—H bonds, a large amount of hydrogen is mixed during welding, and pits and blowholes are likely to occur in the weld metal portion.
さらに、リン酸エステル、アルキルホスホン酸誘導体またはレシチンの1種または2種以上は、各潤滑成分を均一に分散させてワイヤ表面に均一に塗布するとともに、潤滑剤の通電性を向上させる。リン酸エステル、アルキルホスホン酸誘導体またはレシチンの1種または2種以上が1質量%未満では、各潤滑成分がワイヤ表面で偏析しやすくなり、ワイヤ送給性が安定しない部分が生じる。一方、8質量%を超えるとスパッタ発生量が多くなり溶接作業性が劣化する。 In addition, one or more of phosphoric acid ester, alkylphosphonic acid derivative or lecithin can be uniformly dispersed on the wire surface by uniformly dispersing each lubricating component and improve the conductivity of the lubricant. When one or more of phosphoric acid ester, alkylphosphonic acid derivative or lecithin is less than 1% by mass, each lubricating component is easily segregated on the wire surface, and a portion where the wire feeding property is not stable is generated. On the other hand, if it exceeds 8% by mass, the amount of spatter generated increases and welding workability deteriorates.
本発明で用いられる基油は、油脂とエステルとする。ここで油脂とは牛脂、ラード、パーム油、ヤシ油、ナタネ油または大豆油等をいう。エステルは、脂肪酸とアルコールから合成されるエステルであり、脂肪酸としては炭素数12〜36の一塩基酸または二塩基酸であり、アルコールとしては炭素数1〜18の一価または多価アルコールが挙げられる。具体例としてはパルミチン酸エチルヘキシルエステル、オレイン酸ブチルエステル、イソステアリン酸ブチルカルビトールエステル、ベヘニン酸ラウリルエステル、ネオペンチルグリコールオレイン酸エステル、トリメチロールプロパンイソステアリン酸エステル、ペンタエリスリトールオレイン酸エステル、トリメチロールプロパンダイマー酸エステル等をいう。前記油脂またはエステルの1種以上の基油は、ワイヤ表面との物理吸着により潤滑膜を形成する。 The base oil used in the present invention is an oil and an ester. Here, fats and oils include beef tallow, lard, palm oil, coconut oil, rapeseed oil, soybean oil, and the like. The ester is an ester synthesized from a fatty acid and an alcohol, the fatty acid is a monobasic acid or dibasic acid having 12 to 36 carbon atoms, and the alcohol is a monohydric or polyhydric alcohol having 1 to 18 carbon atoms. It is done. Specific examples include ethylhexyl palmitate, butyl oleate, butyl carbitol isostearate, lauryl behenate, neopentyl glycol oleate, trimethylolpropane isostearate, pentaerythritol oleate, trimethylolpropane dimer. It refers to acid esters and the like. One or more base oils of the oil or fat or ester form a lubricating film by physical adsorption with the wire surface.
なお、ワイヤ表面の送給潤滑剤の粘性はワイヤ送給性に影響を与える要因となる。粘性が低いとライナとの接触により特に二硫化モリブデンがワイヤ表面から剥離しやすくなり、送給抵抗が増大する。逆に粘性が高いとワイヤ表面の送給潤滑剤が均一に塗布されず、部分的に送給抵抗が増大する。したがって、送給潤滑剤の粘度は300〜1400mm2/sであることが好ましい。 The viscosity of the feed lubricant on the wire surface is a factor that affects the wire feedability. When the viscosity is low, the molybdenum disulfide is particularly easily peeled off from the wire surface due to contact with the liner, and the feeding resistance is increased. On the contrary, if the viscosity is high, the feed lubricant on the wire surface is not uniformly applied, and the feed resistance is partially increased. Therefore, the viscosity of the feed lubricant is preferably 300 to 1400 mm 2 / s.
以下、本発明の効果を実施例により具体的に説明する。
表1に示す製品径1.4mmの銅めっきフラックス入りワイヤ(JIS Z 3313 YFW−C50DR)およびソリッドワイヤ(JIS Z 3312 YGW11)に各種送給潤滑剤を塗布してスプール巻きワイヤとした。なお、基油のエステルは表2に示すものを用いた。また、硫化油脂、硫化エステル、硫化脂肪酸または硫化オレフィンの1種または2種以上は、表3に示すものを用いた。また、各試作ワイヤの送給潤滑剤の付着量は温トルエン抽出法により測定した。
Hereinafter, the effect of the present invention will be described in detail with reference to examples.
Various feed lubricants were applied to a copper-plated flux-cored wire (JIS Z 3313 YFW-C50DR) having a product diameter of 1.4 mm shown in Table 1 and a solid wire (JIS Z 3312 YGW11) to form a spool winding wire. The base oil esters shown in Table 2 were used. Moreover, what was shown in Table 3 was used for 1 type, or 2 or more types of sulfurized fats and oils, sulfurized ester, sulfurized fatty acid, or sulfurized olefin. Moreover, the adhesion amount of the feed lubricant on each prototype wire was measured by a hot toluene extraction method.
ワイヤ送給性評価試験は、図1に示す装置を用いて行った。図1において送給機1にセットされたスプール巻きワイヤ2は、送給ローラ3により引き出され、コンジットケーブル4に内包したライナを経てその先端のトーチ5まで送給される。そして給電チップと鋼板7の間でビードオンプレート溶接を行う。コンジットケーブル4は6m長で、ワイヤに送給抵抗を与えるために、トーチ手元のコンジットケーブル屈曲をS字にした。
The wire feedability evaluation test was performed using the apparatus shown in FIG. In FIG. 1, a
また、150mm径のループを2つ形成した屈曲部6を設けた。送給器には送給ローラの周速度Vr(=設定ワイヤ速度)の検出器、ワイヤの実速度(Vw)検出器8を備えている。送給性評価指標のスリップ率SLはSL=(Vr−Vw/Vr×100%で表される。また、送給ローラ部に設けられたロードセル9により送給時にワイヤがライナから受ける反力を送給抵抗Rとして検出した。
Moreover, the bending
短時間送給性試験は、表4に示す溶接条件で2分間溶接して送給抵抗Rとスリップ率SLを測定し、平均値を求めた。送給抵抗Rが5kgf以下、スリップ率SLが2%以下の場合に送給性良好と判定した。また、通電不良による瞬間的な送給抵抗Rおよびスリップ率SLの最大値を測定し、送給抵抗R:6kgf以下、スリップ率SL:3%以下を送給性良好と判定した。 In the short-time feedability test, welding resistance was measured for 2 minutes under the welding conditions shown in Table 4, the feed resistance R and the slip ratio SL were measured, and the average value was obtained. When the feeding resistance R was 5 kgf or less and the slip ratio SL was 2% or less, it was determined that the feeding property was good. Further, the maximum values of the instantaneous feeding resistance R and slip ratio SL due to the energization failure were measured, and the feeding resistance R: 6 kgf or less and the slip ratio SL: 3% or less were determined to be satisfactory.
なお、ワイヤNo.3は、送給潤滑剤中にリン酸エステル、アルキルホスホン酸誘導体またはレシチンの1種または2種以上を含んでいないので、短時間溶接試験および長時間溶接試験とも送給抵抗Rが若干高くなった。比較例中ワイヤNo.9は、送給潤滑剤中の硫化油脂と硫化オレフィンの硫黄含有量が多いので、ワイヤ表面が変色し、チップ部での通電性が不良となってアークがやや不安定となるとともに送給抵抗Rおよびスリップ率SLの最高値が高くなった。 Wire No. 3 does not contain one or more of phosphoric acid ester, alkylphosphonic acid derivative or lecithin in the feed lubricant, so feed resistance in both short-time welding test and long-time welding test R was slightly higher. In the comparative example, wire No. 9 has a high sulfur content of sulfurized oil and fat and sulfurized olefin in the feed lubricant, so the surface of the wire is discolored, the electrical conductivity at the tip is poor, and the arc is somewhat unstable. And the maximum values of the feeding resistance R and the slip ratio SL were increased.
ワイヤNo.10は、送給潤滑剤中の硫化エステルの硫黄含有量が少ないので、短時間溶接試験および長時間溶接試験とも送給抵抗Rが高くアークが不安定であった。また、リン酸エステルおよびレシチンの合計量が多いのでスパッタ発生量も多くなった。ワイヤNo.11は、送給潤滑剤中の硫化エステルが多いので、ワイヤ表面が変色し、短時間溶接試験ではチップ部での通電性が不良となってアークがやや不安定となるとともに送給抵抗Rおよびスリップ率SLの最高値が高くなった。また、長時間溶接試験では送給抵抗Rが高くアークが不安定であった。さらに、ライナ内の堆積量も多かった。 Since wire No. 10 had a low sulfur content of the sulfide ester in the feed lubricant, the feed resistance R was high and the arc was unstable in both the short-time welding test and the long-time welding test. Moreover, since the total amount of phosphate ester and lecithin was large, the amount of spatter generated was also increased. Since wire No. 11 contains a large amount of sulfide ester in the feed lubricant, the wire surface is discolored, and in a short-time welding test, the electrical conductivity at the tip part is poor, and the arc becomes somewhat unstable and the feed is The highest values of resistance R and slip ratio SL were increased. In the long-time welding test, the feeding resistance R was high and the arc was unstable. In addition, there was a lot of deposits in the liner.
ワイヤNo.12は、送給潤滑剤中の硫化エステルが少ないので、短時間溶接試験および長時間溶接試験とも送給抵抗Rが高くアークが不安定であった。ワイヤNo.13は、送給潤滑剤中の二硫化モリブデンが多いので、短時間溶接試験および長時間溶接試験ともスリップ率SLが高くアークが不安定であった。また、硫化エステルおよび硫化脂肪酸の活性硫黄含有量が多いので、ワイヤ表面が変色し、短時間溶接試験ではチップ部での通電性が不良となってアークがやや不安定となるとともに送給抵抗Rおよびスリップ率SLの最高値が高くなった。また、長時間溶接試験では送給抵抗Rが高くアークが不安定であった。 Since wire No. 12 contained less sulfide ester in the feed lubricant, the feed resistance R was high and the arc was unstable in both the short-time welding test and the long-time welding test. Since wire No. 13 has a large amount of molybdenum disulfide in the feed lubricant, the slip rate SL was high and the arc was unstable in both the short-time welding test and the long-time welding test. In addition, since the active sulfur content of sulfurized esters and sulfurized fatty acids is large, the wire surface is discolored, and the short-time welding test results in poor electrical conductivity at the tip, making the arc somewhat unstable and feeding resistance R And the maximum value of the slip ratio SL became high. In the long-time welding test, the feeding resistance R was high and the arc was unstable.
ワイヤNo.14は、送給潤滑剤中の二硫化モリブデンが少ないので、長時間溶接試験では送給抵抗Rが高くアークが不安定であった。また、リン酸エステルが少ないので、短時間溶接試験では部分的にアークがやや不安定となるとともに送給抵抗Rおよびスリップ率SLの最高値が高くなった。ワイヤNo.15は、送給潤滑剤中のポリブテン量が多いので、チップ部での通電性が不良となってアークが不安定になった。 Since the wire No. 14 contained less molybdenum disulfide in the feed lubricant, the feed resistance R was high and the arc was unstable in the long-time welding test. Further, since the amount of phosphate ester is small, the arc becomes somewhat unstable in the short-time welding test and the maximum values of the feeding resistance R and the slip ratio SL are increased. Since the wire No. 15 has a large amount of polybutene in the feed lubricant, the electric conductivity at the tip portion becomes poor and the arc becomes unstable.
ワイヤNo.16は、送給潤滑剤中のポリメタアクリレート量が少ないので、短時間溶接試験では部分的にアークがやや不安定となるとともに送給抵抗Rおよびスリップ率SLの最高値が高くなった。また、長時間溶接試験ではワイヤ送給抵抗Rが高くアークが不安定で、ライナ内の堆積量も多かった。 Since the wire No. 16 has a small amount of polymethacrylate in the feed lubricant, the arc becomes somewhat unstable in the short-time welding test and the maximum values of the feed resistance R and the slip ratio SL become high. It was. In the long-time welding test, the wire feed resistance R was high, the arc was unstable, and the amount of deposit in the liner was large.
ワイヤNo.17は、ワイヤ表面の送給潤滑油量が多いので、短時間溶接試験および長時間溶接試験ともスリップ率SLが高くアークが不安定であった。また、長時間溶接試験では送給抵抗Rも高くなり、ライナ内の堆積量も多かった。ワイヤNo.18は、ワイヤ表面の送給潤滑油量が少ないので、短時間溶接試験および長時間溶接試験とも送給抵抗Rが高くアークが不安定であった。 Since the wire No. 17 has a large amount of lubricating oil supplied on the wire surface, the slip rate SL was high and the arc was unstable in both the short-time welding test and the long-time welding test. Further, in the long-time welding test, the feeding resistance R was high, and the amount of deposition in the liner was large. Since the wire No. 18 had a small amount of feed lubricating oil on the wire surface, the feed resistance R was high and the arc was unstable in both the short-time welding test and the long-time welding test.
1 送給機
2 スプール巻きワイヤ
3 送給ローラ
4 コンジットケーブル
5 トーチ
6 コンジットケーブル屈曲部
7 鋼板
8 ワイヤ実速度検出器
9 ロードセル
特許出願人 日鐵住金溶接工業株式会社 他1名
代理人 弁理士 椎 名 彊 他1
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Patent Applicant Nippon Steel & Sumikin Welding Co., Ltd. and 1 other
Attorney Attorney Shiina and others 1
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