JP5068483B2 - Copper plated wire for gas shielded arc welding - Google Patents
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Description
本発明は、ガスシールドアーク溶接用銅めっきワイヤに関し、特に、軟質で長尺のコンジットケーブルを使用し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、かつ、チップの摩耗が少なくアークが安定な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, and in particular, when wire is welded for a long time using a soft and long conduit cable, the wire feedability is good and the wear of the tip is small. The present invention relates to an arc-stable copper-plated wire for gas shielded arc welding.
ガスシールドアーク溶接用ワイヤは、ソリッドワイヤおよびフラックス入りワイヤがあり、全姿勢溶接が可能で、信頼性の高い溶接継手部が得られる。したがって、造船、建築、橋梁を主体とする大型構造物や自動車等の輸送機器の薄板鋼構造物製造に広く用いられている。 The gas shielded arc welding wire includes a solid wire and a flux-cored wire, and can be welded in all positions to obtain a highly reliable welded joint. Therefore, it is widely used in the manufacture of sheet steel structures for transportation equipment such as large structures mainly composed of shipbuilding, construction and bridges, and automobiles.
ガスシールドアーク溶接用ワイヤを用いたアーク溶接作業は、ワイヤ供給装置の送給ローラにより、コンジットケーブル内部に内包された螺旋状に形成されたコンジットチューブとそれにつながる溶接トーチのチップから連続的にワイヤを送り出しながらシールドガスの雰囲気でアーク溶解する方法で使用される。また、コンジットケーブルは溶接作業を容易にするために6m以上の長尺でかつ軟質の物が用いられ、ワイヤ供給装置から溶接部までの距離の調整や狭隘部の溶接をするために上下あるいは左右に曲げられたり、ループ状に巻きつけて長さを調整して使用されることが多い。 The arc welding operation using the wire for gas shielded arc welding is performed continuously from the spirally formed conduit tube contained in the conduit cable and the tip of the welding torch connected thereto by the feeding roller of the wire supply device. It is used by the method of arc melting in the atmosphere of shielding gas while feeding out. In addition, the conduit cable is made of a long and soft material of 6 m or longer in order to facilitate the welding work, and is adjusted up and down or left and right to adjust the distance from the wire supply device to the welded part and to weld the narrow part. It is often used after being bent into a loop or wound in a loop to adjust its length.
このような状況で使用された場合、ワイヤは螺旋状のコンジットチューブ内の表面と接触摩擦部が増えて送給抵抗が増し送給抵抗が大きくなり、ワイヤを円滑に送給することが困難となる。そのため、例えば特開平5−23731号公報(特許文献1)に、ポリ四弗化エチレン、二硫化モリブデン、グラファイト、マイカ、セリサイトおよびタルクを適量含む固体潤滑剤で乾式伸線してワイヤ表面に前記潤滑剤を適量付着するフラックス入りワイヤが開示されている。 When used in such a situation, the surface of the wire in the spiral conduit tube and the contact friction part increase, the feeding resistance increases, the feeding resistance increases, and it is difficult to feed the wire smoothly. Become. Therefore, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-23731 (Patent Document 1), the wire surface is dry-drawn with a solid lubricant containing an appropriate amount of polytetrafluoroethylene, molybdenum disulfide, graphite, mica, sericite and talc. A flux-cored wire to which an appropriate amount of the lubricant is attached is disclosed.
また、特開2000−317679号公報(特許文献2)には、絶縁無機質粉末及び/または導電性無機質粉末が水溶性高分子と共に付着した技術の開示がある。これらのワイヤを用いて溶接した場合、短期間の溶接においてはワイヤ送給性が優れ、アークも安定するが、長期間溶接をすると、これらのワイヤはワイヤ表面に銅めっきが施されてないので、チップがワイヤとの摩擦で消耗してアークが不安定になるとともに、ワイヤとコンジットチューブとの摩擦で固体潤滑剤および削られたコンジットチューブの金属粉がコンジットチューブ内に蓄積されワイヤの送給抵抗が大きくなり、ワイヤ送給性が悪くなってアークが不安定になる。 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-317679 (Patent Document 2) discloses a technique in which an insulating inorganic powder and / or a conductive inorganic powder is adhered together with a water-soluble polymer. When these wires are used for welding, the wire feedability is excellent in short-term welding and the arc is stable, but when welding for a long time, these wires are not plated with copper on the wire surface. The tip is consumed due to friction with the wire and the arc becomes unstable, and solid lubricant and metal powder of the scraped conduit tube accumulates in the conduit tube due to friction between the wire and the conduit tube, and the wire is fed. Resistance increases, wire feedability deteriorates and arc becomes unstable.
一方、ワイヤ表面に銅めっきが施されているとチップ摩耗が少なくなりアークは安定する。さらに、ワイヤ送給性を改善する技術として、例えば特開平2−284792号公報(特許文献3)には、ワイヤ表面にカリ石鹸、ソーダ石鹸および油性潤滑剤を塗布したガスシールドアーク溶接用ワイヤの提案がある。また、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化合物および銅粉からなる固形潤滑剤、ワイヤ表面上層部に潤滑油を塗布したガスシールドアーク溶接用ワイヤの提案がある。 On the other hand, if the surface of the wire is plated with copper, the tip wear is reduced and the arc is stabilized. Furthermore, as a technique for improving wire feedability, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2-2847892 (Patent Document 3) discloses a gas shielded arc welding wire in which potash soap, soda soap, and oil lubricant are applied to the wire surface. I have a suggestion. Japanese Patent Laid-Open No. 2003-225794 (Patent Document 4) applies a solid lubricant composed of MoS 2 , BN, wax, K compound and copper powder to the lower layer portion of the wire surface, and a lubricating oil to the upper layer portion of the wire surface. There is a proposal for a wire for gas shielded arc welding.
しかし、前述の銅めっきワイヤを用いて長時間溶接した場合、ワイヤとコンジットチューブ内の摩擦によってワイヤ表面の潤滑剤およびワイヤ製造時に付着した銅粉や鉄粉がコンジットチューブ内に蓄積され送給抵抗が非常に大きくなり、アークが不安定になるって、ついにはアーク切れするという問題が生じて満足できるものではない。
本発明は、軟質で長尺のコンジットケーブルを使用し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、かつ、チップの摩耗が少なくアークが安定な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 relates to a copper-plated wire for gas shielded arc welding which has good wire feedability and less wear on the tip and stable arc even when welding is performed for a long time using a soft and long conduit cable. The purpose is to provide.
本発明の要旨は、ガスシールドアーク溶接用銅めっきワイヤにおいて、ワイヤ表面にワイヤ10kg当たり常温で液体の潤滑油を0.3〜1.5g、二硫化モリブデンを0.005〜0.25g、リン脂質を0.008〜0.10g有し、金属粉の付着量が0.25g以下、金属粉以外の固形物の付着量が0.10g以下であることを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。 The gist of the present invention is that, in a copper-plated wire for gas shielded arc welding, 0.3 to 1.5 g of lubricating oil which is liquid at room temperature per 10 kg of wire , 0.005 to 0.25 g of molybdenum disulfide, phosphorus, A gas shielded arc welding copper having 0.008 to 0.10 g of lipid, an adhesion amount of metal powder of 0.25 g or less, and an adhesion amount of solids other than metal powder is 0.10 g or less. Located on plated wire.
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、軟質で長尺のコンジットケーブルを使用し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、かつ、チップの摩耗量が少なく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 for a long time using a soft and long conduit cable, the wire feedability is good and the wear amount of the tip is small. Arc stable welding is possible.
本発明者らは、前記課題を解決するために溶接用ワイヤ表面状態および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、ワイヤ表面に銅めっきを施し、浄化したワイヤ表面に常温で液体である潤滑油を適量塗布することによって、軟質で長尺のコンジットケーブルを使用し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、チップ摩耗も極めて少なくなり安定したアークが得られることを見出した。さらに、ワイヤ表面に前記潤滑油とともに二硫化モリブデンおよびリン脂質を有することによって、ワイヤ送給性が向上することも見出した。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have made various studies on the welding wire surface state and the feed lubricant applied to the wire surface. As a result, copper plating is applied to the surface of the wire, and an appropriate amount of lubricating oil that is liquid at room temperature is applied to the cleaned wire surface, so that even when welding with a long, long, soft cable, the wire is fed. The present inventors have found that a stable arc can be obtained with good feedability and extremely little chip wear. Furthermore, it has also been found that wire feedability is improved by having molybdenum disulfide and phospholipid together with the lubricating oil on the wire surface.
ワイヤ表面の銅めっきは、チップ先端での通電性を良好にしアークを安定させる。さらに、長時間溶接してもチップ摩耗が極めて少なく安定したアークを持続させるとともに防錆性向上の効果も有する。銅めっき厚は、0.3〜1.2μm程度が好ましい。
次に、ワイヤ表面に塗布する潤滑剤は、ワイヤ10kg当たり常温で液体である潤滑油を0.3〜1.5g(以下、g/10kgWという。)とする。
Copper plating on the wire surface improves the electrical conductivity at the tip of the chip and stabilizes the arc. Further, even when welding for a long time, the tip wear is extremely small and a stable arc is maintained and the effect of improving rust prevention is also obtained. The copper plating thickness is preferably about 0.3 to 1.2 μm.
Next, the lubricant applied to the wire surface is 0.3 to 1.5 g (hereinafter referred to as g / 10 kgW) of lubricating oil that is liquid at room temperature per 10 kg of wire.
常温で液体である潤滑油は、ワイヤ表面に皮膜を有し、ワイヤ送給時にワイヤ送給性を向上させる。潤滑油が0.3g/10kgW未満であると、コンジットチューブ内で送給抵抗が大きくなりワイヤ送給性が不良となる。逆に、1.5g/10kgWを超えると、送給ローラ部でワイヤがスリップしてアークが不安定になる。 Lubricating oil that is liquid at room temperature has a film on the surface of the wire, and improves wire feedability during wire feed. When the lubricating oil is less than 0.3 g / 10 kgW, the feeding resistance increases in the conduit tube, and the wire feeding property becomes poor. On the other hand, if it exceeds 1.5 g / 10 kgW, the wire slips at the feeding roller portion and the arc becomes unstable.
潤滑油は、動植物油、鉱物油あるいは合成油の何れでもよい。動植物油としてはパーム油、菜種油、ひまし油、豚油、牛油、魚油等を、鉱物油としてはマシン油、タービン油、スピンドル油等を用いることができる。合成油としては炭化水素系、エステル系、ポリグリコール系、ポリフェノール系、シリコーン系、フロロカーボン系を用いることができる。 The lubricating oil may be animal or vegetable oil, mineral oil or synthetic oil. Palm oil, rapeseed oil, castor oil, pig oil, cow oil, fish oil, etc. can be used as animal and vegetable oils, and machine oil, turbine oil, spindle oil, etc. can be used as mineral oils. As the synthetic oil, hydrocarbon type, ester type, polyglycol type, polyphenol type, silicone type and fluorocarbon type can be used.
ワイヤ表面の銅めっきは、前述のようにチップ先端での通電性を良好にし、チップ摩耗が少なく、さらに防錆性向上という効果がある。しかし、ワイヤ表面への銅めっきはワイヤ素線径(2.5〜3.5mm程度)で施された後に仕上げ伸線で製品径まで縮径されるが、この過程で銅めっきが剥がれワイヤ表面に多量付着する。また、同時にワイヤ表層部の鉄も削られてワイヤ表面に付着する。これらワイヤ表面に付着した金属粉は、コンジットチューブ内に蓄積されて長時間溶接していると送給抵抗が非常に大きくなりアークが不安定となって、ついにはアーク切れが生じるようになる。しかし、ワイヤ表面の金属粉付着量が0.25g/10kgW以下であると、コンジットチューブ内への蓄積量が少なく長時間溶接しても送給抵抗を大きくすることがない。 As described above, copper plating on the wire surface has the effect of improving the electrical conductivity at the tip of the tip, reducing the tip wear, and improving the rust prevention. However, copper plating on the wire surface is performed with the wire diameter (about 2.5 to 3.5 mm) and then reduced to the product diameter by finish drawing, but in this process the copper plating is peeled off and the wire surface A large amount adheres. At the same time, the iron on the surface of the wire is also scraped off and adheres to the wire surface. When these metal powders adhering to the wire surface are accumulated in the conduit tube and welded for a long time, the feeding resistance becomes very large, the arc becomes unstable, and finally an arc breakage occurs. However, if the adhesion amount of the metal powder on the surface of the wire is 0.25 g / 10 kgW or less, the accumulation amount in the conduit tube is small and the feeding resistance is not increased even if welding is performed for a long time.
銅粉や鉄粉などの金属粉以外に、ワイヤ表面には残留した固形伸線潤滑剤や湿式伸線潤滑剤中の汚れ、ほこり等が付着してコンジットチューブ内に蓄積されて長時間溶接していると送給抵抗が大きくなりアークが不安定となる。しかし、金属粉以外の固形分(以下、固形不純物という。)の付着量が0.10g/10kgW以下であると、コンジットチューブ内への蓄積量が少なくなり、コンジットチューブが摩耗して交換するまで送給抵抗を大きくすることがない。 In addition to metal powder such as copper powder and iron powder, residual solid wire lubricant or dirt in the wet wire lubricant adheres to the wire surface and accumulates in the conduit tube and welds for a long time. If so, the feeding resistance increases and the arc becomes unstable. However, if the amount of solids other than metal powder (hereinafter referred to as solid impurities) is 0.10 g / 10 kgW or less, the amount accumulated in the conduit tube decreases, and the conduit tube is worn out and replaced. Does not increase the feeding resistance.
さらに、ワイヤ表面に二硫化モリブデンを有することによって、コンジットチューブ内で送給抵抗を抑制してワイヤ送給性をさらに良好にする。二硫化モリブデンが0.005g/10kgW未満であると、コンジットチューブ内で送給抵抗が大きくなりワイヤ送給性が不良となる。逆に、二硫化モリブデンが0.25g/10kgWを超えると、アークが不安定になってスパッタ発生量が多くなる。 Furthermore, by having molybdenum disulfide on the wire surface, the feeding resistance is suppressed in the conduit tube to further improve the wire feeding property. When the molybdenum disulfide is less than 0.005 g / 10 kgW, the feeding resistance increases in the conduit tube, and the wire feeding property becomes poor. Conversely, when molybdenum disulfide exceeds 0.25 g / 10 kgW, the arc becomes unstable and the amount of spatter generated increases.
なお、二硫化モリブデンはコンジットチューブとの接触により長時間溶接しているとコンジットチューブ内に少量蓄積されるが、この蓄積された二硫化モリブデンは送給抵抗を小さくする働きをする。また、二硫化モリブデンの粒径は1.0μm以下であることが送給抵抗を低減してワイヤ送給性を良好にするので好ましい。 When molybdenum disulfide is welded for a long time by contact with the conduit tube, a small amount of molybdenum disulfide accumulates in the conduit tube. This accumulated molybdenum disulfide serves to reduce the feeding resistance. Moreover, it is preferable that the particle size of molybdenum disulfide is 1.0 μm or less because the feeding resistance is reduced and the wire feeding property is improved.
また、リン脂質をワイヤ表面に有することによって、常温で液体である潤滑油と共存してワイヤ表面の二硫化モリブデンを均一に分散させる作用を有する。リン脂質が0.008g/10kgW未満であると、ワイヤ表面の二硫化モリブデンが均一に付着せず、コンジットチューブ内で送給抵抗が大きくなる部分がありワイヤ送給性が不良になる。逆に、リン脂質が0.10g/10kgWを超えると、スパッタ発生量が多くなる。 Moreover, by having a phospholipid on the wire surface, it has the effect | action which coexists with the lubricating oil which is liquid at normal temperature, and disperse | distributes molybdenum disulfide on the wire surface uniformly. When the phospholipid is less than 0.008 g / 10 kgW, molybdenum disulfide on the wire surface does not adhere uniformly, and there is a portion where the feeding resistance increases in the conduit tube, resulting in poor wire feeding performance. Conversely, when the phospholipid exceeds 0.10 g / 10 kgW, the amount of spatter generated increases.
本発明にいうリン脂質とは、レシチン(フォスファチジルコン)、フォスファチジルエタノールアミン、フォスファジルイニシトールなどのリン酸脂質を95%程度含有する粉末状のもの、リン酸脂質を約65%および大豆油などの植物油を35%程度含有するペースト状のものなどあり、いずれも使用することができ、中でも大豆油から得られるレシチンが好ましい。 The phospholipid referred to in the present invention is a powder containing about 95% of a phospholipid such as lecithin (phosphatidylcon), phosphatidylethanolamine, phosphazinynititol, about 65% phospholipid and There are pastes containing about 35% vegetable oil such as soybean oil, and any of them can be used. Among them, lecithin obtained from soybean oil is preferable.
本発明のガスシールドアーク溶接用銅めっきワイヤの製造方法は、シームレスフラックス入りワイヤ素線やソリッドワイヤ素線のワイヤ表面にめっきを施したのち、製品径まで仕上げ伸線して、ワイヤ表面を例えば洗浄や機械的に浄化し、常温で液体である潤滑油または潤滑油と二硫化モリブデンおよびリン脂質をワイヤ表面に塗布してスプール巻きまたはペールパック入りワイヤとする。 In the method for producing a copper-plated wire for gas shielded arc welding according to the present invention, the wire surface of a seamless flux-cored wire or solid wire is plated, and then finish-drawn to the product diameter, It is cleaned or mechanically purified, and lubricating oil or lubricating oil that is liquid at room temperature and molybdenum disulfide and phospholipid are applied to the surface of the wire to form a spool or pail-packed wire.
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に示すワイヤ径1.2mmの銅めっきを厚さ0.5〜1μmワイヤ表面に施したシームレスフラックス入りワイヤ(JIS Z3313 YFW−C50DR、フラックス充填率13%)およびソリッドワイヤ(JIS Z3312 YGW12)のワイヤ表面を浄化の程度および潤滑剤の塗布量を変えて試作してスプール巻きワイヤとした。なお、二硫化モリブデンの粒径は0.6μm以下のものを用いた。
Hereinafter, the effect of the present invention will be described in detail with reference to examples.
Seamless flux-cored wire (JIS Z3313 YFW-C50DR, flux filling rate 13%) and solid wire (JIS Z3312 YGW12) obtained by applying copper plating with a wire diameter of 1.2 mm shown in Table 1 to the surface of a 0.5 to 1 μm thick wire The wire surface was made into a spool winding wire by changing the degree of purification and the amount of lubricant applied. The particle diameter of molybdenum disulfide was 0.6 μm or less.
ワイヤ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、送給ローラ部分に設けられたロードセル10によりワイヤ送給時にワイヤがコンジットチューブから受ける反力を送給抵抗Rとして検出した。溶接は試作ワイヤ毎に新しいコンジットチューブを用いて表2に示す溶接条件で120分溶接し、溶接開始後100分から溶接終了までの20分間スリップ率SLと送給抵抗Rを測定して平均値を求めた。スリップ率SLが10%以下、送給抵抗Rが6kgf以下の場合にワイヤ送給性良好と判定した。また、チップの摩耗量は、試作ワイヤ毎に新しいチップ(内径1.4mm)を用いて溶接終了後最も摩耗の大きい箇所の内径を測定した。チップ摩耗量の評価は、摩耗量が0.15mm以下を良好として評価した。
The slip ratio SL of the wire feedability evaluation index is represented by SL = (Vr−Vw) / Vr × 100. Further, the reaction force that the wire receives from the conduit tube during wire feeding by the
ある。本発明例ではワイヤNo.1〜5は、銅めっきを有し、ワイヤ表面の潤滑剤である潤滑油量が適正で、金属粉量および固形不純物が少ないのでスリップ率SLおよび送給抵抗Rが低くワイヤ送給性が良好で、チップ摩耗量およびスパッタ発生量も少なく溶接作業性が良好で、コンジットチューブ内への蓄積量が少ないなど極めて満足な結果であった。
比較例中ワイヤNo.6は、ワイヤ表面に銅めっきが施されていないのでチップが摩耗
してアークが不安定になった。また、二硫化モリブデン量が少ないので、送給抵抗Rが高くなった。
ワイヤNo.7は、潤滑油量が少ないので、送給抵抗Rが大きくワイヤ送給性が悪くな
った。また、二硫化モリブデンが多いので、スパッタ発生量が多くアークも不安定になった。
In the comparative example, the wire No. In No. 6 , since the copper surface was not plated with copper, the tip was worn and the arc became unstable. Further, since the amount of molybdenum disulfide was small, the feeding resistance R was high.
Wire No. In No. 7 , since the amount of lubricating oil was small, the feeding resistance R was large and the wire feeding property was deteriorated. In addition, since there was a large amount of molybdenum disulfide, the amount of spatter was large and the arc became unstable.
ワイヤNo.8は、銅粉と鉄粉の合計量が多いので、送給抵抗Rが高くなってアークが
不安定となった。また、リン脂質の量が多いのでスパッタ発生量も多くなった。
ワイヤNo.9は、潤滑油量が多いので、スリップ率SLが高くアークが不安定になった。また、リン脂質の量が少ないので送給抵抗Rも高くなった。
ワイヤNo.10は、固形不純物量が多いので、送給抵抗Rが高くなってアークが不安定となった。
ワイヤNo.11は、銅粉と鉄粉の合計量が多いので、送給抵抗Rが高くアークも不安
定になった。
Wire No. In No. 8 , since the total amount of copper powder and iron powder was large, the feeding resistance R was high and the arc became unstable. In addition, since the amount of phospholipid was large, the amount of spatter was also increased.
Wire No. In No. 9 , since the amount of lubricating oil was large, the slip rate SL was high and the arc became unstable. Further, since the amount of phospholipid was small, the feeding resistance R was also high.
Wire No. In No. 10 , since the amount of solid impurities was large, the feeding resistance R was high and the arc became unstable.
Wire No. No. 11 had a large total amount of copper powder and iron powder, so the feeding resistance R was high and the arc became unstable.
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 チップ
7 鋼板
8 コンジットケーブルの屈曲部
9 ワイヤの実速度検出器
10 ロードセル
特許出願人 日鐵住金溶接工業株式会社
代理人 弁理士 椎 名 彊 他1
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Patent Applicant Nippon Steel & Sumikin Welding Co., Ltd
Attorney Attorney Shiina and others 1
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