JPH0129638B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶接用フラツクス入りワイヤで細径の
比較的フラツクス充填率の高いワイヤを製造する
方法に関するものである。

通常フラツクス入りワイヤの製造方法には、金
属帯板を断面Ｕ字状に成形しつつ成形過程に設け
たフラツクス充填部にて、前記Ｕ形帯板内に粉粒
状フラツクスを充填し、しかる後円形断面に成形
してから所望線径に伸線する方法であつた。細径
フラツクス入りワイヤの場合には前記のようにし
て得た比較的太径の成形ワイヤを素材とし、これ
を引抜きダイスに供給し引抜き伸線加工して製造
している。

ところが引抜きダイスで線引加工する際、充填
フラツクスの割合いが高くなる程ワイヤ断面に占
める外皮材の割合が少くなり、引抜きダイスを通
過した後のワイヤ引張強さに比較して引抜加工に
要する力の割合が高くなる。このため細径になる
程、又、充填率が高くなる程伸線時の断線が多く
なり、生産性を著しく阻害していた。

例えば、軟鋼SPCC材を外皮材とし鉄粉を主成
分とする充填フラツクスを内に封入して成形ワイ
ヤをつくり、その後引抜きダイスで伸線加工した
場合の伸線中の断線回数を示したのが第１図であ
る。充填フラツクスの割合が20％を越えると断線
が発生しはじめ、充填フラツクスの割合が増える
程断線の回数は増える傾向にある。また、断線回
数は伸線加工の程度によつて変化し、減面率が増
える程断線回数は増加することがわかる。なお、
ここでいう減面率とは次式で示されるものであ
る。

減面率（％） ＝｛１−加工後ワイヤ断面積／加工前ワイヤ断面積｝
×100 第１図で明らかな如く充填フラツクスの割合が
20％を超えると、孔ダイスで伸線加工する際断線
が生じ著しく生産性を阻害している。このため一
般溶接用の市販細径ワイヤは充填率20％以下で製
造されている。

一方最近の溶接は自動化が進み、特にタンク建
設の立向シーム溶接では、狭開先高速溶接機が開
発され溶接能率を著しく向上させている。これら
の溶接に使用される溶接ワイヤとしては、ソリツ
ドワイヤとフラツクス入りワイヤの細径が使用さ
れるが、ビード形状のなめらかさ、適切な溶融フ
ラツクスの供給の点からフラツクス入りワイヤが
格段すぐれている。ところがこれらの目的に使用
されるフラツクス入りワイヤは、下向溶接、水平
すみ肉溶接等一般の溶接と異りフラツクスの必要
量が少いため鉄粉等金属粉を主体としたフラツク
ス成分となり、かつ又溶着速度を上げるため充填
フラツクスの割合が20〜30％に設計されているの
が通常である。

又、肉盛溶接の分野でも従来の被覆アーク溶接
にかわつて溶接速度の速い細径フラツクス入りワ
イヤの需要が増加しているが、溶接部に十分な硬
さを付与するためには、かなりの合金成分を添加
する必要が生じ、軟鋼外皮材を使用した場合は20
〜40％のフラツクス充填率となるのが通例であ
る。

上記の如く充填フラツクス割合の高い細径ワイ
ヤの需要は従々に増加する傾向にあるが、第１図
に示した通り充填フラツクスの割合が20％を越え
ると伸線時の断線が多発し生産性が悪い。そこで
伸線速度を極端に遅くして断線の回数を少しでも
下げて製造しているのが現状であり、断線のない
伸線方法の開発が望まれていた。

肉盛用ワイヤでは、軟鋼フープを使用するかわ
りに合金鋼を外皮材にすると、充填フラツクスの
割合を20％以下に下げることが出来る。しかし合
金鋼を外皮材に採用する場合には、外皮材が非常
に高価になること、又、伸線中加工硬化が著しく
伸線途中で焼なまし熱処理を必要とすることなど
があり、ワイヤ製造コスト上好ましくない。

本発明者らは上述した点を考慮し、通常の引抜
きダイスでは断線しやすい充填フラツクス割合の
高いワイヤ伸線方法について幾多の実験、研究を
重ねた結果、今までフラツクス入りワイヤの製造
に使用されたことのないカセツトローラダイスを
採用することにより、断線の問題を解決した伸線
の出来る細径フラツクス入りワイヤでかつフラツ
クス充填率が20〜40％と高いワイヤを製造する方
法を見い出したものである。

すなわち本発明は内部に20〜40％のフラツクス
を封入してなる成形ワイヤ素線を所望の細径に伸
線加工するに際し、一対の小径溝付ローラからな
るローラダイスを複数個伸線方向に交互にワイヤ
圧下方向が90゜ずつ変わる如く近接し組合せて一
個のユニツトに構成したカセツトローラダイスを
用いて前記成形素線を伸線すると共に、このカセ
ツトローラダイスのユニツトを２以上列設して線
材を通過させ所望径に伸線加工することを特徴と
する。なおカセツトローラダイス伸線の場合、伸
線潤滑剤は特に必要としないが、加工性の劣るワ
イヤについてはワイヤ表面或いはローラ表面に極
く少量の液状潤滑油をつけるとワイヤ仕上り表面
の疵がなくなり良好な伸線結果が得られる。

以下本発明の主要部分を占める伸線方法につい
て詳述する。

第２図は本発明の伸線工程の一実施例で、１は
供給リール、２は該リール１から巻戻し供給され
るワイヤ素線、３は該素線２を通すカセツトロー
ラダイス（図ではローラダイスを３個組合せてい
る）、４は該カセツトローラダイス３の出側に配
置した線材引張り用キヤプスタンであり、図示の
例ではこれらカセツトローラダイス３およびキヤ
プスタン４の組を合計８組連続して配列し、線材
を段階的に伸線している。５は最終仕上げダイス
を出て所望の径にされたフラツクス入りワイヤを
巻取るリールである。

供給リール１には、公知の方法により帯板をＵ
字形にしてその内部にフラツクスを充填し、次い
で円形状に成形して形成した太径のワイヤ素線が
巻かれている。従来ではこのワイヤ素線を孔型ダ
イスに通して引抜き加工していたが、ワイヤ径が
細くなればなる程、充填率が高くなればなる程、
（外は鋼材の厚みが薄くなる）又引抜速度が速く
なる程孔型ダイスでは断線しやすくなり、特に充
填フラツクスの割合が20％を超えると断線の傾向
が著しくなる。

本発明の如くカセツトローラダイスを用いれ
ば、孔ダイスのすべり摩擦に対してころがり摩擦
となり、ワイヤ素線に無理な力が作用せず、しか
も小径ローラで単位ローラダイス間の距離をロー
ラの直径以下にすることが出来るため、線材の捩
れを小さく出来良好な伸線が行える。

本発明において用いるカセツトローラダイスは
実開昭55−129506公報に示されたものである。す
なわち、第３図に示す如く単位カセツトローラダ
イスは一対の溝付ローラ６を架設した軸受フレー
ム７の二個を一対の組立てフレーム８へ互いに接
近、かつ離隔可能にセツトしてなるもので、一対
のローラによつて形成される孔型径は前記対向す
る軸受フレーム７の離接調節により任意に変える
ことができる。また四角に設けたボルト孔９は丁
度、正方形の頂点位置にあり、前記カセツトロー
ラダイスを第４図に示すように複数枚重ね合せて
一個のローラダイスユニツトに組立てる場合、各
単位カセツトローラダイスのローラを交互に圧下
方向を90゜ずつ変えてセツトできる。その状態を
第５図に示す。

すなわち、第５図は３枚重ねのローラダイスユ
ニツトのローラ部分のみの配列形態を示したもの
である。図示する如く伸線ラインＬを挟んで夫々
対向する一対の溝付ローラ６ａと６a′，６ｂと６
b′，６ｃと６c′からなる３つのローラダイスを、
交互にワイヤ圧下方向が90゜ずつ変わる如く近接
して配置し、これを一個のローラダイスのユニツ
トとして構成する。従つて、上記一個のローラダ
イスにおいては、伸線方向に隣接するローラ軸６
Ａ，６Ｂ，６Ｃは、90゜ずつ水平、垂直、水平に
交互に配置される。

本発明における１ユニツト（１スタンド）の単
位カセツトローラダイスの数は少くとも２個必要
であり、またユニツト数も複数とすることが好ま
しく、これらの設置数は素材となる成形ワイヤ素
線径と最終仕上線径を考慮して決めればよい。カ
セツトローラダイスは非常にコンパクトに構成し
得るので比較的狭いスペースでも多数のローラ孔
型が配置でき、従つて１個当りのローラ孔型の減
面率を小さくすることができる。その結果キヤプ
スタンによる線引引張り力を大きくしなくとも充
分引抜くことができ、断線のない円滑な伸線加工
が行えると共に、多数のローラ孔型で僅かずつ段
階的に線材径方向に圧力を付加減面して行くので
最終的にフラツクス入りワイヤの外皮合せ目の間
隙を極めて小さくできる。例えば従来の引抜き加
工で製作したフラツクス入りワイヤの合せ目間隙
は最小45μ程度であつたが、本発明法によれば確
実に30μ以下に抑えることができる。

以上説明した本発明の伸線方法により従来の孔
ダイス引抜法では断線が多く生産性の著しく悪い
か又は断線があまりにも多くて生産出来なかつ
た、高充填率（20〜40％）のフラツクス入りワイ
ヤの細径化（2.0mmφ〜0.8mmφ）が可能となつ
た。

これにより従来断線の問題で製造できなかつた
充填率の高い細径ワイヤの製造が可能となり、軟
鋼外皮材を使用して充填フラツクスより合金材を
多量に添加することが出来、軟鋼を外皮材とする
肉盛りワイヤ、フエライト鋼を外皮材とするステ
ンレスワイヤが安くかつ能率よく製造出来るよう
になつた。

又薄い外皮材を用いて充填フラツクスに多量の
鉄粉を封入し、溶接時母材に与える入熱を少くし
かつワイヤの溶着速度を上げる鉄粉系高能率ワイ
ヤの製造も可能となつた。

実施例 １ 軟鋼SPCC材を外皮材とし、鉄粉を主成分とす
る単体８種類の配合フラツクスをワイヤ重量比で
28％充填し成形加工したフラツクス入りワイヤ
2.9mmφを素材とし、これをカセツトローラダイ
ス３枚（ダイスローラ径35mmφダイス間距離25
mm）を組合せて１ユニツト（ユニツト長75mm）と
した全８ユニツトの伸線ローラダイスを順次通し
て伸線し（スピード180ｍ／min）1.6mmφに仕上
げた。なお伸線に際し潤滑剤は全く使用しなかつ
た。その結果伸線途中の破断およびワイヤの肌荒
れもなく、伸線が良好に行え、また各ユニツト毎
のワイヤ径の偏径差はいずれも０〜1/100mmにあ
り、充分溶接に供することが出来た。

実施例 ２ 軟鋼SPCC材を外皮材とし、鉄粉、Mn粉、Cr
粉、Mo粉、Co粉を主成分とする９種類の配合フ
ラツクスをワイヤ重量比で36％封入成形加工した
硬化肉盛用フラツクス入りワイヤ5.6mmφを素材
とし、これを実施例１と同様のカセツトローラダ
イス全14ユニツトを順次通して伸線し（スピード
110ｍ／min）1.6mmφに仕上げた。なお伸線に際
しワイヤ表面に液状潤滑油を５滴／１分の割合で
添加し、カセツトローラ潤滑剤とした。その結果
伸線途中の破断、およびワイヤの肌荒れもなく良
好な伸線性が得られた。又300℃で４時間の焼成
を行つた後、溶接送給用潤滑剤を塗布して出来上
つたワイヤは、良好な溶接送給性及び十分な溶接
金属の硬さ性能が得られた。

実施例 ３ 18％Crのフエライト系ステンレスの帯鋼を外
皮材とし、Ni粉を主成分とした10種類の配合フ
ラツクスをワイヤ重量比で30％封入加工した成形
ワイヤ4.3mmφを素材とし、これを実施例１と同
様のカセツトローラダイス全12ユニツトを順次通
して（スピード60ｍ／min）1.6mmφに仕上げた。
途中１回焼なましを入れるだけで1.6mmφまでの
加工ができた。

溶着金属の成分は18％Cr−８％Ni鋼用に適し
たものとなり、フエライト系ステンレス鋼を外皮
材にすることによつて、オーステナイト系ステン
レス鋼を外皮材にした場合と比べて中間焼鈍工程
が著しく簡便になり、製造コストの低減が可能と
なつた。

【図面の簡単な説明】

第１図はフラツクス充填率と伸線時の断線回数
の関係図、第２図は本発明方法を実施する伸線設
備の全体概念図、第３図はカセツトローラダイス
単体の一部断面、正面図、第４図は第２図のロー
ラダイスを重ね合せて組合せた斜視図、第５図は
ローラダイス３組のローラ配置関係図である。 １……供給リール、２……ワイヤ素線、３……
カセツトローラダイス、４……キヤプスタン、５
……巻取リール、６……溝付ローラ、７……軸受
フレーム、８……組立てフレーム、９……ボルト
孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 鋼帯を成形し、内部に20〜40％重量比のフラ
   ツクスを充填した成形ワイヤ素線を材料にし、さ
   らにこれを細径に伸線加工するフラツクス入りワ
   イヤの製造方法において、前記ワイヤ素線を、一
   対の小径溝付ローラからなるローラダイスを複数
   個伸線方向に交互にワイヤ圧下方向が90゜ずつ変
   わる如く近接し組合せて一個のユニツトに構成し
   たカセツトローラダイスを用いて伸線すると共
   に、該カセツトローラダイスのユニツトを２以上
   直列に配置して線材を連続的に通過させ、所望径
   に伸線加工することを特徴とするフラツクス入り
   ワイヤの製造方法。