JPH02182394A - ろう接用銅基合金複合ワイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はろう抜用ワイヤに係り、特に薄板用のミグブレ
ージング法の消耗電極として適する銅基合金複合ワイヤ
に関する。

（従来の技術及び解決しようとする課題）不活性ガスシ
ールドアークろう接は、いわゆるミグブレージングと称
され、一般に被接合物より融点の低いろう材を電極とし
、純アルゴンをシールドガスとして直流逆極性（ＤＣ−
ＥＰ）にて接合する方法であり、ろう接の中でも取扱い
が簡単で自動化し易いことから、自動車フレームの接合
等に適用されている。

ところで、ろう接の場合、優れた接合強度を得るために
は、被接合金属とろう材とが強固に結合する必要がある
。このため、ガスろう接（酸素−アセチレン炎）、炉中
ろう接等では適当なフラックスを散布して被接合面を清
浄にしているが、ミグブレージングでは、クリーニング
作用という被接合面の酸化被膜の部分が陰極点となって
破壊が起こる現象があり、これにより清浄化されている
。

したがって、ミグブレージングで優れた接合を行うため
には、ろう材の置かれる必要十分な面が安定してクリー
ニングされることが必要である。

また、ミグブレージングの適用が薄板であるため、溶は
落ち防止の点から、できるだけ低電流、低電圧でアーク
が安定していることが望まれる。

しかし乍ら、従来のミグブレージングの場合、例えば、
特公昭５６−４１３６０号公報に記載されているような
方法では、安定したクリーニング作用が得られにくく、
特に低電流、低電圧域ではこの傾向が顕著である。

本発明は、かトる事情に鑑みてなされたものであって、
ミグブレージングにおいて、クリーニング作用が安定し
て得られると共に溶は落ちがなく、アーク安定性等の作
業性に優れたワイヤを提供することを目的とするもので
ある。

（課題を解決するための手段） 前記目的を達成するため１本発明者は、従来のミグブレ
ージングで安定したクリーニング作用が得にくい原因を
究明するべく鋭意検討した結果、例えば、自動車のフレ
ーム接合の場合を一例とし、従来、ろう材としては、ｆ
Ａ基合金のソリッドワイヤを純アルゴン中で適用してい
たため、ワイヤからの酸素供給が殆どなく、陰極点が被
接合物の酸化状態に左右され、安定したクリーニングが
得られず、したがって、ビードの不揃い等が生じること
が判明し、ワイヤに酸素を含有させる必要があることを
知見した。

そこで、本発明者は、ワイヤに酸素を含有させる方策に
ついて鋭意研究を爪ねた。

まず、そのための１つの手段として、ソリッドワイヤで
も適量の酸素を添加する方法が考え−られるが、この方
法では、溶製時に酸素の溶解量をコントロールすること
が困難で、かつ酸素を添加したワイヤは硬いＣｕ２Ｏが
析出して伸線加工性を害し、特に１．０φｔｉｎ以下の
細径を必要とするミグブレージングワイヤとしては実用
的でないことが判明した。

そのため、他の手段を見い出すべく更に研究した結果、
外皮に酸−Ｍ量の低い市販の無酸素銅を用い、適量の酸
素を含んだフラックスを内包した複合ワイヤを作成し、
純アルゴン中でミグブレージングを行ったところ、クリ
ーニング作用が必要十分な面だけに安定して得られ、ビ
ードの揃い、被接合物の溶は込みもコントロールでき、
歪の少ない接合部の得られることが判明した。

また、かシるワイヤに対し適量のＳｉを添加すると、被
接合部へのろう材のなじみが良く、かつクリーニング作
用の安定化のために添加した酸素と結合して５ｉｎ２と
なり、接合金属が清浄化されて接合部の耐衝撃特性が向
上することも見い出した。

更に、このようなワイヤのフラックスとして適量の金属
弗化物を添加すると、ブレージング中のアークが安定し
、薄板へ適用した場合、ソリッドワイヤよりも低電流、
低電圧が使用でき、より歪の少ない接合部の得られるこ
とを見い出した。

本発明は、以上の詣知見に基づいて更に数多くの実験を
重ねて、必要な条件を検討し、ここに完成したものであ
る。

すなわち、本発明は、銅又は銅合金製外皮で囲まれた腔
部に、金属酸化物、金属炭酸塩及び酸素を含有する金属
又は合金粉のうちの１種又は２種以上と、金属弗化物と
を必須成分として含有するフラックスがワイヤ全重量に
対して３〜３０％となるように充填され、かつ、ワイヤ
全重量に対し、酸素：０．００５〜０．３％、金属弗化
物（Ｆ換算量）：０．００１〜０．３％及びＳｉ：０．
１〜８％を含有することを特徴とする不活性ガスシール
ドアークろう抜用銅基台金複合ワイヤを要旨とするもの
である。

以上に本発明を更に詳細に説明する。

（作用） 本発明に係るワイヤは、銅又は調合金製の外皮を用い、
その中に特定成分のフラックスを適切なフラックス率で
充填した複合ワイヤであって、しかもワイヤ全重量に対
して酸素、金属弗化物並びにＳｉ量を規制したものであ
る。

まず、外皮について説明する。

外皮は銅又は調合金製であるが、ここで銅とは無酸素銅
、リン脱酸銅などの純銅を云い、また銅合金とはＳｉな
どろう材として必要な機械的性能。

濡れ性等を確保するための元素を含んだ銅基合金を云い
、その組成は特に制限されない。

なお、後述するが、外皮としては酸素を含んでいても何
ら支障がないが、外皮自身の加工性を向上させ、安価な
ワイヤを市場へ提供するためには酸素量はワイヤ全重量
に対して５００ｐｐｍ以下が望ましく、５０ｐｐｍ以下
に抑えたものが最適である。

また、外皮の形状としては、条或いはパイプ等があるが
、最終製品としてフラックスを内包できるものであれば
良い。

次に、外皮で囲まれた腔部に充填するフラックスの化学
成分限定理由について説明する。

か＼るフラックスとしては、金属酸化物、金属炭酸塩、
及び酸素を何らかの形で含有する金属又は合金のうちの
１種又は２種以上と、金属弗化物とを必須成分とするフ
ラックスである必要がある。

換言すれば、酸素を含んだ物質と金属弗化物とを必須成
分とするものである。

酸素を含んだ物質とは、Ｔ　ｉ　Ｏ２、ＡＱ２０．、Ｃ
ｅＯ２、Ｋ、ＴｉＯ，等の金属酸化物や、Ｃａ　ＣＯ３
、ＭｇＣ０，等の炭酸塩は勿論のこと、外皮と同様にろ
う材として必要な機械的性質、濡れ性等を確保するため
に添加する金属又は合金を云う。

金属弗化物としてはＮａＦ、ＡＱＦ３、ＹＦ、、ＣｃＹ
、、Ｎａ２ＳｉＦ６等の弗化物を挙げることができる。

なお、内包フラックスとして、必要ならば、Ｆｃ−３ｉ
、金ｒ７ＩＩｓｉ、　５１−Ｍｎ等のＳｉ源を添加する
こともできる。

但し、上記外皮、内包フラックスは、以下に説明するよ
うに、ワイヤ全重量に対して所定量の酸素、金属弗化物
並びにＳｉが含有していることを条件とするものである
。

酸素： 酸素はクリーニング作用を七分に得るために添加するが
、外皮から添加することは極力抑え、内包フラックスか
ら添加する方が望ましい。酸素量をワイヤ全重量に対し
て０．００５〜０．３％としたのは、０．００５％未満
では十分なりリーニング作用が得られず、逆に０．３％
を超えると溶は込みが大きくなり、特に薄板接合では溶
は落ちが発生するようになり、好ましくないからである
。

金属弗化物： 金属弗化物はアークを安定させるために前述の如くフラ
ックスから添加する。金属弗化物の添加量をワイヤ全重
量に対してＦ換算で０．００１〜０．３％としたのは、
Ｏ，００１５未満ではアークの安定に対して効果がなく
、逆に０．３％を超えるとアークが強くなり過ぎて、ス
パッタが発生するようになり、好ましくないからである
６Ｓｉ： ＳＬは被接合金属へのろう材の濡れ性を確保するために
外皮或いはフラックスのいずれから添加しても良い。Ｓ
ｉ量をワイヤ全重量に対して０．１〜０．８％としたの
は、０６１％未満では十分な濡れ性が得られず、逆に８
％を超えるとＣｕ−３Ｌ系金金属化合物の析出により脆
化するので、好ましくないからである。

また、Ｓｉはクリーニング作用を安定させるために添加
した酸素をＳｉＯ□として接合金属外に浮上させ、接合
金属を清浄化して耐衝撃性を向上させる働きがある。こ
の効果を得る場合でも、Ｓｉ量は最低０．１％含有して
いれば十分であることも判明した。

次に、フラックス率についてはワイヤ全重量に対し３〜
３０％とする必要がある。３％未１１にでは内包フラッ
クスを安定して添加することが困難であり、また３０％
を超えるとワイヤの伸線性が極端に低下し、生産性が悪
化するので、好ましくない。

以上の構成を有する複合ワイヤは、不活性ガスシールド
アークろう接、すなわち、ミグブレージング法において
消耗電極として用いられるが、その際の電流、電圧、不
活性ガスの種類、ガス流量、被接合部材等々の条件は特
に制限されない。特に低電流、低電圧で使用するとその
効果が顕著である。

以下に本発明の実施例を示す。

（実施例） まず、従来材として、１．０ｎＩＩｌφ径のワイヤを真
空溶製し、伸線し、第１表に示す化学成分を有するソリ
ッドワイヤを作成した。

一方、第２表に示す化学成分を有する市販の無酸素銅フ
ープ（１，ｏｍｍｔ　Ｘ　１２ｍｍｗ）にフラックスを
内包し、成形、伸線して１．０φ径に仕上げ（フラック
ス率：１０％）、第４表に示す成分組成の複合ワイヤを
作成した。なお、使用フラックスの酸素量は、ＪＩＳ　
　７　２６１３の不活性ガス溶解赤外線吸収法により測
定し、測定結果を第３表に示す。

次いで、これらのワイヤを使用し、以下の条件でミグブ
レージングを行った。

〈ミグブレージング条件〉 被接合物：軟鋼板（厚さ１．０ＩＩＩＩｌｔ、１．５ｍ
ｍｔ）電流：　６０Ａ、　ＤＣ−ＥＰ 電圧：１４ｖ シールドガス：純Ａｒ シールドガス流量：　１５　Ｑ　／ｗｉｎ第５表に作業
性（クリーニング幅の安定性、溶は落ちの有無、濡れ性
、アークの安定性、スパッタ量）を調べると共に衝撃試
験により耐衝撃性を調査した結果を示す。なお、クリー
ニング幅の測定及び溶は落ち試験は、第１図に示す要領
にて行った。衝撃試験片は第２図に示す要領で１．５ｍ
ｍｔ　Ｘ　５＋ｎｍｗ　Ｘ　５５ｍｎ１寸法の２ＩＩＩ
ｍＶサイドノツチの試験片を採取した。

第５表より明らかなように、本発明例はいずれも、クリ
ーニング作用が安定して得られ、溶は落ちがなく、アー
ク安定性、濡れ性が良好であり。

スパッタ址が少なく、優れた作業性が得られており、し
かも耐Ｎ＃Ｅ性が優れている。一方、比較例は、クリー
ニング作用が安定せず、たとえ安定していても作業性又
は耐衝撃性のいずれかが劣っている。

（以下余白１ （発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、ミグブレージン
グ用のワイヤを複合ワイヤとし、特にその成分組成を調
整したので、クリーニング作用が安定して得られ、溶は
落ちがなく、アーク安定性が良好である等、優れた作業
性を有し、また良好な接合部が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はクリーニング幅の測定及び溶は落ち試験の要領
を示す図、 第２図はｔｌｆｒ撃試験片の作成要領を説明する図で、
（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。 １・・・被接合物、２・・複合ワイヤ。 特許出願人　　株式会社神戸製鋼所 代理人弁理士　中　　村　　　尚

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 銅又は銅合金製外皮で囲まれた腔部に、金属酸化物、金
   属炭酸塩及び酸素を含有する金属又は合金粉のうちの１
   種又は２種以上と、金属弗化物とを必須成分として含有
   するフラックスがワイヤ全重量に対して３〜３０％とな
   るように充填され、かつ、ワイヤ全重量に対し、酸素：
   ０．００５〜０．３％、金属弗化物（Ｆ換算量）：０．
   ００１〜０．３％及びＳｉ：０．１〜８％を含有するこ
   とを特徴とする不活性ガスシールドアークろう接用銅基
   合金複合ワイヤ。