JPH0289595A

JPH0289595A - ガスシールドアーク溶接用ワイヤの製造方法

Info

Publication number: JPH0289595A
Application number: JP24131188A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Koyama; 秀行小山; Isao Okazaki; 岡崎　勲夫; Kazuyoshi Watanabe; 渡辺　和敬
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-09-27
Filing date: 1988-09-27
Publication date: 1990-03-29
Anticipated expiration: 2011-01-17
Also published as: JPH082514B2

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、シールドガス雰囲気中でワイヤを自動供給し
ながらアーク溶接を行う、ガスシールドアーク溶接用ワ
イヤの製造方法に関するものである。

従来の技術従来より、セシウム、カルシウム、カリウムなどの電位
傾度の低い金属をワイヤ表面に微量付着させると、アー
ク放電現象が安定し、溶接性能が改善されることが報告
されている。また、上記金属をワイヤ表面に付着させる
方法としては、特開昭６０−２３１５９９号公報に示す
ように、ワイヤ表面に粉末状もしくは固形のカルボン酸
カリウム塩を乾式潤滑剤に混入して用いて、銅メッキ処
理後の仕上工程としての仕上伸線によって、機械的に固
着せしめる方法が採用されている。第２図に、従来のガ
スシールドアーク溶接用ワイヤの製造工程の一例を示す
。すなわち、第２図において、１１は供給コイル、１２
は洗浄工程、１３は電気メソキ工程、１４は洗浄工程、
１６は乾燥工程、１６は乾式仕上伸線工程、１７は巻取
コイ／ｌ／、１Ｂはワイヤを示す。第２図に示すように
、従来は、銅メッキ処理を電気メッキ方法によって行う
と共に、仕上伸線を乾式潤滑剤を用いて行う方法を採用
するのが通例であった。

発明が解決しようとする課題このような従来の製造方法では、乾式潤滑剤を使用する
ため、前述の特開昭６０−２３１５９９号公報に記載さ
れているように、乾式潤滑剤の成分として「オレイン酸
カリウム、パルミチン酸カリウムなどのカリウム塩、オ
レイン酸ナトリウム。

パルミチン酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウムなど
のナトリウム塩、グラファイト、硫黄、タルク、Ｚｎ−
ＤＴＰなどの極圧添加剤や減摩剤を適度に混合」する必
要があった。

しかるに上記のような極圧添加剤や減摩剤を混合するた
め、乾式仕上伸線後のワイヤ表面には、必要とされるカ
ルボン酸カリウム塩（ステアリン酸カリウムなど）の他
に、上記極圧添加剤や減摩剤も同時に固着されてしまう
という欠点があった。

当然のことながら、これ等極圧添加剤や減摩剤に含まれ
る物質は、溶接後の溶着金属にとって悪影響を与えるも
のもある。例えば、硫黄やＺｎ　（亜鉛）などは、溶接
中にガスを発生し、溶着金属中に気泡として残留し、ブ
ローホールなどの欠陥を発生する原因となる恐れがある
。また、このような従来の方法では、これ等極圧添加剤
や減摩剤の量を溶接結果に影響を与えない程度に規制す
ることは極めて困難である。その理由は、これ等極圧添
加剤や減摩剤の量を少くすると、仕上伸線用のダイスの
摩耗が激しくなり、著しく生産性が低下してしまうから
である。

第３図は、従来例における粉末もしくは固形状カルボン
酸カリウム塩（ステアリン酸カリウムなど）を、乾式仕
上伸線で、ワイヤ表面に機械的に固着したワイヤを、模
式的に示す側面図ａと正面斜視図すである。第３図にお
いて、２１はワイヤ、２２は銅メッキ膜、２３はカルボ
ン酸カリウム塩、２４は遊離金属粉末を示す。すなわち
第３図に示すように、従来の製造方法では、遊離金属粉
末が多量に発生し易いという欠点があった。

また、仕上伸線後に、洗浄等の手段を持って上記の極圧
添加剤や減摩剤および遊離金属粉末を除去する方法も考
えられるが、この方法によると、必要とされるカルボン
酸カリウム塩（ステアリン酸カリウムなど）も同時に除
去されてしまうことになり、実用的とは言えない。

なお、前記特開昭６０−２３１５９９号公報に記されて
いるように、［溶剤に溶かした液状のステアリン酸カリ
ウムやオレイン酸カリウムやパルミチン酸カリウムなど
は塗布するのに有利な反面、ステアリン酸カリウムやオ
レイン酸カリウムやパルミチン酸カリウムなどの溶剤へ
の溶解度が低いため、アーク放電に有効な量のカリウム
が金属表面に付着しない」ことから、これ等のカルボン
酸カリウム塩ヲ、熱湯、エーテル、アルコール等の溶剤
に溶かして、液状でワイヤ表面に塗布する方法は遊離金
属粉末の付着がない利点があるが、「アーク放電に有効
なカリウム塩をワイヤ表面に付着するには、液体塗布量
が非常に多量となり、溶接時に別の問題点、例えば、ワ
イヤ送給ローラーでのワイヤスリップなどを起こしてし
まう。」それゆえ、従来は粉末状もしくは固形状のカル
ボン酸カリウム塩を、ワイヤ表面に乾式仕上伸線方法で
、機械的に固着させる方法を採らざるを得なかったので
ある。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、生産
性良く、必要とされる量のカルボン酸カリウム塩（ステ
アリン酸カリウムｈど）を、ワイヤ表面に付着させると
共に、溶接結果に悪影響を与える物質や、溶接性能を阻
害する遊離金属粉末の同時付着を防止し、溶接性能の良
好なガスシールドアーク溶接用ワイヤを提供することを
目的としている。

課題を解決するための手段本発明は上記問題点を解決するため、ワイヤ表面に銅メ
ッキ処理を行った後に、ワイヤ表面を洗浄および乾燥処
理後、多価アルコールを溶剤として、カルボン酸カリウ
ム塩を溶解した溶解液を、ワイヤ表面に保持付着せしめ
ることにより、前記カルボン酸カリウム塩を、ワイヤ表
面にワイヤ１０に２当り、０．２ｇ以上、１０ｇ以下、
保持付着させることを特徴とするものである。

作　　　用本発明は先ず、ワイヤ表面の銅メッキ膜に存在するピン
ホールに着目してｈる。すなわち、一般にガスシールド
アーク溶接用ワイヤの銅メッキ膜厚は、２０μｍ〜３０
μｍが採用されており、この程度の厚さの場合には、ピ
ンホールが無くなることはない。したがって、カルボン
酸カリウム塩（ステアリン酸カリウムなど）の溶解液を
、このピンホールに圧入付着させることが出来れば、ワ
イヤ表面への付着量を確保することが容易となる。

つまり、銅メッキ処理後、ワイヤ表面を洗浄および乾燥
することによって、ピンホールが空胴状態となり、カル
ボン酸カリウム塩（ステアリン酸カリウムなど）の溶解
液をピンホール内に、保持付着せしめることが可能とな
る。このピンホールに、前記溶解液を保持付着せしめる
方法としては、ワイヤを前記溶解液に浸せきあるいは、
塗布する方法が考えられるが、よシ有効な方法としては
、仕上伸線方法がある。ワイヤなどの細線を高速で伸線
する場合には、乾式よシも湿式伸線の方が有利である（
との報告が過去からなされている。それは、湿式伸線に
おいては、伸線用のダイスの入口にノズルを有する強制
潤滑ダイスを用いることによって、流体潤滑の状態で伸
線が可能となり、ダイスの摩耗が著しく減少し、生産性
が向上する利点があるからである。本発明は、この強制
潤滑ダイスを用いて仕上伸線することによって、ダイス
内に潤滑剤を呼び込み、ワイヤ表面の銅メッキ膜のピン
ホール内に、潤滑剤すなわち、カルボン酸カリウム塩（
ステアリン酸カリウムなど）を圧入付Ｈせしめるように
したものである。

もちろん、ダイスによる仕上伸線時には、ワイヤ表面に
は多少のダイス圧痕が発生し、潤滑剤すなわちカルボン
酸カリウム塩（ステアリン酸カリウムなど）は、このダ
イス圧痕の凹部にも付着する。また、流体潤滑の状態に
おいては、ワイヤ表面に付着してダイスを通過する潤滑
剤の量が多くなることから、ワイヤ表面に付着する潤滑
剤すなワチ、カルボン酸カリウム塩（ステアリン酸カリ
ウムなど）の量を確保し易いという利点を有する。

ところで、カルボン酸カリウム塩（ステアリン酸カリウ
ムなど）は、熱湯、エーテル、アルコール等の溶剤に対
して、溶解度が低いという欠点がある。特に従来のよう
に、−価のアルコールを用いたのでは、なかなか溶解せ
ず、溶解したとしても、−価アルコールは沸点が低く揮
発性であるため、ワイヤ表面に付着せしめるには非常に
扱いにくく、生産性が悪込。本発明では、多価アルコー
ルを溶剤として用いて、カルボン酸カリウム塩（ステア
リン酸カリウムなど）を、水に溶解する方法を用すた。

多価アルコールは、水溶性の液体または固体であるが、
液体の多価アルコールを用いることによって、カルボン
酸カリウム塩の水溶液を作ることが出来る。例えば、三
価アルコールであるグリセリンなどはぐ沸点が２ｇ０”
Ｃと高いため揮発性が低く、取扱いが容易である。なお
、カルボン酸カリウム塩（ステアリン酸カリウムなど）
の溶解液中の濃度を調整することによって、ワイヤへの
保持付着量を調整することは容易に可能である。

また、カルボン酸カリウム塩（ステアリン酸カリウムな
ど）は、有機腐食抑制剤としての働きがあるため高温時
や強酸性時の雰囲気で防食効果がある。しかしながら、
中性からアルカリ性の時には効力が失われてくるので、
この対策として、無機腐食抑制剤を前記溶解液の中に混
入することも可能であり、ワイヤ全体の防食効果を高め
ることが出来る。無機腐食抑制剤としては、亜硝酸など
を用いることが出来るが、このように、前記溶解液の中
に、溶接性能や溶接結果に悪影響を及ぼさない範囲で、
他の物質を、任意に溶解または、混入することが可能で
ある。

また従来より湿式潤滑剤として、脂肪酸の溶液が用いら
れ、特に、無極性鉱物油などに、微量の脂肪酸を添加し
たときに、伸線ダイスの摩擦と摩耗がかなシ減少するこ
とが知られている。これは、潤滑剤の化合物の鎖の長さ
と、摩擦係数との間に相関があり、鎖の長さが長い程、
摩擦係数は小さくなるからである。ステアリン酸は、鎖
の長さが長い長鎖化合物であり、金属石けんとして知ら
れているステアリン酸金属は１．湿式潤滑剤として有効
であり、ステアリン酸カルシウムやステアリン酸ナトリ
ウムなどが従来は使用されて来た。本発明は、この点に
着目して、溶接結果に悪影響を与える物質を出来る限り
添加しない潤滑剤を用いることとアーク安定化を図るこ
ととの両立を成し得た。すなわち、長鎖化合物であるカ
ルボン酸カリウム塩（ステアリン酸カリウムなど）の溶
液を潤滑剤として用いることによって、溶接結果に悪影
響を与える硫黄や亜鉛などを添加することなく、仕上伸
線の潤滑が出来ると共に、カルボン酸カリウム塩（ステ
アリン酸カリウムなど）が、ワイヤ表面に必要量付着す
ることによって、電位傾度の低い金属であるカリウムの
作用で、アークが安定し溶接性能が改善される効果を得
ることが出来るものである。

なお、第２図に示した従来例の工程のように、一般に銅
メッキ処理は電気メッキ方法によることが多かった。し
かるに、電気メッキ方法と、無電解置換メッキ方法と比
べると、無電解置換メッキ方法の方が、銅メッキ膜に発
生するピンホールが多い。置換メッキは、硫酸銅水溶液
中に、鉄を浸せきした時に見られる銅イオンと鉄とのイ
オン反応にもとづくもので、次に示すように、鉄玉に銅
が析出する。

ｃａ＋＋　５Ｏ２−十Ｆｅ−＋Ｃｕ　＋５Ｏ２−＋　ｙ
ｉ”この場合の鉄玉の銅は粗く、密着性も良くないが、
それを防止するために、硫酸銅の水溶液中に鉄の溶解を
抑制するインヒビターを少量添付する方法が採られるこ
とがある。このように、置換メッキはピンホールが多く
、本発明のように、メッキのピンホールにカルボン酸カ
リウム塩（ステアリン酸カリウムなど）の溶解液を正大
保持せしめるには適している。なお、仕上伸線によって
、メッキの密着性が改善されるのは一般に知られている
ところである。

以上述べたように、本発明では、アーク安定に有効とさ
れるカルボン酸カリウム塩（ステアリン酸カリウムなど
）を、多価アルコールを溶剤として溶解した溶解液を用
いて、仕上、イ申線によシ、銅メッキ膜に存在するピン
ホール内に保持付着せしめることと、仕上伸線時のダイ
ス圧痕の凹部に保持付着せしめることと、仕上伸線を流
体潤滑状態とすることによって、ダイスを通過せしめて
ワイヤ表面に付着させることによシ、力〃ボン酸カリウ
ム塩（ステアリン酸カリウムなど）の保持付着量を、ワ
イヤ１０Ｋｇ当、シ、０．２ｇ以上、１０Ｉ以下とする
ことが出来る。この保持付着量の適正値については、前
記特開昭６０−２３１５９９号公報に記載されている通
シである。

実施例第１図は、本発明のガスシールドアーク溶接用ワイヤの
製造工程の一実施例をブロック図にて示す。第１図にお
いて１は供給コイル、２は洗浄工程、３は無電解置換メ
ッキ工程、４は洗浄工程、６は乾燥工程、６は湿式仕上
伸線工程、７は巻取コイル、８はワイヤを示す。第１図
に示すように、銅メッキ工程を無電解置換メッキ方法で
行うことにより、ピンホールの多い銅メッキ膜が得られ
、潤滑剤の圧入付着に有利となっている。また、仕上伸
線を湿式で行うことにより、機械的に粉末を固着させる
乾式伸線方法で問題となるような、遊離金属粉末の発生
が殆んど見られない。第４図は、本発明の実施例におけ
るワイヤを模式的に示す側面図ａと正面斜視図すである
。第４図において、４１はワイヤ、４２は銅メッキ膜、
４３は銅メッキ膜のピンホールに圧入付着したカルボン
酸カリラム塩、４４はダイスキズの凹部に付着したカル
ボン酸カリウム塩を示す。第４図に示すように、カルボ
ン酸カリウム塩（ステアリン酸カリウムなど）を含む湿
式潤滑剤を用いた仕上伸線を行うことによって、ワイヤ
表面の銅メッキ膜に存在するピンホールに、アーク安定
に必要量のカルボン酸カリウム塩（ステアリン酸カリウ
ムなど）を付着せしめることが出来る。また、仕上伸線
を湿式で行うため、細径のワイヤであっても伸線速度を
上げることが出来るので生産性が良い。

第６図は、湿式伸線における流体潤滑を行うための、強
制潤滑ダイスを示す。第６図において、６１はノズル、
６２は座金、６３はダイス、６４は冷却水、６６は潤滑
剤を示す。すなわち第６図に示すような、強制潤滑ダイ
スを用いることによって、仕上伸線を行えば、伸線速度
を上げることによって流体潤滑となるために、ダイスの
寿命が著しく長くなると共にダイスを通過してワイヤ表
面に付着する潤滑剤すなわち、力ρポン酸カリウム塩（
ステアリン酸カリウムなど）の量を確保することか容易
となる。第４図に示す４６は、ダイスを通過してワイヤ
表面に付着したカルボン酸カリウム塩（ステアリン酸カ
リウムなど）である。

発明の効果以上述べたように、本発明によれば、極めて簡単な方法
で、アーク安定化に効果があるカルボン酸カリウム塩（
ステアリン酸カリウムなど）を、必要量均一に安定して
ワイヤ表面に保持付着せしめることが出来ると共に、湿
式仕上伸線により、仕上伸線速度を速くすることが出来
、かつワイヤ表面に、溶接結果に悪影響を与える遊離金
属粉末を殆ど発生しないという、品質の安定した性能の
良いガスシールドワイヤを、生産性良く提供出来るなど
、極めて工業的に有用かつ価値ある発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の製造工程を示すブロック図、
第２図は従来例の製造工程を示すブロック図、第３図ａ
は従来例のワイヤを模式的に示す側面図、第３図すは同
正面斜視図、第４図ａは本発明のワイヤを模式的に示す
側面図、第４図すは同正面斜視図、第６図は本発明の実
施例で使用した強制潤滑ダイスの断面図である。１・・・・・・供給コイル、２・・・・・・洗浄工程、
３・・・・・・無電解置換メッキ工程、４・・・・・・
洗浄工程、６・・・・・・乾燥工程、６・・・・・・湿
式仕上伸線工程、７・・・・・・巻取コイル。代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝　ほか１名派途法メ表

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ワイヤ表面に銅メッキ処理を行った後に、ワイヤ
表面を洗浄および乾燥処理後、多価アルコールを溶剤と
して、カルボン酸カリウム塩を溶解した溶解液を、ワイ
ヤ表面に保持付着せしめることにより、前記カルボン酸
カリウム塩を、ワイヤ表面にワイヤ１０Ｋｇ当り、０．
２ｇ以上１０ｇ以下、保持付着させることを特徴とする
ガスシールドアーク溶接用ワイヤの製造方法。
（２）ワイヤ表面に、カルボン酸カリウム塩の溶解液を
保持付着せしめる方法として、前記溶解液を潤滑剤とし
た湿式伸線を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項に記載のガスシールドアーク溶接用ワイヤの製造方
法。
（３）湿式伸線のダイスとして、ダイスの入口にノズル
を有する強制潤滑ダイスを用いたことを特徴とする特許
請求の範囲第１項または第２項に記載のガスシールドア
ーク溶接用ワイヤの製造方法。
（４）ワイヤ表面の銅メッキ処理として、無電解置換メ
ッキを用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃
至第３項のいずれかに記載のガスシールドアーク溶接用
ワイヤの製造方法。
（５）カルボン酸カリウム塩の溶解液に、無機腐蝕抑制
剤を混入したことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃
至第４項のいずれかに記載のガスシールドアーク溶接用
ワイヤの製造方法。