JPH03285794A - 金属粉系フラックス入りワイヤの製造方法 - 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） 本発明はガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイ
ヤの製造方法に関し、詳しくは、軟鋼、高張力鋼などの
溶接において最近多く使用されつつあるスラグ発生量の
少ない金属粉系フラックス入すワイヤで、特に溶接鋼管
を外皮とする合わせ目のない、良好な溶接送給性を有す
るワイヤを、生産性よく、低コストで得る製造方法に関
するものである。

（従来の技術） 最近、造船、鉄骨、橋梁などの各種溶接構造物において
、省力化及び生産能率向上の面からガスシールドアーク
溶接で行うフラックス入りワイヤの使用が急増している
が、その中で鉄粉をワイヤ中に多量含有する、いわゆる
金属粉系フラックス入りワイヤが、スラグ発生量が少な
く、又ワイヤ溶着速度が速く能率的であるなどの利点が
あるところから、その使用が増加しつつある。

一方、このフラックス入りワイヤにおいて、溶接鋼管に
フラックス原料を充填して製造される合わせ目のないワ
イヤが、銅メツキが可能なことで耐錆性がよく、又合わ
せ目がないために、ワイヤ送給時のブレが起こりにくい
などの利点があり広く使用されつつある。

しかしながら、この合わせ目のないフラックス入りワイ
ヤで前述の金属粉系フラックス入リワイヤを製造する場
合、従来の製造方法では、仕上がりワイヤに小さなくび
れが生したり、又伸線中に断線が頻発するので伸線の速
度を大幅に遅くして生産せざるを得す、その結果ワイヤ
コストの著しい増大をもたらし、又溶接時の送給性も悪
く溶接作業性が低下するという問題点があった。

本発明者らはこの問題点を解決する方法として既に特開
平１−２４９２９８号公報記載の方法を提案しているが
、この方法は伸線過程中で行われる焼鈍において、ワイ
ヤ内部の充填フラックスが焼結することに起因する伸線
時の断線を防ぐため、焼鈍温度を低く且つ焼鈍後の伸線
減面率を厳しく制限するものであり、その結果、ワイヤ
の軟化及び脱水素の目的での焼鈍時間が長くなり且つ焼
鈍ワイヤ径が細くなるため後工程でのメツキワイヤ径も
細くなり、焼鈍及びメツキ工程での生産性を悪くすると
いう問題点があることがわかった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は以上のように特開平１−２４９２９８号公報で
提案した方法の問題点を改善し、さらに優れた方法を提
供しよ・）とするもので、その目的とするところはワイ
ヤにくびれなどがなく、送給性が良好で且つ伸線時断線
等がなく、生産性の良い安価な合わせ目のない金属粉系
フラックス入りワイヤの製造方法を提供するにある。

（課題を解決しようとする手段） すなわち、本発明の要旨とするところは、金属粉の割合
が８０％以上からなるフラックス原料を２５％以下で溶
接鋼管に充填してなる金属粉系フラックス入りワイヤの
製造方法において、充填フラックスとして水分を実質的
に含有しない原料を使用し、造粒せず、機械的に混合し
た後溶接鋼管に真空中で充填し、伸線過程途中の焼鈍を
行わず、仕上がり径まで伸線することを特徴とするワイ
ヤ径２．０　ｍｍ以下の金属粉系フラックス入りワイヤ
の製造方法にある。

（作用） 以下に本発明の構成、作用を説明する。

金属粉を多量に含有するフラックス入りワイヤの製造方
法においては、前記の特開平１−２４９２９８号公報中
で述べているように、充填フラ・２クス中の金属粉の割
合が多いと伸線後の焼鈍過程中に金属粉相互の固着化（
焼鈍）が起こり、その後の伸線時に充填フラックスが追
従して流動せず、分離し空隙を作り、伸線時の変動抵抗
を大きくして断線に至らしめる。特開平１−２４９２９
８号公報で提案した方法では、これを防ぐため焼鈍温度
を低く　（発明実施例での最高温度例、５５０°Ｃ）し
、焼鈍後の伸線減面率を激しく制限（発明実施例での最
高伸線減面率例は７０％）するものであった。

本発明者らはフラックスを充填した後の伸線過程途中の
焼鈍を行わないと金属粉相互の固着化が生しないことを
利用して、焼鈍なしで仕上がり径まで伸線時に断線がな
く製造でき、低水素で且つ溶接時に送給性などに問題が
ないワイヤの製造条件を種々検討した。

伸線過程中に焼鈍しないために生ずる第一の問題点とし
ては、通常、充填フラックス中には水分を含有している
ため、それがそのままワイヤ中の水分となり、溶接部に
ピットやブローホールあるいは水素による溶接割れ等の
欠陥を生じさせる点である。充填フラックスは従来、水
ガラスで造粒した後乾燥する方法で製造されており、原
料の持つ水分のほかに水ガラスの持つ水分が加算される
ので、フラックスを充填後、伸線過程中に脱水素の効果
を持つ焼鈍なしには使用できない。しかし、この問題は
、各種のフラックス原料を水ガラスで造粒せずに機械的
に混合しただけで充填することによって解決できること
が分かった。但し、この場合、原料自身の含有水分をで
きるだけ低くし、実質的に水分を含有しない原料（例え
ば水分含有量で０．０２％以下）を使用することが必要
であることが分かった。しかしながら、この場合、フラ
ックス原料は細粒であるため通気性及び流動性が悪く、
又金属粉系フラックス入りワイヤの場合は、金属粉を主
体とするため嵩密度が大きく、従って一般の非金属粉系
の場合に比バフラックス充填時の鋼管径としてはより小
径のものを使用する必要があり、これらの理由から従来
の振動充填法では相当の時間をかけても鋼管内にフラン
クスを充填出来ないということが分かった。この問題に
対しては真空中で振動充填すれば容易に充填できること
を見出すとともに、真空中で充填すれば細粒である充填
フラックスの表面吸着水分をも減少させ、ワイヤの水分
を減少させ得ることを見出だした。なお、この真空振動
充填法は、フラックス供給容器から溶接鋼管内までの全
体系を真空にして振動充填する方法で、容易に装置化出
来るものである。また、真空充填する場合、充填直前に
原料を十分乾燥するか又は水分含有量の多い原料を高温
で焼成し、水分を低くした後充填することにより、より
低水素のワイヤを得ることが出来る。これらの方法によ
って作られたワイヤを使用することにより、溶接部に水
分によるブローポールや水素による割れがなくなり、良
好な溶接性能を示す。

なお、本発明は金属粉の割合が８０％以上からなるフラ
ックス原料を２５％以下で充填してなる金属粉系フラッ
クス入りワイヤに限定される。これらの限定により、金
属粉系フラックス入すワイヤの本来の特徴、すなわちス
ラグ発生量が少なく又溶着速度が大で能率的であり且つ
溶接作業性か良好である等の特徴が生ずるものである。

これに対して、フラックス原料中の金属粉の割合が８０
％未満の場合、必然的にアーク安定剤、スラグ形成剤で
あるアルカリ又はアルカリ土類金属酸化物あるいはＴｉ
Ｏ□、５ｉＯｚなどの酸化物や弗化物などが多くなるた
めスラグ量を増加させ金属粉系フラックス入りワイヤの
本来の特性がなくなるので好ましくはない。又、充填率
の上限を２５％としたのはこれを超えると外皮金属の肉
厚が薄くなりすぎ、ワイヤの伸線工程において実用的な
いかなる条件下でも断線してしまい、伸線できなくなる
ためである。

（実施例） 以下に本発明のワイヤの製造方法を、実施例で詳しく説
明する。なお、実施例（本発明例及び比較例）製造方法
は以下に示す通常の製造で行っている。

（１）使用した原溶接鋼管は外径１２．７　ｍｍ、肉厚
２ｍｍの軟鋼である。（２）溶接鋼管内に充填するフラ
ックス原料は第１表に示すＡ、Ｂ、Ｃ及びＤの４種のも
のを使用した。そのうちＡ、Ｂ及びＣは、本発明が対象
とする金属粉系フラックス入りワイヤのフラックス原料
配合比を示すものであるが、Ｃば、フラックスの水分含
有量が多い例である。

Ｄは通常のフラックス入りワイヤの配合比を示すもので
ある。（３）フラックス原料は機械的に混合する場合は
粒度を４８メツシユ以下のものとした。

造粒する場合はバインダーとして水ガラスを添加し、造
粒、乾燥して作られ、その粒度は２０メツシユ以下のも
のとした。（４）溶接鋼管へのフラックス充填は、特公
昭４５−３０９３７号公報記載の方法と同様の振動充填
法によって行った。なお、真空中での充填方法は上記振
動充填装置に真空系内でフラックスを充填出来るように
改造した装置によって行った。フラックス充填率は１５
％とした。（５）仕上がりワイヤ径は１．２ｍｍである
。

第２表には造粒条件、充填方法及び焼鈍条件などのワイ
ヤの製造条件とそれらの条件による製造結果及び仕上が
りワイヤによる溶接結果を示した。

又、製造結果は伸線時の断線の有無と仕上がりワイヤの
外観で示し、仕上がりワイヤによる溶接結果は溶接時の
ワイヤ送給性の良、不良、ビート外観及び溶接金属の拡
散性水素量［ＪＩＳ　２３１１８による〕で示し、それ
らをまとめた総合判定を行なった。

ここでワイヤ送給性の判定は次の溶接条件で行なった。

〈溶接条件〉 極性：ＤＣワイヤ（＋）、 シールドガス：ＣＯ□、２５ｆｆｉ／分、溶接電流：２
ＢＯＡ（１，２φ） コンジッ（・長さ、３ｍ（コンジット、市販品）、スト
レート 第２表の製造条件と製造結果及び仕上がりワイヤによる
溶接結果から以下のごとく考察できる。

（１）　　Ｎｏ、１〜Ｎｏ、　３は本発明で規定する要
件を全て満足する実施例であり、ワイヤは伸線時断線も
なく、又ワイヤの仕上がり外観及び溶接時のワイヤ０ 送給性、ビード外観は良好で且つ拡散性水素も５ＣＣ／
１００ｇ以下であり総合判定として満足するものである
。このうちＮ０１３は充填直前に原料を１５０°Ｃで乾
燥しているため拡散性水素が特に低くなっている。

（２）　　Ｎｏ、４及びＮ０８６は金属粉系及び非金属
粉系充填フラックスを機械的混合したものであるが、充
填方法が真空充填方法でなく通常の方法であり、充填フ
ラックスが細粒の原料からなるため流動性が悪く長い時
間をかけても充填できなかった例である。

（３）　　Ｎｏ、５は機械的混合品の充填フラックスを
真空充填法で実施した例であるが、充填フラックス中に
水分を多く含存するため、ワイヤは問題なく製造される
が溶接時に水素によるビットが発生している。

（４）　　Ｎｏ、７は従来の製造法（造粒して、焼鈍す
る方法）による例で、出来上ったワイヤの性能は良好で
あるが、伸線時の断線を防ぐため焼鈍温度を低くし、焼
鈍ワイヤ径を２．２　ｍｍと細くして、１．２ｍｍの仕
上がり径までの伸線減面率を低くしたものであり、焼鈍
及びメツキ工程での生産性が低いものである。Ｎｏ、　
８も従来の製造法による例で、焼鈍径から仕上がり径ま
での伸線減面率が大きいため、断線が多発する例である
。Ｎｏ、　９は焼鈍温度が高くて断線が多発する例であ
る。

（５）　　Ｎｏ、　１０は造粒した充填フラックスを真
空充填法で充填した例である。水ガラスで造粒している
ため、水分含有量が多く溶接時に水素によるビットが発
生している。

１ ２ （発明の効果） 本発明によれば、特開平１−２４９２９８号公報で提案
した方法の問題点である焼鈍時間が長く且つ焼鈍ワイヤ
径が細くなるため焼鈍及びメツキ工程の生産性が低い点
を全面的に解決することができ、且つ銅メツキができて
耐錆性が良く、合わせ目がないためワイヤ振れが少ない
特徴をもつ、溶接鋼管を外皮とする合わせ目のない金属
粉系フラックス入りワイヤを低コストで製造することが
可能となり産業上益するところが極めて大である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属粉の割合が８０％以上からなるフラックス原料を２
   ５％以下で溶接鋼管に充填してなる金属粉系フラックス
   入りワイヤの製造方法において、充填フラックスとして
   水分を実質的に含有しない原料を使用し、造粒せず、機
   械的に混合した後溶接鋼管に真空中で充填し、伸線過程
   途中の焼鈍を行わず、仕上がり径まで伸線することを特
   徴とするワイヤ径２．０ｍｍ以下の金属粉系フラックス
   入りワイヤの製造方法。