JPH0329517B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はステンレス鋼を外皮材として用い、細
径ステンレス鋼用フラツクス入りワイヤを製造す
るに際し、通常は必須条件と考えられている軟化
焼鈍（溶体化焼鈍）なしに細径ワイヤ（1.6mmφ，
1.2mmφ等）を製造する方法を提供するものであ
る。 一般にステンレス鋼用フラツクス入りワイヤ製
造には、ステンレス鋼フープ（（帯鋼）が使用さ
れる。ところがステンレス鋼は加工硬化が軟鋼に
比べて著しく大きく、又軟化焼鈍するためには溶
体化焼鈍温度（約1050℃）まで加熱する必要があ
り、一般軟鋼を外皮材とするフラツクス入りワイ
ヤに比べて生産工数が増大すると共にコストが著
しく高くなる。 例えば2.0mmφ直径以下のワイヤ製造法として
は、ステンレス鋼外皮材を用い、これにフラツク
スを封入した後、成形、伸線加工する方法が一般
に採用されてきたが伸線加工中、加工硬化が著し
いので２〜３ダイス毎に溶体化焼鈍を行い、伸線
加工をしていた。このため製造に多くの工数を要
すると共にコストが増大し、又品質的には、溶体
化焼鈍温度まで加熱するので、1000℃以下で分解
するフラツクス原料が添加出来ず、溶接作業性向
上を狙つたアーク安定剤など分解温度の低いフラ
ツクス原料添加の制約から溶接作業性改善の隘路
となつていた。このため従来は軟鋼を外皮材とし
て用い、内部にニツケル、クロム等の合金材を添
加して溶着金属がステンレス鋼となるように設計
されたフラツクス入りワイヤも市販されていた。
ころがこの種のワイヤは生産工数及びコスト面で
はすぐれた特徴をもつているが内部に包含される
合金材の量が多くなり、ワイヤ全体に占める充填
フラツクスの割合が35％以上となつてしまう。こ
のため細径（2.0mm以下）まで加工することが、
外皮材の加工限を超えてしまうので、非常に困難
となり、従来から2.4mmφ以上のワイヤについて
のみ製造されてきた。しかしワイヤ径が太いと全
姿勢で溶接することがむずかしいので2.4mmφ以
上のワイヤの用途は下向姿勢でのみ使用されてい
た。 そこで本発明者等は之等の問題を解決する方法
を種々検討した結果、ステンレス鋼を外皮材とし
て用い直径2.0mm以下の細径のワイヤを途中軟化
焼鈍工程を入れることなく加工する方法を見出し
た。 すなわち本発明の要旨とするところはステンレ
ス帯鋼を成形し、之にフラツクスを充填し、成
形、伸線してフラツクス入りワイヤと製造するに
際して、帯鋼の厚さＴ＝0.16〜0.20mm、帯鋼の厚
さＴと幅Ｌの比Ｌ／Ｔが30〜65であるステンレス
帯鋼を使用し、フラツクスを充填した帯鋼を析り
込み形状の断面に成形し、その後溶体化焼鈍なし
に帯鋼の厚さＴと最終製品のワイヤ外皮厚ｔの比
ｔ／Ｔがｔ／Ｔ≧0.90になるようにして直径1.2
〜1.6mmの細径ワイヤに伸線することを特徴とす
る細径ステンレス鋼用フラツクス入りワイヤの製
造方法にある。 以下本発明を詳細に説明する。 前記した如く、ステンレス鋼は加工軟化性が大
であり、伸線加工することにより硬化して断線し
てしまうことが多く、従つて1.6mmφ、1.2mmφ細
径まで伸線するために、従来溶体化焼鈍を施して
ワイヤを軟化させながら所望の細径ワイヤ仕上げ
ていた。 本発明者らはこのようなコスト上昇につながる
溶体化焼鈍なしに所望の細径ワイヤを得るための
製造方法の研究を行つた結果、帯鋼の断面形状を
示すＬ／Ｔ（Ｌ：幅、Ｔ：厚さ）および帯鋼の厚
さＴと最終製品のワイヤ外皮厚ｔとの比ｔ／Ｔに
着目し、該フアクターＬ／Ｔ，ｔ／Ｔが所定範囲
内にある場合はワイヤの硬化限度内において（従
つて溶体化焼鈍を施こすことなく）所望の細径の
最終製品に仕上げることが可能なことを見い出し
た。 すなわちフアクターＬ／Ｔ，ｔ／Ｔについて、
厚さ0.1mm、0.16mm、0.20mm、0.30mm、0.40mmの
JISG4304の304L相当の帯鋼を用い、それぞれ６
mm、７mm、８mm、９mm、10mmの幅に切断して25種
類の帯鋼を準備し、第１図ｈに示す断面形状の
1.2mmφ直径ワイヤに仕上げる実験を行つた。 ここで第１図について説明するとJIS G4304の
304L規格該当の成分の帯鋼を外皮材として用い、
これをローラにてＵ字形に加工するａ，ｂ。この
溝の内にルチール系配合フラツクスをワイヤ重量
当り16％になるよう充填し、更にローラーにて〇
形に丸めるｃ，ｄ。その後〇形の真上よりローラ
ーにて中心部を押し込み外皮材の両端部を内側へ
押込む形状にするｅ，ｆ。この形状変化を第１図
ａ〜ｆに示す。 このように第１図ｆに示す如く円形に加工し、
外皮材が内部に押し込まれ、その間にフラツクス
が包含される形状となる様ローラーにて加工した
後、上下、左右より順次溝半径を小さくした溝付
ローラにて押し付けワイヤ径が細くなるように加
工し第１図ｇに示す如く1.6mmφ直径のワイヤに
仕上げる。 更に1.2mmφ直径のワイヤｈまで仕上げる場合
は、順次溝半径を小さくした溝付ローラにて押付
け加工することにより所要径を得ることが出来
る。 この実験の結果フアクターＬ／Ｔが26以下の組
合せではフラツクスの充填率が15％以下となり、
通常のフラツクス入りワイヤとして良好な品質と
作業性を提供しうるワイヤを製造することが出来
ない。しかも加工硬化が著しく伸線途中で断線す
る場合が多い。又Ｌ／Ｔが70以上の組合せでは製
品ワイヤの外皮厚が薄くなり溶接時に座屈して送
給性不安定になりやすい。そして成形時フラツク
ス量の帯鋼内容積に対して占める割合が小さくな
る結果、フラツクスが移動しやすくなり、フラツ
クス充填率のバラツキをもたらすことが判明し
た。これからフラツクス充填率を適正でかつバラ
ツキのない細径ワイヤを得るためのＬ／Ｔ値は30
〜65の範囲であることが必要であることが確めら
れた。 次に0.30mm及び0.40mm厚みの帯鋼を使用したも
のはいずれも加工硬化が著しく、軟化焼鈍するこ
となしに1.35mmワイヤ径より細くすることが出来
なかつた。又断面の形状も揃わず真円の断面を有
するワイヤに仕上げることがむずかしい。0.30mm
及び0.40mm厚みの帯鋼を使用したワイヤについて
最終ワイヤサイズの断面を切り樹脂に埋込んでワ
イヤ断面を研磨し、ワイヤ外皮を測定したところ
ワイヤ外皮の厚さをｔ、原帯鋼の厚さをＴとする
と、ｔ／Ｔ：0.80〜0.88の範囲であつた。即ち、
ｔ／Ｔが0.90未満であると加工硬化が著しくなり
軟化焼鈍なしに加工することが困難であることを
示している。 以上の結果、軟化焼鈍することなく2.0mmφ直
径以下の細径ワイヤを製造するためには (1) Ｔ／Ｌ：30〜65 (2) ｔ／Ｔ≧0.90 の条件が必要とされる。 従来フラツクス入りワイヤの外皮材として使用
される帯鋼は最終製品に仕上げるワイヤ径によつ
て異なるが一般の円形断面では0.35mm〜1.00mmの
厚さのものが使用されている。又、一般のノーガ
スシールドタイプの折込型断面では0.25mm程度の
厚さのものが使用されている。 しかし1.6mmとか1.2mm直径の細径ステンレスワ
イヤを伸線加工途中で軟化焼鈍することなく製造
するためには前述の如く外皮材の加工を硬化限度
内に押えることがどうしても必要となり、従来の
帯鋼厚さのものを使用して成功することは出来な
い。又帯鋼のＬ／Ｔが30〜65の条件を満す場合で
あつてもＴ＝0.1mm厚さの帯鋼を使用したワイヤ
は、ワイヤ外皮が薄いため伸線加工中切断しやす
く、生産性が悪い。これから帯鋼の厚さＴについ
ては0.16〜0.20mm程度が最も適しているといえ
る。 一般にフラツクス入りワイヤの断面形状は本実
施例の第１図ｇの如く帯鋼両端部を内部へ析り込
んだものと第２図ａ，ｂに示す如く単純な〇形状
の帯鋼両端部を内部に折込まないものに分けられ
る。そこで本発明者等は第２図ａ，ｂ両方の断面
形状についても上述と同様の実験を実施した。し
かし第２図ａ，ｂの断面形状は、外皮材を内部に
折り込まない形状であるので、いずれの場合も帯
鋼を丸めて成形た際帯鋼内容積に比べて充填フラ
ツクス量のかさが小さくなり、ワイヤを円形に加
工する途中でワイヤ振動によりフラツクスが移動
しやすくなり、結果的にフラツクス充填率にバラ
ツキのあるワイヤが出来上り、溶着金属の成分に
バラツキを生じ品質的に好ましくない。第２図
ａ，ｂの如き断面形状で充填フラツクスの移動を
押えるためには帯鋼幅に対し帯鋼の厚みを増して
やれば結果的に帯鋼成形時の内容積が小さくなり
フラツクスの移動を押えることは可能である。し
かしステンレス鋼の帯鋼を使用する場合は、1.6
mmφ、1.2mmφ等の所要径に伸線する際、外皮厚
さが加工されるに従いうすくなり本発明者等の実
験より明らかになつている下記の限界範囲を超え
てしまう。ｔ／Ｔ≧0.90（ｔ：ワイヤ外皮厚さ、
Ｔ：原帯鋼厚）このため所要径まで加工すること
が出来ず加工途中で折損する。 これに対して第１図の例、すなわち円形に帯鋼
を丸めた後、溝付ローラーにて減面加工する際、
帯鋼両端を内部に析り込む場合には、フラツクス
が締まるにつれて帯鋼が内部へ折れ込むので長手
方向の伸びが単純な〇形状のワイヤに比べて少く
なり加工硬化が少なくてすむ。このことから本発
明に係わるワイヤ断面形状としては第１図に示す
如き折り込み形状とする。 本発明の効果を第１表に示す実施例により説明
する。 No.１，No.２は帯鋼の厚み幅との比Ｌ／Ｔ及び帯
鋼の厚さと製品ワイヤ外皮厚の比ｔ／Ｔが本発明
範囲より外れる例でありワイヤ外皮が硬化して断
線し製品ワイヤまで至らなかつた。No.３〜No.７は
本発明実施例であり良好な伸線加工性を示すとと
もに溶着金属の化学成分及び機械的性質もAWS
A5・22の各々の該当規格値を満足し、又ワイヤ
送給性、延性も十分である。No.８，９は帯鋼の幅
と厚みの比Ｌ／Ｔが本発明範囲より外れた例であ
り、ワイヤ径に比較し外皮厚さが薄すぎるためワ
イヤが溶接時座屈しやすく送給性が不安定であ
る。又、充填フラツクスのバラツキが生じ品質上
好ましくない。さらに帯鋼の厚さが薄すぎる
（0.1mm）ため伸線加工中に断線しやすかつた。No.
10及び11は所望の製品ワイヤ断面形状が単純な〇
形状の例でｔ／Ｔが本発明範囲外でありワイヤ外
皮が加工されすぎて硬化し断線して製品に至らな
かつた。

【表】

【表】

【表】 なお本明細書の説明では溝付ローラーにて伸線
する方法を示したが、実開昭55−129506公報に示
されているカセツトローラを用いても同様の結果
が得られる。 本発明により得られるステンレス鋼用溶接材料
の細径フラツクス入りワイヤ、特にガスシールド
タイプの細径ステンレス鋼用フラツクス入りワイ
ヤは溶接作業能率が被覆アーク溶接に比べて非常
に高いこと、又溶接棒の継目がないことから溶接
終端のクレータ部位置を自由に選択出来ることか
ら、オーステナイト系ステンレス鋼溶着金属特有
のビード継目、クレータ割れの問題を解決出来
る。又、ソリツドワイヤに比べてもスラグ生成剤
を有しているためビード表面の仕上りが非常に美
麗であり、使用者にとつて非常にメリツトが大き
い。 以上の如く本発明によれば従来軟化焼鈍工程な
くしては製造不可能とされてきた細径ステンレス
鋼用フラツクス入りワイヤを、軟化焼鈍なしに製
造しうる方法を提供しうるものであり、産業界に
稗益するところが極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は帯鋼外皮材を成形し、之にフラツクス
を充填し、成形、伸線してフラツクス入りワイヤ
を製造する際の外皮材の断面形状の変化を示す
図、第２図は断面が単純な丸形で帯鋼の両端部を
内部に折込まない場合のフラツクス入りワイヤの
断面形状を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ステンレス帯鋼を成形し、之にフラツクスを
   充填し、成形、伸線してフラツクス入りワイヤを
   製造するに際して、帯鋼の厚さＴ＝0.16〜0.20
   mm、帯鋼の厚さＴと幅Ｌの比Ｌ／Ｔが30〜65であ
   るステンレス帯鋼を使用し、フラツクスを充填し
   た帯鋼を折り込み形状の断面に成形し、その後溶
   体化焼鈍なしに帯鋼の厚さＴと最終製品のワイヤ
   外皮厚ｔの比ｔ／Ｔがｔ／Ｔ≧0.90になるように
   して直径1.2〜1.6mmの細径ワイヤに伸線すること
   を特徴とする細径ステンレス鋼用フラツクス入り
   ワイヤの製造方法。