JPH04162989A - 溶接用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〉 本発明は溶接用フラックス入りワイヤの製造方法に関す
るものであり、管状外皮材が例えば銅めっきされていて
、溶接作業時の通電性及び送給性に優れ、また良好なア
ーク安定性を示し、生産性の向上及び被溶接材の品質向
上に有利な、特に全自動及び半自動溶接に適する溶接用
フラックス入りワイヤを提供することを目的としている
。

〈従来の技術〉 溶接用フランクス人すワイヤは帯鋼を所定の断面形状に
成形し、脱酸元素、スラグ形成剤及びアーク安定剤等か
ら構成されるフラックスを充填し伸線等により製品径ま
で減径することにより製造されている。この溶接用フラ
ックス入りワイヤは使用条件の簡便さから軟鋼、合金鋼
及びステンレス等の高合金鋼に至るまで広範に用いられ
ている。

一般に、溶接フラックス入すワイヤは大きく分けると三
つの方法に分けられる。

第一法として、所定成分を有する帯鋼板をロール等によ
りＵ字形に成形した後、所定組成を有するフラックスを
供給充填し、所定断面形状に成形した後、伸線等により
製品径まで減径されることにより製造される。

また第二法として、所定成分を有する鋼帯を開ロした溝
に成形し、該溝に所定組成を有するフラックスを次工程
の造管溶接時における管内に満たない範囲で落下供給し
た後、溝の縁を閉じ長手方向連結部を溶接して密封した
管を連続的に造管成形し、そしてフラックスを管内部に
強固に詰め込むように管の寸法を減少するために伸線す
ることにより製造されている。

また第三法として、所定成分を有する銅帯を開口した溝
に成形し、常法により溝の縁を閉じ長手方向連結部を溶
接して密封した管を連続的に造管成形し、−旦巻取り所
定長さのコイルとした後、下端部を閉じ上端部より所定
組成を有するフラックスを落下または振動により供給し
た後、伸線等により製品径まで減径される。この際外皮
材の加工硬化の程度に応じて適宜軟化焼鈍が付与される
。

〈発明が解決しようとする４１題＞ これらの方法で製造されたワイヤはその構造工種々の長
所と短所を有している。即ち、第一法では帯鋼板をＵ字
形に成形した後、フラックスを供給充填し、所定断面状
に成形された帯鋼の合わせ目を完全には閉じることがで
きないために、次のような問題がある。

■　開口部の存在により製造時に潤滑油、伸線加工時の
潤滑剤等が侵入するとともに、ワイヤの輸送保管時にお
いて吸湿が起こる。このような外来物の侵入により溶接
時に拡散性水素が増大したり、ワイヤ内外面の酸化を促
進し溶着金属の酸素量を増加させ機械的性質の劣化を招
く。

■　溶接時の導電性の向上と防錆効果に有効である銅め
っきを施すことが通常の湿式法ではその構造上困難であ
り、溶接作業の安定性の点で問題がある。

また、第二法では、銅帯を開口した溝に成形し、フラッ
クスを次工程の造管溶接時における管内に満たない範囲
で落下供給した後、溶接して密封した管を連続的に造管
成形し、伸線及び銅めっきするために次のような問題が
ある。

■　溶接位置における溶接熱によるフラックス粉末の変
質劣化とともに溶接後の管寸法減少工程においてフラッ
クスを管全体に満たし、管内の空気を除去し、フラック
スの管長手方向の移動によりフラックス充填率のばらつ
きが住じ易い。

このために安定した溶接作業性が得られにくいという欠
点がある。

■　製造可能な素管の径には成形及び溶接設備の制約か
ら製品径と比較して著しく、大きく、減径のために数多
くの伸線を行う必要がある。この場合伸線による加工硬
化のため強度が高くなり伸線が困難となると共に材質的
にも劣化する。

これを回避するために通常、高温での軟化焼鈍が施され
る。この処理のためフラックスは熱劣化を起こし、添加
できるフラックス成分に制約がある。このために溶接作
業性を最良の状態にすることが極めて困難である。また
、工程が多いために製造コストが高い欠点も存している
。

また、第三法では、予め鋼管を作製し、フラックスを充
填するため次のような問題がある。

■　フラックスを効率的に充填するためにフラックス自
体に造粒等の処理が必要となるとともに、素管の径は製
品径と比較して著しく大きく、減径のために数多くの伸
線を行う必要がある。この場合伸線による加工硬化のた
め強度が高くなり伸線が困難となると共に材質的にも劣
化する。

これを回避するために通常、高温での軟化焼鈍が施され
る。この処理のためフラックスは熱劣化を起こし、添加
できるフラックス成分に制約がある。このために溶接作
業性を最良の状態にすることが極めて困難である。また
、工程が多いことと、充填可能な管の長さに制約がある
ため生産性も低く、製造コストが高い欠点も有している
。

なお特開昭５７−５２５９５号公報ではこれらの欠点を
解消する目的で予め銅めっきした帯鋼を用い、従来法に
より合わせ目のある溶接用フラックス入りワイヤの製造
方法を従業している。しかし本方法では銅めっきを施す
製造ラインが別途独立に必要であるために生産性及び経
済性に難点がある。

また、特開昭５４−１０９０４号公報では鋼帯を開口し
た溝に成形し、該漠にフラックスを次工程の造管溶接時
における管内に満たない範囲で落下供給した後、溝の縁
を閉じ長手方向連結部を溶接して密封した管を連続的に
造管成形し、そしてフラックスを管内部に強固に詰め込
むように管の寸法を減少することにより製造する方法が
開示されている。

さらに特公昭６３−２１５９９号公報では、上記の特開
昭５４−１０９０４号公報における問題点を溶接位置に
おける溶接熱によるフラックス粉末の変質劣化と溶接に
より発生する磁場によりフラックスが渦を巻き溝の縁を
接触表面に付着して溶接を弱めることがあるとしている
。またフラックスの供給量が制限されるので必然的に製
品のフラックス充填率が低く制限されるとともに溶接後
の管寸法減少工程においてフラックスを管全体に満たし
、管内の空気を除去し、フラックスの管長手方向の移動
によりフラックス充填率のばらつきが生じ易いとしてい
る。

これらの問題点に対して、特公昭６３−２１５９９号公
報では調帯を円筒形に成形し、咳銅帯の両側縁を溶接し
て電縫管を成形しながら該電縫管内にフラックス粉末を
供給充填してフラックス入り電縫管を成形し、フラック
ス入りワイヤを製造するにおいて、前記フラックス粉末
の供給は該溶接位置において電縫管内を満たさないもの
とし、しかも溶接位置におけるフラックス粉末の移動速
度を電縫管の移動速度よりも速くすることにより製造す
る方法が開示されている。この具体的方法として、溶接
位置前後の銅帯部及び電縫管部を流下フラックス粉末の
安息角以上に傾斜する方法およびフラックス供給管を用
いることを提案している。

しかしながら本方法においては、溶接位置前後の銅帯部
及び電縫管部を流下フラックス粉末の安息角以上に傾斜
させるためフラックスの流下距離が長くなりフラックス
を構成している粉粒体の密度、組成、粒径、粒形の差に
より流下中に分級化が進行し到達位置でのフラックス組
成の偏析及び変動が生じる恐れがある。また流下したフ
ラックスは堆積位置において激しく衝突するためフラッ
クス中の微粉粒が飛散逆流し溶接点において磁場の作用
により吸着し溶接部の品質を劣化させ後工程の冷間伸線
性を害する。

さらにフラックス供給管を用いる方法では供給断面積が
必然的に電縫管断面積より小さくせざるを得ないためフ
ラックスの供給速度を大きくせざるを得ない。このため
に、フラックスに高い流動性を付与するためにフラック
スの粒度調整のための造粒などの予備処理が必要となる
。このために溶接作業性をまたは溶接部の機械的性質に
悪影響を与える造粒剤を添加する必要があるとともにコ
スト上昇を招くなどの欠点を有している。

本発明は前記従来技術の諸問題点を解消し、連管溶接を
行うことなく、外皮材の合わせ目を閉じ、かつ銅めっき
処理を施した、ワイヤの送給性及び溶接作業性に優れ、
生産性良好で経済性に優れた溶接用フラックス入りワイ
ヤの製造方法を捷供することにある。

〈課題を解決するための手段〉 本発明者らは従来技術の問題点に対し広範な研究を行い
、本発明を完成することができた。

即ち、本発明は、帯鋼をパイプ状に成形した管状外皮材
の中にフラックスを供給し、得られたフラックス入り鋼
素線を伸線することにより溶接用フラックス入りワイヤ
を製造する方法において、前記フラックス入り鋼素線を
芯材として押出成形装置に導き、当該芯材の外周面にめ
っき線材を押出成形により複合し、得られたフラックス
入りめっき材被覆鋼素線を中間伸線を経て、所定線径に
なるまで仕上伸線することを特徴とする溶接用フラック
ス入りワイヤの製造方法である。

く作　用〉 次に本発明の内容につき以下詳細に説明する。

第１図は本発明に関する製造工程の具体例を示す流れ図
である。

調帯払い出し工程■においてボビン等に巻かれた銅帯を
引出し成形工程■に送る。該成形工程において鋼帯はフ
ォーミングロールにより溝形から円筒形に屈曲成形され
た管状外皮材は次のフラックス供給工程■に送られる。

この工程■においてフラックスの供給が円筒形に成形さ
れた管状外皮材の端部開口から行われる。その後、この
フラックス入り鋼素線を芯材として押出し成形装置■に
導き、例えば銅線■にて表面被覆を行う。本めっき処理
により芯材表面の導電性の同上と防錆効果が飛躍的に向
上し従来型の溶接を施さない合わせ目を有するワイヤで
は得られない品質の向上が起こるのである。なおこの工
程でのめっき材は銅に限定されるものではなく必要に応
じてＡ１．、ＺｎＳＳｎなどの単体または複合めっきで
あってもよい。

ここで、用いる押出成形装置■は簡単な方法として公知
の鋼線をフラットに加工して、フラットな鋼線のまわり
に鋼を被覆するコンフォーム押し出し法や回転ロール法
（米国特許Ｎα３９３４４４６公報参照）及び複合室を
設けたダイス押し出し装置（特公昭４９−４３４６７号
、特開昭６１−２６６１２４号公報参照）等が知られて
おりこの改良型も多数開発されており、これらの成形装
置を用いることにより実現できる。

その後、中間伸線を経て所定の線径まで仕上伸線工程■
で仕上伸線され、そして巻取工程■により巻取られ溶接
用フラックス入りワイヤの製品■となる。このように本
発明では、溶接によるフラックスの劣化、中間の軟化焼
鈍を必要とせず、また従来鋼めっきに必要なシアン化銅
等の有害な化学物質を使用することなく、高品質の製品
が生産性高くかつ低コストで製造できる。

〈実施例〉 外皮材としてＪＪＳ　　５ＰＣＣからなる厚さ１．０ｍ
、輻１２．５ｍの銅帯を第１図に示すごとく払い出し、
フォーミングロールによりＵ形から円筒形に屈曲成形さ
れ次のフラックス供給工程に送られる。

この工程においてフラックスを供給し充填される。

その後、押し出し成形装置に導き、１．０＋＋ｎφの銅
線にて押し出し成形により表面被覆を行う。その後、こ
の工程に次いで中間伸線を施したのち、仕上伸線により
最終寸法１．２ｏｎφ径まで冷間伸線され、巻取られフ
ラックス入りワイヤとした。このワイヤを用いて溶接性
試験を行った。比較のために上記と同条件で押出し成形
装置による銅めっき工程のみを省略したフランクス入り
ワイヤを製造し、上記と同条件で溶接性試験を行った。

更に参考のため、１３．０ｒｘｒａφＸ１．６酎りの溶
接管に同一組成のフラックスを充填し中間伸線をし、３
．０ａｍ＋φで中間焼鈍を施したのち酸洗、銅めっきを
施し、最終寸法１．２薗φ径まで冷間伸線され、巻取ら
れフランクス入りワイヤとした。このワイヤを用いて溶
接性試験を行った。

試験条件として炭酸ガス量２２β／紘、を流３２０Ａ、
電圧２８Ｖ、溶接速度３００ｍ／ｍ、電源電極直流、水
平すみ肉自動溶接で実施した。

これらの試験結果を第１表に示す。

（注）　評価：Ｏ良好、×　悪い 第１表から分かるように、比較例ｌｌｌ０．１は銅めっ
き工程を省略した方法で製造されたものであるが、表面
の耐錆性が劣るために送給性が劣化している。

また、シーム部の存在により吸湿のためスパックも多く
溶接ビード外観が劣る。比較例Ｎα３は溶接管にフラッ
クスを充填し、銅めっきを施すことにより製造したもの
であるが、中間焼鈍が付与されていることから溶接作業
性が劣る。これに対して、本発明法により製造した実施
例Ｎｏ、２は耐錆性、溶接作業性及び送給性が向上する
ため溶接品質が著しく良好となった。

〈発明の効果〉 以上説明した如く、本発明によれば、如何なる形態をも
つフラックスを用いることも可能なため溶接ワイヤとし
ての品質を損なうことなく溶接作業時の通電性及び送給
性に優れ、また良好なアーク安定性を示し、生産性が高
く、経済的に被溶接材の品質向上に有利な溶接用フラッ
クス入りワイヤを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１回は本発明に関する製造工程の具体例を示す流れ図
である。 １・・・銅帯払い出し工程、 ２・・・成形工程、 ３・・・フラックス供給工程、 ４・・・押出し成形工程、 ５・・・銅線供給工程、 ６・・・仕上伸線工程、 ７・・・巻取り工程、 ８・・・製品。 特許出願人　　　川崎製鉄株式会社 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 帯鋼をパイプ状に成形した管状外皮材の中にフラックス
   を供給し、得られたフラックス入り鋼素線を伸線するこ
   とにより溶接用フラックス入りワイヤを製造する方法に
   おいて、前記フラックス入り鋼素線を芯材として押出成
   形装置に導き、当該芯材の外周面にめっき線材を押出成
   形により複合し、得られたフラックス入りめっき材被覆
   鋼素線を中間伸線を経て、所定線径になるまで仕上伸線
   することを特徴とする溶接用フラックス入りワイヤの製
   造方法。