JPH04231195A - 溶接用ステンレスワイヤ - Google Patents

溶接用ステンレスワイヤ

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JPH04231195A
JPH04231195A JP40946390A JP40946390A JPH04231195A JP H04231195 A JPH04231195 A JP H04231195A JP 40946390 A JP40946390 A JP 40946390A JP 40946390 A JP40946390 A JP 40946390A JP H04231195 A JPH04231195 A JP H04231195A
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Koji Suzuki
孝司 鈴木
Tetsuro Abe
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、溶接用ステンレスワ
イヤに関するものである。さらに詳しくは、この発明は
、溶接作業性に優れ、しかも溶接部の疲労強度と耐食性
の向上が可能な、ガスシールド溶接用のステンレスワイ
ヤに関するものである。
【0002】
【従来の技術とその課題】従来より、ステンレス鋼相互
の、あるいはステンレス鋼と鋼との溶接部には、たとえ
ば自動車用排ガスシステムの場合のように耐食性、耐熱
性、耐疲労性等の諸特性が要求されることが多いため、
アルゴンガスや二酸化炭素等の不活性ガスによってシー
ルドしてステンレスワイヤを用いて溶接するMIG溶接
等によって溶接が施されてきている。
【0003】そしてこのようなガスシールド溶接のため
のステンレスワイヤについても各種の改善、工夫が加え
られてきており、たとえばこの発明の出願人によっても
、溶接時のスパッタリングの抑制やブローホールの防止
を図って溶接性を向上させるために、ステンレスワイヤ
の表面に銅メッキを施し、さらにその表面に潤滑油を塗
布したワイヤ(特開昭55−147498  号)や、
アークスタート性を改善し、スパッタリングの発生を減
らして溶接性を改善するために、ステンレスワイヤの表
面に銅メッキ、または銅とニッケルとの合金メッキを施
したもの(特願平2−150181号)が提案されても
いる。
【0004】しかしながら、これらの提案によって溶接
性の改善がみられたものの、依然として解決すべき課題
が残されているのが実情であった。すなわち、ステンレ
スワイヤの表面に銅メッキ、あるいは銅・ニッケル合金
メッキを施したものは、銅メッキ層の存在によって高い
導電性が得られ溶接性の改善がみられるものの、ステン
レスワイヤにメッキ被覆した銅には剥離が生じやすく、
特に伸線加工ではこの剥離が避けられなかった。このた
め、溶接性の向上にはおのずと限界があった。
【0005】銅・ニッケル合金メッキのように、ニッケ
ルの添加によってこの剥離性は若干改善することができ
るものの、どうしてもその剥離を抑止することができず
、また、ニッケルメッキだけにする場合には導電性に劣
り、かつ伸線加工性も劣るという問題があった。このた
め、従来のメッキ被覆ステンレスワイヤでは溶接性の向
上には限界があった。
【0006】しかもまた、これらの従来のステンレスワ
イヤの場合には、銅メッキ、銅・ニッケル合金メッキを
施してあっても、たとえば図1に示したように、軟鋼を
使用する場合に比べて粘性が高いために溶接金属ビード
(1)の余盛角(θ)が滑めらかでなく、ビード余盛高
さ(h)が高くなりやすい。このため、ビード(1)に
よる継手付近の疲労強度が劣るという問題があった。ま
た、ビード(1)の溶込み深さ(d)も深くなりやすい
ため、ワイヤ合金の希釈率が高まり、Cr濃度の低下に
よって腐食されやすいという欠点があった。
【0007】このため、ビード(1)の余盛角(θ)を
滑めらかにし、かつ、溶込み深さ(d)を浅くするとい
う、その形状の改善によって継手の疲労強度や耐食性を
向上させることが大きな課題となっていた。この発明は
、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、従来
のステンレスワイヤの欠点を改善し、溶接性をさらに向
上し、しかもビード形状の改善によって疲労強度や耐食
性を向上させることが可能な新しい溶接用ステンレスワ
イヤを提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するものとして、ステンレス鋼製ワイヤの表面に
、Ni層、Cu層を順次被覆してなることを特徴とする
溶接用ステンレスワイヤを提供する。また、この発明は
、被覆後に伸線加工し、たとえば被覆後のNi層および
Cu層の合計厚みを0.1 〜6μmとすること、さら
には、Ni層とCu層との厚さの比がNi/(Ni+C
u)≦3/4 とすることを好ましい態様としてもいる
【0009】添付した図面の図2に沿って説明すると、
この発明の溶接用ステンレスワイヤ(2)は、ステンレ
ス鋼製ワイヤ(3)の表面にまずNi層(4)を被覆し
、さらにこのNi層(4)の上にCu層(5)を被覆し
ている。このNi層(4)およびCu層(5)の被覆は
、いわゆる電解メッキ、溶融メッキ等のメッキによって
施してもよいし、気相蒸着被覆として形成してもよい。
【0010】たとえばこの図2に示した通りの被覆構成
とすることにより、ステンレスワイヤ(3)とNi層(
4)との密着性は著しく増大し、またこのNi層(4)
とCu層(5)との密着性も良好となる。このため、従
来の溶接ステンレスワイヤのように、ステンレスワイヤ
に銅や、銅・ニッケル合金をメッキ被覆した場合の被覆
層の剥離という問題は発生せず、溶接作業中のトラブル
も生じない。このため、スパッタリング、ブローホール
生成も効果的に抑止される。
【0011】また、Ni層(4)表面へのCu層(5)
の被覆によって通電性も良好となり、アークスタート性
も優れたものとなる。このようなステンレスワイヤの溶
接性の改善は、従来の銅メッキ、あるいは銅・ニッケル
合金メッキを施したステンレスワイヤからは全く予想し
えなかったことである。
【0012】しかもまた、上記の通りのこの発明のステ
ンレスワイヤの場合には、図1に示した溶接部の余盛角
(θ)が滑らかになり、余盛高さ(h)も低くなるので
、応力集中が減り、溶接部、すなわちビード(1)両側
の疲労強度が向上する。そして、ビード(1)の母材へ
の溶込み深さ(d)も浅くなるので、希釈によって生じ
るビード(1)中のCr濃度低下も抑えられ、溶接部、
すなわちビード(1)そのものの耐食性が向上する。
【0013】このような疲労強度、耐食性の向上は、ス
テンレス鋼相互の、またはステンレス鋼と鋼との溶接部
全体の耐久性を著しく向上させる。以上の通りのこの発
明の溶接用ステンレスワイヤ(2)については、適宜に
伸線加工して溶接に供するが、この場合のNi層(4)
およびCu層(5)の厚みとしては前記した通り、その
合計厚みとして0.1 〜6μmとすることが好ましく
、さらにはその両者の厚みの比を、Ni/(Ni+Cu
)≦3/4 とするのが好ましい。もちろんこのような
範囲は臨界的なものでなく、この発明の特徴的好例とし
て規定されるものである。
【0014】ガスシールド溶接については、アルゴンガ
ス、ヘリウムガス、CO2 ガス等の不活性ガスによっ
てシールドすることができ、たとえばアルゴンガスに1
〜5%O2 、30%以下のCO2 、あるいは3%以
下のO2 および20%以下のCO2 等の混合ガスと
して併用してもよい。以下、実施例を示し、さらに詳し
くこの発明について説明する。
【0015】
【実施例】実施例1〜5 ステンレス鋼製ワイヤ(SUS430)の表面に電気メ
ッキによりNiおよびCuを順次被覆し、伸線加工によ
って溶接用ワイヤとした。被覆層の厚みを相違させ、剥
離の有無、通電性、アークスタート性、スパッタリング
の有無等について、従来のステンレスワイヤと比較しつ
つ評価した。
【0016】溶接は、シールドガスとしてアルゴンおよ
び5%O2 を用い、溶接電流140A、アーク電圧1
9V、溶接速度50cm/分の条件下のパルスMIG法
により行った。その結果を表1に示した。この発明の溶
接用ステンレスワイヤの優れた特性が確認された。
【0017】
【表1】
【0018】実施例6 図1(a)に示した突合わせ溶接を行い、得られた継手
について軸力片振り疲労強度試験を行った。試料として
は、母材にSUS430を用い、ワイヤとしては、フェ
ライト系JIS  Y−430に表2に示した通りの各
種厚みの被覆を形成したものを使用した。母材の厚みは
6mmとした。
【0019】溶接は、シールドガスとしてアルゴンおよ
び5%O2 を用い、溶接電流140 A、アーク電圧
19V、溶接速度50cm/分の条件で、パルスMIG
法によって行った。この時のビード余盛角度(θ)と2
00 万回の疲れ強さ(疲れ限度)を評価した。その結
果も表2に示した。
【0020】この発明のワイヤにおいては、層厚みがN
i/(Ni+Cu)≦3/4 の場合に、余盛角度(θ
)が大きく、ビードの止端角が滑らかになり、疲労強度
が向上することが確認された。 実施例7 実施例6と同様に、母材として6mm厚のSUS304
を用い、またワイヤにはJISオーステナイト系JIS
  Y−309に各種厚みのNiおよびCuメッキを施
したものを使用した。
【0021】溶接は、溶接電流200 A、アーク電圧
22V、溶接速度100cm /分の条件下に、パルス
MIG法により行った。シールドガスは、アルゴンと5
%O2 を使用した。実施例6と同様にして、余盛角度
(θ)と疲れ限度(Kgf/mm2 )を評価し、この
発明のステンレスワイヤの優れた特性を確認した。その
結果を表3に示した。
【0022】
【表2】
【0023】
【表3】
【0024】実施例8 図1(b)と同様にして、重ねすみ厚溶接を用い、継手
部で、336 時間(14日間)の塩水の噴霧試験(J
IS  Z  2371)を行った。母材としては、2
mm厚のSUS410Lを、また、ステンレスワイヤと
しては、フェライト系JIS  Y−430に、表4に
示した各種厚みのNiおよびCuメッキを施したものを
使用した。厚みは実施例6〜7と同様に、伸線加工後の
ものを示している。
【0025】溶接は、電流140 A、アーク電圧19
V、溶接速度50cm/分の条件で、パルスMIG法に
より行った。シールドガスは、アルゴンおよび5%O2
 を用いた。この時の、ビードの溶込み深さ(d)と、
耐食性を評価し、その結果も表4に示した。この発明の
ワイヤの場合、溶込み深さ(d)が浅く、耐食性に優れ
ていることが確認された。
【0026】実施例9 実施例8と同様にして、溶込み深さ(d)と、耐食性を
、母材として、2mm厚のSUS410Lに、オーステ
ナイト系JIS  Y−309のワイヤにNiおよびC
uメッキを施したものを用いて溶接した場合について評
価した。この時の溶接は、電流200 A、アーク電圧
22V、溶接速度100cm /分において、アルゴン
と5%O2 のシールドガスを用いて行った。
【0027】耐食性等の結果を表5に示した。実施例8
と同様にして、優れた耐食性が確認された。
【0028】
【表4】
【0029】
【表5】
【0030】実施例10 実施例8〜9と同様にしてフェライト系JIS  Y−
430およびオーステナイト系JIS  Y−309の
ステンレスワイヤに各種厚み比のNiおよびCuメッキ
を施した溶接ワイヤを用いて溶接し、余盛角度(θ)、
疲れ限度(Kgf/mm2 )、溶込み深さ(d)およ
び耐食性を評価した。
【0031】その結果を示したものが表6である。Ni
/(Ni+Cu)≦3/4 の厚み比の場合に、疲れ強
度および耐食性が著しく向上することが確認された。
【0032】
【表6】
【0033】
【発明の効果】以上詳しく説明した通り、この発明の溶
接ワイヤにより、被覆層の剥離はなく、溶接性に優れ、
しかも溶接部の疲れ強度、耐食性を著しく向上させるこ
とのできるガスシールド溶接が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)(b)は、各々、突合わせ溶接と、重ね
すみ肉溶接の溶接継手部を示した拡大断面図である。
【図2】この発明の溶接ワイヤを例示した側面・断面図
である。
【符号の説明】
1  ビード 2  溶接ワイヤ 3  ステンレス鋼製ワイヤ 4  Ni層 5  Cu層

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  ステンレス鋼製ワイヤの表面に、Ni
    層、Cu層を順次被覆してなることを特徴とする溶接用
    ステンレスワイヤ。
  2. 【請求項2】  被覆後に伸線加工してなる請求項1の
    溶接用ステンレスワイヤ。
  3. 【請求項3】  伸線後のNiおよびCuの被覆層の合
    計厚みが0.1 〜6μmである請求項2の溶接用ステ
    ンレスワイヤ。
  4. 【請求項4】  Ni層とCu層との厚みの比が、Ni
    /(Ni+Cu)≦3/4 である請求項1,2または
    3の溶接用ステンレスワイヤ。
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JPWO2021157696A1 (ja) * 2020-02-05 2021-08-12
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