JPH0481297A - 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係り
、詳しくは、帯鋼を折曲げてフラックスを充填し、円形
して成形して伸線した合せ目の開口部を有する溶接用巻
締め型フラックス入りワイヤ（以下、単に巻締め型フラ
ックス入りワイヤという）の製造方法に係る。

従来の技術 従来、溶接用フラックス入りワイヤにおいては、第１図
（ａ）に示すような帯鋼の合せ目である開口部を有する
巻締め型フラックス入りワイヤと、第１図（ｂ）に示す
ような継ぎ目なし鋼管又は溶接管のようにシームドされ
た金属パイプにフラックスを充填し伸線した溶接用シム
ド型フラックス入りワイヤ（以下、単にシムド型フラッ
クス入りワイヤという）の２種に大別出来るが、しかし
、これらは以下に示すように長所と短所が夫々にある。

すなわち、巻締め型フラックス入りワイヤにおいては、 （１）帯鋼の合せ目である開口部から水分や製造工程で
使用される潤滑剤等が入り、フラックス中に侵入し、こ
のようなワイヤを用いて溶接した場合、溶接金属中の拡
散性水素量が増え、第７図（ａ）ならびに（ｂ）に示す
ようにカス溝ビード（スラグと溶融メタルの間に水素ガ
スが入ることによるビードの凹み）になり易く第７図（
Ｃ）ように正常なビードとならない欠点がある。

（２＞（１）の現象を防止するため、３００℃の温度以
上、大気雰囲気で水分の除去、潤滑剤ベーキングを行な
うのが通常であるが、ワイヤ表面に酸化膜を形成し、ワ
イヤ表面の接触電気抵抗を増すため、溶接に際しての銅
製給電チップからワイＮｙへの給電が不良となるため、
ワイヤの溶融が不規則となり、アークが不安定となって
、スパッタ発生量を増加し易い欠点がある。

（３）比較的製造工程が単純で、量産し易い長所がある
。

一方、シームド型フラックス入りワイヤでは、（１）開
口部を有しないため、銅めっきなどの液中を通す防錆処
理が可能で、前述のワイヤ表面接触電気抵抗を下げるこ
とが出来るため、給電がスムースになり、アークが安定
する長所がある。

（２）製造工程において、パイプ状のものにフラックス
を充填する方法が効率的に実施するのに難がしく製造性
に劣る。

以上のことがら従来がら製造工程が簡単で量産が容易な
巻締め型フラックス入りワイヤの製造の改良方法が提案
されている。例えば、特開昭５８−１０７２９４号公報
ならびに特公昭６３−２８７１８号公報には巻締め型フ
ラックス入りワイヤの欠点である拡散性水素量を減少さ
せる方法として、ＣＯ２雰囲気下でベーキングし、かつ
防錆のためワイヤ表面に積極的に酸化膜を施す技術を開
示したものがある。しかしながら、これらの方法により
製造されるワイヤは拡散性水素量を減少させるという目
的は一応達成することができるものの、前述のような給
電性での欠陥を持つ問題があった。

発明が解決しようとする課題 本発明は上記問題を解決することを目的とし、具体的に
は、拡散性水素量に起因するガス溝ビドの発生を防止し
、溶接ワイヤと給電チップ間の給電性を改善した溶接用
巻締め型フラックス入りワイヤの製造方法を提案するこ
とを目的とする。

課題を解決するための 手段ならひにその作用 すなわち、本発明は、帯鋼を折曲げてフラックスを充填
し、円形に成形して伸線した合せ目の開口部を有する溶
接用フラックス入りワイヤを製造する際に、フラックス
充填後、伸線し、還元性ガス雰囲気下３００〜８００℃
の温度で、３分間以上加熱処理することを特徴とする。

以下、本発明の手段たる構成ならびに作用について更に
詳しく説明すると、次の通りである。

本発明法は所定径（通常最終線径の＋０．０５〜０．１
０ｍｍ）の管状成形体に金属石ケン、ステアリン酸塩、
動、植、鉱物性の油脂等の潤滑剤を用いて伸線した巻締
め型フラックス入りワイヤを水素ガス、水素・アルゴン
混合ガス、水素・窒素混合ガス等からなる還元性ガス雰
囲気中において、３００〜８００℃の温度で３分間以上
加熱処理することによって、充填フラックス及び外皮材
に付着した水分、油分またはＴＲ滑剤は還元性雰囲気中
で焼却または熱変化される。

このように熱処理された巻締め型フラックス入りワイヤ
を溶接用に用いると、溶着金属中の水素量が著しく低減
され、かつ、ワイヤ表面の酸化膜の発生が防止され、給
電性も問題な（良好となることから、優れたアーク特性
を示し、発生スパッタ量も著しく低減される。

以下、本発明を図面により詳細に説明する。

第１図（ａ）、（ｂ）ならびに（Ｃ）はそれぞれ溶接用
フラックス入りワイヤの各断面を模式的に示し、（ａ）
は従来例の巻締め型フラックス入りワイヤ、（ｂ）は従
来例のシームド型フラックス入りワイヤ、＜Ｃ＞は本発
明法による巻締め型フラックス入りワイヤの各説明図で
ある。第１図（ａ）ならひに（Ｃ）は帯鋼１を折曲げて
内部にフラックス４を充填し、円形に成形して伸線した
もので合せ目の開口部６を有するものである。第１図（
ｂ）は継目なしまたは溶接パイプ３を用いてフラックス
４を充填した後パイプの外周面にめつき５を施したもの
である。また、第１図＜ａ＞の２は大気中での潤滑剤の
ベーキングにより生成した表面酸化物である。

第２図（ａ）ならびに（ｂ）はそれぞれ本発明法の巻締
め型ならひに従来例のシームド型の各フラックス入りワ
イヤの製造工程の一例を示す主要工程図であり、（ａ）
は本発明の加熱処理工程を含むものである。

以下これらの各工程について説明する。

第２図（ａ）に示される巻締め型フラックス入りワイヤ
の製造は帯！１１１を折り曲げ成形加工する一次成形加
工程■により成形し、この成形加工された内部に別途フ
ラックス調整工程■で調整したフラックスをフラックス
充填工程■で充填する。このフラックス充填されｌ；帯
鋼の火成形管状体を更に二次成形工程■により成形し、
一部に開口部を有する成形管状体とする。

この成形管状体を一次伸線工程■により伸線し、例えば
１．２５〜２　、４０　ｍｍの線径の管状体とする。こ
の伸線された所定径の管状体を加熱処理工程■で大気、
プロパン等の燃焼ガスまたはＣＯ２ガス８０〜９５％雰
囲気下約４３０℃、約４時間高温加熱処理した後、仕上
げ伸線工程（Φ、巻取り工程■を経て所定径例えば１．
２Ｉ径の製品とする。

次に、本発明の加熱処理法について比較例とともに図面
に基づいて説明する。

本発明の加熱処理法は巻締め型フラックス入りワイヤを
還元雰囲気中、温度３００〜８００℃で３分間以上加熱
処理するものであるが、このように特定の条例上加熱処
理する理由を以下に示す。

第３図は本発明の一つの実施例と比較例を示し、巻締め
型Ｔ　ｆ　Ｏ２系フラックス入りワイヤを用いて加熱処
理温度、雰囲気ガス、拡散性水素量、ガス溝発生との関
係を示すグラフであって、このグラフによれば拡散性水
素量、ガス溝ビードとも３００℃を下まわると急激に増
え、３００℃以上の温度保持が必要なことが理解できる
。一方、高温側では５００℃を超えると拡散性水素量は
ほぼ一定となる。

第４図はフラックスを第３図のものと同一のものからな
る巻締め型フランクス入りワイヤを用いた場合の加熱時
間と拡散性水素量との関係を示すグラフである。このグ
ラフによればワイＡｙの加熱処理にあたっての加熱条イ
１は還元性雰囲気下例えば水素（＋１２＞にあって、８
００℃の温度で最低３分間保持されれば拡散性水素量が
急激に低下し、十分な効果が達成されることが明らかで
ある。

そこで、８００℃以上の加熱温度では一応、フラックス
の焼結が起るとして加熱温度の上限をｓ　ｏ　ｏ　”ｃ
と定めた。

第５図は第３図と同様のフランクス入りワイＮ）を用い
た場合の加熱処理温度、雰囲気ガスとワイヤ表面接触電
気抵抗とアーク安定性の関係を示すグラフである。第５
図によれば、大気、Ａｒ、Ｎ２及びＣ０２雰囲気下で加
熱処理すれば、酸化性あるいは中性雰囲気下に拘らず、
温度３００℃以上で急激にワイヤ表面接触電気抵抗が増
加するのに対し、本発明の還元性雰囲気（例えば＋１２
　、　Ｈ２＋　Ｎ２　、ｌ１２＋Ａ　ｒ等）下で加熱処
理すれば温度３００℃以上でもワイヤ表面接触電気抵抗
が全く増加しない（むしろ若干低下する）で、アークが
不安定化しないことが明らかである。このように、還元
性以外の雰囲気の場合、例えＡｒの如き中性（不活性）
ガス下であっても、潤滑剤の分解に伴って発生する０２
や水蒸気によってワイヤ表面に酸化膜を形成するのに対
し、本発明は１」２を含む還元性ガスの為、酸化膜を形
成しないところに最大の特徴を有する。

なお、ワイヤ表面接触電気抵抗測定は第６図に示す装置
を用い、ワイヤ間に２〜５ｃｍの間隔を置いてカーボン
ブラシを設【づると共にこの力ボンブラシ間にホイート
スＩ〜ンブリッジをリド線を介して設（づ表面電気抵抗
を測定した。

巻締め型ワイヤ工程での仕上伸線工程■では、製品ワイ
ヤの耐錆性とワイヤ送給性を向上させるため、９１１７
表面に静電塗油又はミストスプレー法などでごくわずか
の油脂またはＭ　ＯＳ　２と油脂との混合物を塗布する
ことはフラックス入りワイヤの製造法においては常とし
ているため、本発明法においても同様とする。

実施例 ワイヤ中の７ラツクス構成としては、広く用いられてい
るＴｌＯ２系フラックスであるＴｉ０２４０重量％、鉄
粉２５重量％、５ｔ−Ｍｎ２０重量％、Ｆｅ−Ｍｎ５重
歯％、長石５重量％、Ａ１２０ｓ３重量％、ＭＯ−Ａ／
２重量％のフラックスをワイヤ全重量に対して１５重量
％充填するようにした巻締め型ワイヤ径１．２闘を用い
た。このワイヤは第２図＜８）に示す製造工程に従って
帯鋼■を一次成形工程■、フラックス製造工程■、フラ
ックス充填工程■を経て、二次成形工程■、−次伸線工
程■で例えば１．２５〜２．４０ｍｍまでの線径とし、
この管状成形体を加熱処理工程■で第１表に示すように
加熱処理条件を変えて加熱処理を施した後、仕上げ伸線
工程■、巻取り工程■を経て１．２凧径の製品０とした
。

溶接は５０キロ級高張力鋼（２０ｍ板厚）を母材として
、溶接電流２５０Ａ、溶接電圧２８Ｖ、溶接速度４０ｃ
ｍ／ｍｉｎの条件で、平板上に下向溶接を行なった。拡
散性水素量はＪＩＳ２３１１３に従って、ワイヤ表面接
触電気抵抗を前述法に従って、夫々測定し、さらに溶接
作業性の評価を実施した。その結果を第１表に示したが
、加熱条件によって大きく結果が左右さすなわち、試験
島１〜Ｎｏ、　７の如く、加熱処理の雰囲気ガスは還元
性ガス（Ｈ２ガス、Ｈ２Ａｒ混合ガス、Ｈ２−Ｎ２Ｒ合
ガス）であれば、温度及び処理時間の条件を満足すれば
、いずれも良好な結果が得られた。

一方、試験Ｎｏ、　８．１４及び１５は加熱温度が３０
０℃未満と低いため、拡散性水素量が高く、がっ、ガス
溝が発生した。

また、試験ＮＯ，９及び１０は大気下で３５０℃及び５
００℃ｌＨｒ熱処理した例で、温度、時間とも本発明範
囲内にあるので、拡散性水素量の発生が低く、ガス溝の
発生はなく良好であるが、ワイヤ表面に酸化膜が生成さ
れ、接触電気抵抗を高めて、ワイヤー給電チップ間に給
電性が劣化してアークが不安定となった。

更に、試験Ｎｏ、１１．１２及び１３はＡｒ又はＮ２雰
囲気下で、３５０℃又は５００℃の温度で熱処理した例
で、中性雰囲気下ながらフラックス中の空気による酸化
膜や潤滑剤（油）自己酸化膜が発生し、試験Ｎｏ、　９
又は１０同様接触電気抵抗を上昇させるので、アークが
不安定となった。

・〈発明の効果〉 以上詳しく説明したように、本発明は、帯鋼を折曲げて
フラックスを充填し、円形に成形して伸線した合せ目の
開口部を有する溶接用フラックス入りワイヤを製造する
際に、フラックス充填後、伸線し、還元性ガス雰囲気下
３００〜８００℃の温度で、３分間以上加熱処理するこ
とを特徴とする。

従って、本発明によれば、フラックス充ｈｘ後、伸線し
、還元性ガス雰囲気中で温度３００〜８００℃で３分間
以上加熱処理したため、拡散性水素量が低く、ガス溝ビ
ードの発生がなく、かつ給電性にすぐれた溶接用巻締め
型フランクス入りワイヤを得ることができ、産業界に寄
与するところ極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図＜ａ＞、（ｂ）ならびに（Ｃ）はそれぞれ溶接用
フラックス入りワイヤの各断面の模式的に示し、（ａ）
は従来例の巻締め型フラックス入りワイヤ、（ｂ）は従
来例のシームド型フラックス入りワイヤ、（Ｃ）は本発
明法による巻締め型フラックス入りワイヤの各説明図、
第２図（ａ）ならびに（１））はそれぞれ本発明法の巻
締め型ならびに従来法のシームド型溶接ワイヤの製造工
程図、第３図は加熱処理温度、雰囲気ガスと拡散性水素
量、ガス溝ビード発生状況との関係を示すグラフ、第４
図は加熱時間と拡散性水素量との関係を示すグラフ、第
５図は加熱処理温度、雰囲気ガスとワイヤ表面接触電気
抵抗、アーク安定性との関係を示すグラフ、第６図はワ
イヤ表面接触電気抵抗測定装置の説明図、第７図（ａ）
、（ｂ）ならびに（Ｃ）はそれぞれガス溝ビードを示し
、（ａ）は平面図、（ｂ）は＜ａ＞のＡ−Ａ線断面図、
（Ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 符号１・・・・・・帯鋼　　　　　２・・・・・・酸化
膜３・・・・・・バイブ　　　　４フラツクス５・・・
・・・メツキ　　　　６・・・・・・合せ口開口部○ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ 第７図 カ”ｘ４イーレ・３溪［ＩＦ］　［ａ （の） （し） Ａ−Ａ’萌面 （ｅ） Ｂ−Ｂ’ｌ１１鉗 勺゛１禅ｌ か゛１噴Ｃ−団 三部 Ｃ−ド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、帯鋼を折曲げてフラックスを充填し、円形に成形し
   て伸線した合せ目の開口部を有する溶接用フラックス入
   りワイヤを製造する際に、フラックス充填後、伸線し、
   還元性ガス雰囲気下３００〜８００℃の温度で、３分間
   以上加熱処理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。