JPH05104285A - 溶接用フラツクス入りワイヤの製造設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 鋼帯をシーム溶接した電縫管の内部空間にフ
ラックスを充てんして溶接用フラックス入りワイヤを製
造する設備において、フラックス粉の供給装置から管状
鋼帯の内部を通り溶接点を超えて延びる遮蔽板７を配設
し、かつ造管装置より下流側に、造管して得られた鋼管
をフラックス粉の安息角以上に曲げるベンダ11と、この
ベンダを経た鋼管をフラックス粉が鋼管内部で充満する
径まで縮管する縮径加工装置12と、この縮径加工装置を
経た鋼管の内部フラックス粉の圧縮加工装置13とを配設
する。 【効果】 フラックス粉の分級化やフラックス粉の飛散
逆流による溶接点でのフラックス吸着を防止し、さらに
フラックスの供給速度を大きくすることができ、ひいて
はいかなる形態を持つフラックスをも用いることが可能
になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、全自動及び半自動溶
接用ワイヤとして用いて好適な溶接用フラックス入りワ
イヤに関し、特にフラックスを充てんする鋼管が電縫管
であるワイヤを、シーム溶接に伴う問題を生じることな
く安定したフラックス包含率で製造して、優れた溶接性
で生産性の向上及び被溶接材の品質向上を図ることので
きる設備について提案しようとするものである。

【０００２】

【従来の技術】溶接用フラックス入りワイヤは、帯鋼を
曲げ加工して形成する所定断面形状の内部空間に脱酸
剤、スラグ形成剤及びアーク安定剤等からなるフラック
スを充てんし、伸線等により製品径まで減径したもので
あり、使用条件の簡便さ故に軟鋼、合金鋼さらにはステ
ンレス鋼等の高合金鋼にまで広範に用いられている。

【０００３】従来から溶接用フラックス入りワイヤは、
ロール等によりＵ字形に成形した帯鋼板にフラックスを
供給した後、該鋼帯をフラックスが内部に巻き込まれる
ように曲げ成形して製造していたが、かかる方法では帯
鋼の合わせ目を完全には閉じることができず、若干の開
口が避けられない。そのため次の問題があった。 製造時に潤滑油等が侵入するばかりでなくワイヤの輸
送保管時には吸湿が起こる。このような不純物の侵入に
より製品使用の際には拡散性水素が増大したり、溶着金
属の酸素量を増加させ機械的性質の劣化を招く。 ワイヤ製造時ないしワイヤ使用時に外部応力が作用し
た場合には、開口部がより開いてフラックスが外部に洩
れ、フラックス量が不足して溶着金属部の機械的性質の
不均一化や劣化を招く。また漏出したフラックスにより
溶接機のワイヤ送給装置の摩耗を生じる。 導電性向上と防錆性効果に有効な銅めっきを、通常の
湿式めっきで行うことができない。

【０００４】そこでフラックスを充てんする鋼管に電縫
管を用いることで開口部をなくしたワイヤが提案され、
例えば特開昭54-10904号公報には、鋼帯を開口した溝に
成形し、該溝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のち、溝の縁部を
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より製造する方法が開示
されている。

【０００５】しかしこのように溝の縁部を閉じ長手方向
連結部を溶接すると、溶接熱によりフラックス粉が変質
劣化し、また溶接の際に生じる磁場によりフラックスが
渦を巻き溶接しようとする両縁部に付着して接合強度を
弱めることがあり、この点、上掲特開昭54-10904号公報
に示された方法では不十分であり、しかもこの特開昭54
-10904号公報に示された方法では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てん率が低
く制限されるとともに充てん率のばらつきも生じやす
い。

【０００６】かかる問題を解決するものとして特公昭63
-21599号公報には、フラックス粉の供給を溶接位置にお
いて電縫管内で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の移動速度を電縫菅の移動速度より
も速くする製造方法が提案され、具体的には溶接位置前
後にわたる鋼帯部及び電縫管部をフラックス粉の安息角
以上に傾斜してフラックス粉を落下供給する方法、及び
フラックス粉の安息角以上に傾斜したフラックス供給管
からフラックス粉を供給する方法が開示されている。

【０００７】しかしながら溶接位置前後にわたる鋼帯部
及び電縫管部をフラックス粉の安息角以上に傾斜させる
方法では、フラックスの流下距離が長くなることでフラ
ックスを構成している複合粉粒体が密度、組成、粒径、
粒形の差により流下中に分級し、堆積位置でのフラック
ス組成の偏析及び変動が生じるおそれがある。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て溶接部の品質を劣化させ後
工程での冷間伸線性を害する。

【０００８】他方フラックス供給管を用いた方法では、
供給管断面積を必然的に電縫管断面積より小さくせざる
を得ない。このためフラックスに高い流動性を付与して
十分なフラックス充てん率を得べく、フラックス造粒等
の予備処理等が必要となる。したがって溶接作業性や溶
接部の機械的性質に悪影響を与える造粒剤をフラックス
に添加する必要があり、またコスト上昇を招くなどの問
題があった。

【０００９】この他上掲特公昭63-21599号公報に開示の
方法では、フラックスを充てんし締め込みを開始する寸
法が、シーム溶接して得られる造管寸法と同一であるた
めに造管可能な鋼管の寸法が限定されて、フラックスの
種類や性質に応じて鋼管の肉厚や外径を自由に設定でき
ない等、生産性の融通性にも欠けていた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上述した
問題を有利に解決するもので、安定したフラックス包含
率を持つ溶接用フラックス入りワイヤを、その製造時に
おいてフラックスを構成している粉粒体の分級化やフラ
ックス中の微粉粒の飛散逆流による溶接点でのフラック
ス吸着を生じさせることがなく、またフラックスの供給
速度を大きくすることを可能にする設備を提案すること
を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
のこの発明の要旨は次のとおりである。すなわちこの発
明は、鋼帯の幅方向を順次に曲げて管状にする成形装置
と、成形後の該鋼帯の両側縁を突き合わせて溶接する造
管装置とを鋼帯移送ラインに沿って配設し、この造管装
置よりも上流側にフラックス粉の供給装置をそなえる溶
接用フラックス入りワイヤの製造設備において、上記フ
ラックス粉の供給装置から管状鋼帯の内部を通り溶接点
を超えて延びる遮蔽板を配設し、かつ上記造管装置より
下流側に、造管して得られた鋼管をフラックス粉の安息
角以上に曲げるベンダと、このベンダを経た鋼管をフラ
ックス粉が鋼管内部で充満する径まで縮管する縮径加工
装置と、この縮径加工装置を経た鋼管の内部フラックス
粉の圧縮加工装置とを配設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設備である。

【００１２】ここに縮径加工装置と圧縮加工装置との間
を１スタンド分以上離隔してなることが有利である。

【００１３】図１に、この発明の製造設備の一例を示
す。図中１は鋼帯、２は鋼帯１の幅方向を順次に曲げて
管状にするフォーミングロール列、３は高周波誘導加熱
装置、４は鋼帯１の両側縁を加圧するスクイズロール、
５はビードカッター、６はシーム溶接後の鋼管の冷却を
司る冷却装置、７は遮蔽板、８はフラックス粉を鋼帯１
に向けて供給するフラックスフィーダ、９はフラックス
粉、10はシーム溶接して得られた電縫管、11は得られた
電縫管11を下向きに曲げるベンディングローラ列、12は
電縫管11を縮径する縮径ロール列、13は電縫管11をさら
に縮径するとともに内部フラックスを圧縮（締め込み）
するフラックス圧縮ロール列である。

【００１４】

【作用】この発明では、鋼帯１に向けて供給されたフラ
ックス粉９は、溶接位置にて遮蔽板７の下を通過するの
で、溶接熱によりフラックス粉が変質劣化したり、また
溶接の際に生じる磁場によりフラックスが渦を巻き溶接
しようとする両縁部に付着して接合強度を弱めることが
ない。またフラックスの包含率を高めるべく、電縫管11
を安息角以上に曲げて管内でフラックス粉を流下させた
後、締め込み前に、管内にフラックス粉が充満するよう
にする。かかるフラックス粉の流下は、溶接点から離れ
ている（例えば1000mm以上）ので、たとえフラックス中
の微粉粒が飛散、逆流したとしても溶接点で磁気吸着す
ることはない。さらにフラックスの流下距離は短くて済
むことからフラックス粉が分級することもない。

【００１５】

【実施例】図２に示すこの発明の製造装置を用いた溶接
用フラックスワイヤの製造工程のブロック図を用いてこ
の発明の製造工程を以下説明する。

【００１６】まず鋼帯払出し工程21にて、ボビン等に巻
かれた鋼帯を引き出し、次の成形工程22の準備をする。
次に成形工程において該鋼帯を、フォーミングロールに
より溝形から円筒形へと順次に屈曲成形し、この際、フ
ラックス供給工程23を行う。次に造管工程24においてス
クイズロールにて加圧しながら高周波誘導加熱、TIG溶
接などにより溶接して電縫管とする。これらの工程を具
体的に図１で対照すると、所定の速度Ｖにて移送する鋼
帯１をフォーミングロール列２で鋼帯長手方向と直角な
方向に屈曲させることにより溝形から円筒形に成形して
鋼帯両側縁を対向させ、その相対向した両側縁を高周波
誘導加熱装置３により溶接しスクイズロール４にて加圧
することにより電縫管10とする。

【００１７】その後外面ビードをビードカッタ５より除
去後、冷却装置６により外面から冷却する。フラックス
９は図示しないホッパーに接続したフィーダ８により鋼
帯１を円筒形に成形する過程で充てんされる。フラック
スの充てんは、溶接点位置では電縫管10を完全に充満す
るものではなく、溶接点位置に外部より所定の間隔で取
りつけられた遮蔽板７の下部を通過するようにする。

【００１８】このようにしてフラックスの充てんされた
電縫管10はベンディングローラ列11によりフラックスが
自重により流動した後、フラックスで電縫管が充満され
るように順次フラックスの安息角以上に屈曲する。その
後フラックスを充てんする寸法まで縮径を目的としたロ
ール列12により所定外径まで縮管する。このようにフラ
ックスの締め込みに先立って電縫管を縮管することによ
り、充てんする鋼管の寸法をスラックスの種類や性質に
応じて任意に設定できるメリットがある。

【００１９】この際フラックス９は流下により加速され
ているためフラックスの高さは低くなり圧延途中で充満
することはない。

【００２０】次いで少なくともフラックスを内部に強固
に締め込むためのフラックス圧縮ロール列13にて所定寸
法の線材となる。この際、縮径ロール列12とフラックス
圧縮ロール列とを少なくとも１スタンド分の距離を隔て
て設置することが有利に適合する。その理由は次のとお
りである。

【００２１】通常の場合、ロールスタンド間の距離は、
材料のねじれ防止や設置スペースの観点から極力短くし
ている。しかしながらこのようなミル配置では、フラッ
クス量の変動やフラックスの種類を変更した場合に、フ
ラックスが断面で充満する位置がフープ速度の変動など
により大きく変化することがある。ここに製品のフラッ
クス包含率は、フラックス粉が締め込まれた位置での鋼
管の外径や肉厚に著しく依存することから、フラックス
粉の充満位置変動幅がスタンド間距離を上回ると、フラ
ックス包含率が著しく不安定となり製品品質を劣化させ
ることになる。そこで縮径ロール列12とフラックス圧縮
ロール列とを少なくとも１スタンド分の距離を隔てて設
置することにより、実操業で発生するフラックスの位置
変動幅を大部分吸収できることが明らかとなった。換言
すればフラックス粉が鋼管の中に充満する位置は、必ず
縮径ロール列12とフラックス圧縮ロール列との間に位置
するのである。これによりフラックス包含率の変動の極
めて少ない安定した品質の製品を得ることができる。

【００２２】かくして所定寸法まで圧延された線材は、
巻き取られ次工程に供される。巻取り工程以降の工程に
ついて図２を用いて説明すると、電縫管は加工硬化によ
り硬化しているため、必要に応じて電縫管の硬度調整及
び管内のフラックス中に含まれる水素源除去の目的で中
間焼鈍29を施す。そして中間焼鈍29で生成した表面酸化
スケールは、酸洗工程30にて除去する。次にめっき工程
31にて管表面に銅等のめっきを施す。このめっき処理に
より表面の導電性の向上と防錆効果が飛躍的な向上が図
られ、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が得られる。なおこのめっき工程で
のめっき種は銅に限定すものではなく、必要に応じてA
l、Zn等の単体又は複合のめっきであってよい。このめ
っき工程31に次いで最終所定寸法径まで伸線工程32を施
し、そして巻取工程33により巻き取り溶接用フラックス
入りワイヤの製品となる。

【００２３】なお上記実施例においては溶接に高周波誘
導加熱を用いたが、この発明では特に溶接方法を限定す
るものではなく、レーザー溶接、プラズマ溶接、TIG 溶
接、抵抗溶接等、状況に応じて適宜選択することができ
る。また電縫管の縮径における加工方法としては、ロー
ル圧延法を用いたが、この発明ではこれに限らずスエー
ジング、ローラダイス、プラネタリーミル等種々の方法
を必要に応じて選択できる。

【００２４】

【発明の効果】この発明では、フラックス粉の供給装置
から管状鋼帯の内部を通り溶接点を超えて延びる遮蔽板
を配設し、かつ上記造管装置より下流側に、造管して得
られた鋼管をフラックス粉の安息角以上に曲げるベンダ
と、このベンダを経た鋼管をフラックス粉が鋼管内部で
充満する径まで縮管する縮径加工装置と、この縮径加工
装置を経た鋼管の内部フラックス粉の圧縮加工装置とを
配設することから、フラックスを構成している粉粒体の
分級化やフラックス中の微粉粒の飛散逆流による溶接点
でのフラックス吸着を防止し、さらにフラックスの供給
速度を大きくすることができ、ひいてはいかなる形態を
持つフラックスをも用いることが可能なため、溶接ワイ
ヤとしての品質を損なうことなく生産性高くかつ経済的
に溶接用フラックス入りワイヤを製造することができ
る。

【００２５】また縮径加工装置と圧縮加工装置との間を
１スタンド分以上離隔して配設することにより、フラッ
クス包含率の変動の極めて少ない安定した品質の製品を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明の製造設備の一実施例の説明
図である。

【図２】図２は、溶接用フラックスワイヤの製造工程の
一例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 鋼帯 ２ フォーミングロール列 ３ 高周波誘導加熱装置 ４ スクイズロール ５ ビードカッター ６ 冷却装置 ７ 遮蔽板 ８ フラックスフィーダ ９ フラックス 10 電縫管 11 ベンディングローラ列 12 縮径ロール列 13 フラックス圧縮ロール列

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼帯の幅方向を順次に曲げて管状にする
   成形装置と、成形後の該鋼帯の両側縁を突き合わせて溶
   接する造管装置とを鋼帯移送ラインに沿って配設し、こ
   の造管装置よりも上流側にフラックス粉の供給装置をそ
   なえる溶接用フラックス入りワイヤの製造設備におい
   て、 上記フラックス粉の供給装置から管状鋼帯の内部を通り
   溶接点を超えて延びる遮蔽板を配設し、かつ上記造管装
   置より下流側に、造管して得られた鋼管をフラックス粉
   の安息角以上に曲げるベンダと、このベンダを経た鋼管
   をフラックス粉が鋼管内部で充満する径まで縮管する縮
   径加工装置と、この縮径加工装置を経た鋼管の内部フラ
   ックス粉の圧縮加工装置とを配設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設備。
2. 【請求項２】 縮径加工装置と圧縮加工装置との間を１
   スタンド分以上離隔してなる請求項１記載の溶接用フラ
   ックス入りワイヤの製造設備。