JPH0542391A

JPH0542391A - 複合ワイヤの製造方法

Info

Publication number: JPH0542391A
Application number: JP19771191A
Authority: JP
Inventors: Itaru Yamashita; 至山下; Takeo Kubo; 武夫久保; Toshihiro Sekine; 稔弘関根
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1991-08-07
Filing date: 1991-08-07
Publication date: 1993-02-23

Abstract

(57)【要約】【目的】溶接用複合ワイヤに内包されたフラックスの組
成及び充填率を均一にする。【構成】帯鋼を屈曲成形しつつ粉粒状フラックスを内包
せしめる複合ワイヤの製造方法において、フラックス原
料を四弗化エチレン樹脂及び／又は四弗化エチレン・六
弗化プロピレン共重合樹脂と混合し、該混合物を所定の
断面形状の紐状又は帯状に押出成形し、該成形体をフラ
ックス添加工程で成曲帯鋼内に挿入する。混合物を加圧
成形して塊状体とし、該塊状体を押出成形することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として溶接用溶加材
として用いられる複合ワイヤの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】帯鋼を屈曲成形して粉粒状フラックスを
内包せしめた複合ワイヤは、帯鋼及び内包フラックスの
種類、内包フラックスの添加比率を変えることによっ
て、比較的容易に広範囲の組成のワイヤを製造すること
が可能であることから、現在各種の溶接法に広く採用さ
れ、また、近年は製鉄における製鋼時の合金添加、脱酸
処理及び鋼中の介在物制御などにも応用されているよう
になっている。

【０００３】この複合ワイヤに求められる重要な事項
は、複合ワイヤ全体としての組成が均一であることであ
り、複合ワイヤ内での内包フラックスの組成及び充填量
のばらつきは極力小さくすることが要望されている。従
来の複合ワイヤの製造方法としては、図４の製造工程概
略図に例示するごとく、いくつかのロールを用いて帯鋼
ａを順次工程（１）、工程（２）を経て図示の断面形状
に曲成し、工程（３）において、ホッパｂよりフラック
スＣを添加し、工程（４）、工程（５）においてそれぞ
れ図示断面形状に順次曲成し、工程（６）において図示
断面形状の複合ワイヤに仕上げるのであるが、一般にこ
の複合ワイヤに添加するフラックスは数種以上の金属元
素、非金属元素及びそれらの化合物の混合体であり、し
かも、このフラックス中には密度、形状、粒径等の異な
ったものが混合されている。

【０００４】このため、このような混合粉体を上記のよ
うに添加する方法によっては、各フラックス原料の混合
後の均一性を保持するには限界がある。このことは密
度、形状、粒径等の異なった各フラックス原料を均一に
混合した混合物が、フラックス添加装置のホッパ内で分
離し易いこと、フラックス添加装置より上記図示の成曲
された帯鋼樋内に投入されると、その直後から、各ロー
ルを通るために生ずる成曲帯鋼の振動が混合体に伝わ
り、その振動によってフラックスの混合の均一性が曲成
帯鋼内で失われていく。また、成曲帯鋼長手方向でのフ
ラックスの移動が生じ、フラックスの充填量にも不均一
が生ずることすらある。さらに、フラックス添加後、工
程（４）、工程（５）を経てより丸く曲成されるに従
い、工程中でワイヤは左右に回転し易くなり、その時に
内包フラックスがワイヤ開口部ｄから零れ落ちる可能性
ももっている。

【０００５】これらの問題に対処する方法として以下の
ような技術がこれまで提案されてきた。（ａ）特公昭５８−１１２６９４号公報管状に成形した帯鋼の継目を誘導溶接すると共に、溶接
済の下り傾斜の管内にフラックス供給ノズルを挿入して
ホッパからフラックスを供給することにより、フラック
スの管外への零れ落ち、フラックス原料の分離を防止す
る。（ｂ）特開昭６３−４９３９７号公報特定の粒度構成を持つ微粒原料を、バインダにより８４
０μｍ以下特定の粒度構成となるように造粒したフラッ
クスをパイプ内に充填することにより、フラックスの充
填むらや成分偏析及び伸線時の断線の防止を図る。（ｃ）特開昭６３−１４０７９９号公報充填用フラックスを、あらかじめバインダにより棒状塊
に固化成形することにより、フラックス組成に偏析のな
い充填を達成する。

【０００６】しかし、上記従来技術（ａ）においては、
フラックス組成の均一性が不十分であるばかりでなく、
フラックスを充填した時に生ずる飛散したフラックスが
帯鋼の開口部に付着し、その後の誘導溶接時に開口部が
融着不良を生ずる問題がある。従来技術（ｂ）において
は、上記したごときワイヤ成形工程でのワイヤの開口し
た部分からのフラックスの零れ落ちの問題は解決され
ず、また、時には生ずることのあるワイヤ長手方向のフ
ラックス充填量の不均一性を防止する確実な方法には成
り得ない懸念を残している。

【０００７】従来技術（ｃ）は、中空鋼塊もしくはあら
かじめ帯鋼をパイプとしたものを帯鋼の代りに用い、直
管の状態において棒状塊のフラックスを挿入し、それを
冷間もしくは熱間で引抜き又は圧延する方式で複合ワイ
ヤとする（一般にはこれをチューブラーワイヤと称して
いる）製造法では工業的に成り立つが、帯鋼を曲成して
行く間にフラックスを挿入しつつ製造する方式では、棒
状塊に固化成形されたものでは柔軟性がほとんどなく、
フラックス棒状塊の挿入に無理を生じ、また、長い長さ
にわたり切れ目なくフラックスとして帯鋼樋中に供給す
ることは不可能である。したがってこの方法ではフラッ
クス内の各原料の移動による問題は解決しても本発明の
如き連続成形式の複合ワイヤの製造方法には適用できな
い。

【０００８】したがって、上記従来技術の如き方法で
は、複合ワイヤに要請されているフラックス組成及びフ
ラックス充填量の均一な複合ワイヤを得ることはできな
い。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
の問題点を解決し、フラックスの組成及び充填量の均一
な複合ワイヤの製造方法を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために、帯鋼を屈曲成形しつつ粉粒状フラックスを
内包せしめる複合ワイヤの製造方法において、フラック
ス原料を四弗化エチレン樹脂及び／又は四弗化エチレン
・六弗化プロピレン共重合樹脂と混合し、該混合物を所
定の断面形状の紐状又は帯状に押出成形し、該成形体を
フラックス添加工程で成曲帯鋼内に挿入することを特徴
とする複合ワイヤの製造方法を提供するもので、混合物
を加圧成形して塊状体とし、該塊状体を押出成形するこ
とができる。

【００１１】

【作用】本発明によれば、フラックス原料粉と四弗化エ
チレン樹脂（ＰＴＦＥ）及び／又は四弗化エチレン・六
弗化プロピレン共重合樹脂（ＦＥＰ）とを混合し、この
混合物を所定の断面形状の紐状又は帯状に押出成形する
ので、その後の原料粒子は上記弗素樹脂で固定され粒子
単独では動かないため、その後の運搬によっても均一性
が損われることはなく、連続した紐状又は帯状体として
フラックスの添加を行うので充填量も均一になる。

【００１２】上記弗素樹脂は延性及び展性を有している
ので押出成形機にかけ、出口の断面形状を適当に選定す
ることにより、前記フラックス添加工程で、成曲された
帯鋼の形状にあった連続した紐状又は帯状の成形体とし
て供給、添加することが可能で、上記弗素樹脂の特性上
紐状又は帯状となっても曲げ性に富んでいるため、成曲
帯鋼中に挿入することは容易にできる。

【００１３】また、当然のことながら、成曲帯鋼に挿入
された後も、長手方向に対するフラックス粒子の不均一
な動きは生じることはなく、また、粉体又は粒状体の時
に起こるワイヤ開口部からの零れ落ちの問題も解決され
る。そして、更に、フラックス粒子間をつないでいる上
記弗素樹脂が延性及び展性を有しているため、複合ワイ
ヤ母線として成形した後に、伸線機等で線引きをして径
を縮小していく伸線工程で帯鋼部の延びに内包フラック
スも追従して延びることができるため、フラックスの延
び不足による伸線工程での断線はなくなる。

【００１４】上記弗素樹脂は、紐状又は帯状体内でフラ
ックス原料のバインダの役目をしているのみでなく、い
ずれもＣ（炭素）とＦ（弗素）だけからなり、化学的に
も安定でフラックス原料を変質させることがなく、Ｃｌ
（塩素）、Ｎ（窒素）、Ｈ（水素）等の溶接上害となる
元素を含んでおらず、溶接材料としての非常な有利性を
有している。

【００１５】しかも、Ｆは溶接時の大気シールドの効果
を出すので、フラックス原料中に通常一般に添加される
ＣａＦ₂ 等の弗素化合物の代替もしくは一部代替の役目
を果たすことができ、同じくＣは、ＣＯ₂ 又はＣＯとな
ってシールドガス発生効果を得ることができる。なお、
Ｃは場合によっては、このままでは溶接金属中のＣ量を
増大させることもあるが、そのときは二酸化マンガン等
の酸化剤をフラックス中に添加しておくことでＣの積極
的酸化を促進し、Ｃを所定量に低く抑えることは容易に
できる。

【００１６】したがって、Ｏ（酸素）を含んだもの、更
にはＮａ，Ｋ，Ｃａ等を含んだものは使用できるが、
Ｈ，Ｎ，Ｃｌ等の溶接上有害となる元素を含まないフラ
ックス原料を使用することが肝要である。また、フラッ
クス原料に上記弗素樹脂を混合して成形することによ
り、フラックス原料の吸湿による変質を防ぐことができ
る。

【００１７】なお、上記弗素樹脂のフラックス原料に対
する配合割合は、紐状又は帯状体とするに必要とする固
着力、押出成形機の押圧力、成形温度、弗素樹脂の粒度
等を勘案して適宜決定する。粉粒状フラックス原料と上
記弗素樹脂との混合は、ボールミル等の通常の混合機を
用いればよく、場合によってはアセトン等の揮発性溶剤
（混合完了後は揮発、除去する）でウェット状態にして
樹脂の分散をより均一にする混合法等も用いられる。

【００１８】なお、上記混合物を、押出成形前に、例え
ば金型を用いて加圧成形して塊状体とし、この塊状態を
押出成形すると、混合物の押出成形機への運搬等による
フラックス原料の偏析を防止することができて好まし
い。

【００１９】

【実施例】本発明の方法により、図２に示す縦断面形状
の二重フラックス入り複合ワイヤ（実施例）を製造し
た。図２において、１は帯鋼、４ａは外側フラックス、
４ｂは内側フラックスである。また比較のために、同じ
フラックス原料の同じ充填量で従来の粉体のまま添加す
る方法でも、同一断面形状の複合ワイヤ（比較例）を製
造した。

【００２０】これらの製造諸元は表１の通りである。

【００２１】

【表１】 ──────────────────────────────────── 帯鋼の板厚０．１８ｍｍ帯鋼の幅２０ｍｍ仕上りワイヤ線径１．８ｍｍ ──────────────────────────────────── 従来方法でこの二重フラックス入り複合ワイヤを製造す
るには、図５に示すように、工程（ハ）及び（ト）でホ
ッパ１１及び１２からそれぞれ外側及び内側フラックス
（４ａ及び４ｂ）を粉体のまま散布充填した。

【００２２】これに対し、本発明による方法は、図１に
示すように工程図４（ハ’）及び（ト’）では、ＰＴＦ
Ｅを２０重量％配合・混合した後、塊状に加圧成形し、
（ハ’）での充填挿入用（４ａ）としては、押出成形に
より帯状にしたものを一旦ボビンに巻取り、そのボビン
から充填挿入用に設置したローラで成曲帯鋼内に送り込
み、（ト’）も同様の方法をとったが、この時の成曲部
形状に合わせて丸紐状に押出成形したもの（４ｂ）を送
り込んだ。

【００２３】図１及び図５において、（イ’）〜
（リ’）及び（イ）〜（リ）は工程の順序を、Ａ’及び
Ａは外側のフラックスの充填段階、Ｂ’及びＢは内側フ
ラックスの充填段階、Ｃ’及びＣは仕上段階を、それぞ
れ対比して図示したものである。フラックスの充填率が
外側１８重量％、内側１２重量％となるように製造した
直径１．８ｍｍの複合ワイヤについて、実施例、比較例
各々１００本（長さ３００ｍｍ）を採取して充填率と外
側フラックスのＴｉＯ₂ 、内側フラックスのＭｎとをそ
れぞれについて測定し、ばらつきの大きさを比較した結
果を表２に示す。ばらつきの大きさは最大値と最小値と
の差として求めた。

【００２４】

【表２】 ──────────────────────────────────── 従来法本発明法充填率のばらつき内側２．７０．２（重量％）外側３．００．２フラックスの成分のばらつき内側２．５０．１（重量％）外側３．００．１ ──────────────────────────────────── 充填率、フラックス成分いずれのばらつきも本発明によ
れば非常に小さくなり、均一性が確保されることを確認
した。

【００２５】また、表３及び図３に示した溶接条件で、
本発明法と従来法とによる複合ワイヤを用い溶接を各々
試験板１０ずつについて行い、その全溶着金属のＭｎ分
析値のばらつきを調査した。試験板１３は厚さ２０ｍ
ｍ、開先は底部の幅１２ｍｍ、角度４５度で１４は溶着
金属層である。

【００２６】

【表３】 ──────────────────────────────────── 鋼板ＳＭ５０ワイヤ径１．８（ｍｍ）溶接電流２５０（Ａ）溶接電圧２２．５（Ｖ）溶接速度平均１６（ｃｍ／ｍｉｎ）溶接入熱平均２１（ＫＪ／ｃｍ）シールドガスなし（セルフシールド）ワイヤ突出長さ２０〜２５（ｍｍ）電源の種類直流定電圧特性極性ワイヤ（＋）パス間温度１００〜１５０（℃）溶接姿勢下向トーチ移動半自動・後退法 ──────────────────────────────────── 調査結果を表４に示す。

【００２７】

【表４】 ──────────────────────────────────── 試料Ｎｏ．従来法本発明法（重量％）（重量％）１１．６４１．４４２１．４５１．４０３１．３２１．４５４１．２９１．３９５１．５６１．４７６１．７０１．４４７１．４０１．４０８１．５０１．４４９１．２１１．４３１０１．４４１．４１平均値１．４５１．４２標準偏差０．１４６９０．０２４５ ──────────────────────────────────── 表４に示すごとく、標準偏差において本発明法によるも
のは従来法によるものに比して格段に優れていることが
明かであり、本発明法により複合ワイヤに内包されるフ
ラックスの組成及び充填率が、複合ワイヤ全体に亘って
ほぼ均一であることがわかる。

【００２８】

【発明の効果】本発明により、複合ワイヤに内包された
フラックスの、組成及び充填率の均一性を向上させるこ
とができるとともに、吸湿による品質変化を防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例における製造工程を示す説明図である。

【図２】実施例における複合ワイヤの断面形状を示す図
である。

【図３】実施例における溶接試験板、開先形状及び積層
法を示す図である。

【図４】従来方法における製造工程を示す概略図であ
る。

【図５】比較例における製造工程を示す説明図である。

【符号の説明】

１帯鋼４ａ外側フラックス４ｂ内側フラックス１１、１２ホッパ１３試験板１４溶着金属層ａ帯鋼ｂホッパｃフラックスｄ開口部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】帯鋼を屈曲成形しつつ粉粒状フラックス
を内包せしめる複合ワイヤの製造方法において、フラッ
クス原料を四弗化エチレン樹脂及び／又は四弗化エチレ
ン・六弗化プロピレン共重合樹脂と混合し、該混合物を
所定の断面形状の紐状又は帯状に押出成形し、該成形体
をフラックス添加工程で成曲帯鋼内に挿入することを特
徴とする複合ワイヤの製造方法。
【請求項２】請求項１記載の方法が、混合物を加圧成
形して塊状体とし、該塊状体を押出成形することを特徴
とする複合ワイヤの製造方法。