JPH0569181A - ガスシールドアーク溶接用鋼ワイヤおよびその製造方法 - Google Patents
ガスシールドアーク溶接用鋼ワイヤおよびその製造方法Info
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- JPH0569181A JPH0569181A JP28331391A JP28331391A JPH0569181A JP H0569181 A JPH0569181 A JP H0569181A JP 28331391 A JP28331391 A JP 28331391A JP 28331391 A JP28331391 A JP 28331391A JP H0569181 A JPH0569181 A JP H0569181A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 鋼ワイヤの総酸素量を効果的に調整し、低ス
パッタ化を達成できるワイヤおよびその効率的な製造方
法を提案する。 【構成】 線材を酸洗した後、銅めっきを施し、仕上伸
線するに際し、酸化鉄粉を混合した潤滑油を用いて伸線
し、めっき層の凹部に酸化鉄粉をワイヤ全体として70〜
300ppmの酸素量となるように取込む。
パッタ化を達成できるワイヤおよびその効率的な製造方
法を提案する。 【構成】 線材を酸洗した後、銅めっきを施し、仕上伸
線するに際し、酸化鉄粉を混合した潤滑油を用いて伸線
し、めっき層の凹部に酸化鉄粉をワイヤ全体として70〜
300ppmの酸素量となるように取込む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、溶接に際して発生する
スパッタを低減した自動および半自動溶接用鋼ワイヤお
よびその製造方法に関するものである。
スパッタを低減した自動および半自動溶接用鋼ワイヤお
よびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般にガスシールドアーク溶接に供する
鋼ワイヤは、ワイヤ径が 0.8〜1.8 mmφであって、通常
銅めっき処理を行い、スプールやボビン巻きされたもの
あるいは、ペールパックと呼ばれる円筒容器に装填され
たものとして提供される。これらはいずれも溶接機の付
属装置であるワイヤ送給機にセットし、自動または半自
動溶接に供されるものである。
鋼ワイヤは、ワイヤ径が 0.8〜1.8 mmφであって、通常
銅めっき処理を行い、スプールやボビン巻きされたもの
あるいは、ペールパックと呼ばれる円筒容器に装填され
たものとして提供される。これらはいずれも溶接機の付
属装置であるワイヤ送給機にセットし、自動または半自
動溶接に供されるものである。
【０００３】ガスシールドアーク溶接法は、他の溶接法
に比較し高能率、高品質かつ低コストである特長を活か
し、その適用範囲を広げる傾向が強まっている。しか
し、このガスシールドアーク溶接法は、前述の特長を有
する反面、溶接時にスパッタ、いわゆるワイヤが溶融し
て生じる溶滴粒が多く飛散すると言う欠点を有する。
に比較し高能率、高品質かつ低コストである特長を活か
し、その適用範囲を広げる傾向が強まっている。しか
し、このガスシールドアーク溶接法は、前述の特長を有
する反面、溶接時にスパッタ、いわゆるワイヤが溶融し
て生じる溶滴粒が多く飛散すると言う欠点を有する。
【０００４】発生スパッタは、シールドガスノズル周り
に付着してガスの流れを阻害するため溶接欠陥を発生し
たり、あるいは、それを防止するため頻繁に溶接を中断
してノズル清掃をしなければならなかったり、また、飛
散スパッタが被溶接部材に付着したりして、その後の被
溶接部材の仕上げ工程で付着スパッタの除去に多大の労
力を要するなどの問題があった。
に付着してガスの流れを阻害するため溶接欠陥を発生し
たり、あるいは、それを防止するため頻繁に溶接を中断
してノズル清掃をしなければならなかったり、また、飛
散スパッタが被溶接部材に付着したりして、その後の被
溶接部材の仕上げ工程で付着スパッタの除去に多大の労
力を要するなどの問題があった。
【０００５】そこで、ガスシールドアーク溶接法におけ
るスパッタ減少対策として、従来、以下の諸対応が行わ
れている。 （１）溶接電源特性の改善 （２）シールドガスの工夫 （３）溶接ワイヤの改善 （１）は溶接機の電源出力特性とワイヤ送給制御方法を
改善し、スパッタの発生を低減しようとするものであ
る。しかし、スパッタの発生は、ガスシールドアーク溶
接法に係るものであるから、溶接機器からのみのスパッ
タ減少には限界があった。
るスパッタ減少対策として、従来、以下の諸対応が行わ
れている。 （１）溶接電源特性の改善 （２）シールドガスの工夫 （３）溶接ワイヤの改善 （１）は溶接機の電源出力特性とワイヤ送給制御方法を
改善し、スパッタの発生を低減しようとするものであ
る。しかし、スパッタの発生は、ガスシールドアーク溶
接法に係るものであるから、溶接機器からのみのスパッ
タ減少には限界があった。
【０００６】（２）はシールドガスを炭酸ガスからアル
ゴンを主体としたガスに転換させ、発生スパッタの減少
を行うものである。この方法はアークを安定にし、スパ
ッタの発生を減少し得るので有効な方法であるが、高価
なアルゴンガスを使用するという欠点がある。（３）は
ワイヤに合金元素を添加してスパッタ発生を減少しよう
とするもので、すでにJIS Z 3312にも採用されているよ
うに、チタニウムの添加効果が知られている。しかし、
この方法はその効果が必ずしも充分でなかった。
ゴンを主体としたガスに転換させ、発生スパッタの減少
を行うものである。この方法はアークを安定にし、スパ
ッタの発生を減少し得るので有効な方法であるが、高価
なアルゴンガスを使用するという欠点がある。（３）は
ワイヤに合金元素を添加してスパッタ発生を減少しよう
とするもので、すでにJIS Z 3312にも採用されているよ
うに、チタニウムの添加効果が知られている。しかし、
この方法はその効果が必ずしも充分でなかった。
【０００７】この他、銅めっき下の鋼ワイヤに酸化物層
を形成して低スパッタ化を達成しようとする方法が、特
公昭64−6874号公報および特公昭64−9117号公報などに
開示されている。しかし、この方法は低スパッタ化には
かなりの効果を有するものの、製造段階での複雑な熱処
理や酸洗コントロールを必要とするため溶接中のめっき
が剥離してチップに溜まり、ワイヤ送給性を阻害する問
題や工業的なワイヤ生産性が低いなどの問題があった。
を形成して低スパッタ化を達成しようとする方法が、特
公昭64−6874号公報および特公昭64−9117号公報などに
開示されている。しかし、この方法は低スパッタ化には
かなりの効果を有するものの、製造段階での複雑な熱処
理や酸洗コントロールを必要とするため溶接中のめっき
が剥離してチップに溜まり、ワイヤ送給性を阻害する問
題や工業的なワイヤ生産性が低いなどの問題があった。
【０００８】また、特公昭64−6873号公報では、めっき
後に酸化性雰囲気で銅を酸化するなどして必要な酸素を
富化する方法が採られているが、せっかくの銅めっきを
酸化させるためワイヤ−チップ間の通電性が悪くなって
アークを不安定にするため、せっかくの効果が相殺され
てスパッタ発生を増加させるなどの問題があった。さら
に、ワイヤ表面に酸化鉄等を塗布する方法として、 USA
PAT 2818496はワイヤ表面に機械的な凹凸を設けて酸化
鉄を塗布する方法を示しているが、これは溶接中にせっ
かく塗布した酸化物が剥離して効果を失ったり、ワイヤ
送給性を阻害するなどの問題がある。
後に酸化性雰囲気で銅を酸化するなどして必要な酸素を
富化する方法が採られているが、せっかくの銅めっきを
酸化させるためワイヤ−チップ間の通電性が悪くなって
アークを不安定にするため、せっかくの効果が相殺され
てスパッタ発生を増加させるなどの問題があった。さら
に、ワイヤ表面に酸化鉄等を塗布する方法として、 USA
PAT 2818496はワイヤ表面に機械的な凹凸を設けて酸化
鉄を塗布する方法を示しているが、これは溶接中にせっ
かく塗布した酸化物が剥離して効果を失ったり、ワイヤ
送給性を阻害するなどの問題がある。
【０００９】以上詳述したように、ガスシールドアーク
溶接におけるスパッタ発生を安定して減少させる方法、
特にスパッタ発生を低減させたワイヤを効率的に製造提
供する技術は未だ確立されていなかった。
溶接におけるスパッタ発生を安定して減少させる方法、
特にスパッタ発生を低減させたワイヤを効率的に製造提
供する技術は未だ確立されていなかった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
技術ではスパッタ発生を安定して低減させるワイヤを効
率的に生産することが困難である現状に鑑み、鋼ワイヤ
の表面張力を低下させる元素を効果的に調整し、低スパ
ッタ化を達成できるワイヤおよびその効率的な製造方法
を提供することである。
技術ではスパッタ発生を安定して低減させるワイヤを効
率的に生産することが困難である現状に鑑み、鋼ワイヤ
の表面張力を低下させる元素を効果的に調整し、低スパ
ッタ化を達成できるワイヤおよびその効率的な製造方法
を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者等は上記の実情
に着目し、溶滴移行性が良好でスパッタ発生の少ない良
好なソリッドワイヤを安価に提供すべく、特にワイヤ表
面への効果的な溶鉄の表面張力定価元素である硫黄、セ
レン、ビスマスおよび酸素等の付与方法について検討を
重ねた結果、本発明に至ったものである。
に着目し、溶滴移行性が良好でスパッタ発生の少ない良
好なソリッドワイヤを安価に提供すべく、特にワイヤ表
面への効果的な溶鉄の表面張力定価元素である硫黄、セ
レン、ビスマスおよび酸素等の付与方法について検討を
重ねた結果、本発明に至ったものである。
【００１２】すなわち、本発明は、ワイヤ表面に銅めっ
き層を有した自動または半自動溶接用鋼ワイヤにおい
て、そのめっき層内にＳ、Se、BiおよびＯ等の元素また
はそれらの化合物の１種以上からなる溶鉄の表面張力を
減少させる物質を混在させたガスシールドアーク溶接用
鋼ワイヤで、Ｓの場合、そのめっき層内にワイヤ全体と
して、80〜400ppm増加するように硫黄または硫化物を混
在させることが望ましく、またSeの場合、そのめっき層
内にワイヤ全体として、45〜400ppm増加するようにセレ
ンまたはセレン化合物を混在させることが望ましく、ま
たBiの場合、そのめっき層内にワイヤ全体として、70〜
400ppm増加するようにビスマスまたはビスマス化合物を
混在させることが望ましく、またＯの場合、そのめっき
層内にワイヤ全体として、70〜300ppm増加するように酸
化鉄粉等の化合物を混在させることが望ましく、また
Ｓ、Se、BiおよびＯの２種以上を銅めっき層に付与する
場合は、そのめっき層内にワイヤ全体として、80〜400p
pm増加するように硫黄または硫化物およびセレンまたは
セレン化合物およびビスマスまたはビスマス化合物およ
び鉄酸化物または銅酸化物の２種以上を混在させること
が望ましい。
き層を有した自動または半自動溶接用鋼ワイヤにおい
て、そのめっき層内にＳ、Se、BiおよびＯ等の元素また
はそれらの化合物の１種以上からなる溶鉄の表面張力を
減少させる物質を混在させたガスシールドアーク溶接用
鋼ワイヤで、Ｓの場合、そのめっき層内にワイヤ全体と
して、80〜400ppm増加するように硫黄または硫化物を混
在させることが望ましく、またSeの場合、そのめっき層
内にワイヤ全体として、45〜400ppm増加するようにセレ
ンまたはセレン化合物を混在させることが望ましく、ま
たBiの場合、そのめっき層内にワイヤ全体として、70〜
400ppm増加するようにビスマスまたはビスマス化合物を
混在させることが望ましく、またＯの場合、そのめっき
層内にワイヤ全体として、70〜300ppm増加するように酸
化鉄粉等の化合物を混在させることが望ましく、また
Ｓ、Se、BiおよびＯの２種以上を銅めっき層に付与する
場合は、そのめっき層内にワイヤ全体として、80〜400p
pm増加するように硫黄または硫化物およびセレンまたは
セレン化合物およびビスマスまたはビスマス化合物およ
び鉄酸化物または銅酸化物の２種以上を混在させること
が望ましい。
【００１３】また、本発明は、ガスシールドアーク溶接
用鋼ワイヤの製造工程において、線材を酸洗した後、銅
めっきを施し、仕上伸線するに際して、これらの表面張
力低下元素粉を混合した潤滑油を用いて仕上伸線するこ
とを特徴とするガスシールドアーク溶接用鋼ワイヤの製
造方法である。
用鋼ワイヤの製造工程において、線材を酸洗した後、銅
めっきを施し、仕上伸線するに際して、これらの表面張
力低下元素粉を混合した潤滑油を用いて仕上伸線するこ
とを特徴とするガスシールドアーク溶接用鋼ワイヤの製
造方法である。
【００１４】
【作 用】通常のワイヤ製造工程は、図３に示すように
鋼塊から熱間線材化圧延、表面スケール除去、中間伸
線、熱処理、酸洗、銅めっき、仕上げ伸線、巻取り工程
を経て、製品化される。このうち、酸洗工程を終えた後
のワイヤ表面には深さ数μｍ〜10数μｍの凹凸が、やは
り長手方向にも数μｍ〜10数μｍのオーダで凹凸が絶え
ず発生しており、この凹凸はその後の銅めっき工程を経
た後でも銅めっき表面の凹凸として残る。
鋼塊から熱間線材化圧延、表面スケール除去、中間伸
線、熱処理、酸洗、銅めっき、仕上げ伸線、巻取り工程
を経て、製品化される。このうち、酸洗工程を終えた後
のワイヤ表面には深さ数μｍ〜10数μｍの凹凸が、やは
り長手方向にも数μｍ〜10数μｍのオーダで凹凸が絶え
ず発生しており、この凹凸はその後の銅めっき工程を経
た後でも銅めっき表面の凹凸として残る。
【００１５】本発明者等は特にこの銅めっき表面凹凸に
注目した結果、この銅めっき凸部がその後の仕上げ伸線
工程でこの凹部を覆うように埋め徐々に平滑化して行く
ことを見出した。すなわち、仕上げ伸線は通常めっき時
のワイヤ径2.0〜2.8 mmφから７ないし15段の線引ダイ
スを経て 0.8〜1.8 mmφの最終製品ワイヤ径に仕上げら
れるが、初期段階の仕上げ伸線ダイス通過の際にめっき
直後のワイヤの凹凸の特に凸部のみがダイスと接触して
縮径作用が生じ、このめっき凸部はめっき凹部を覆うよ
うに変形して埋めていく挙動が観察された。
注目した結果、この銅めっき凸部がその後の仕上げ伸線
工程でこの凹部を覆うように埋め徐々に平滑化して行く
ことを見出した。すなわち、仕上げ伸線は通常めっき時
のワイヤ径2.0〜2.8 mmφから７ないし15段の線引ダイ
スを経て 0.8〜1.8 mmφの最終製品ワイヤ径に仕上げら
れるが、初期段階の仕上げ伸線ダイス通過の際にめっき
直後のワイヤの凹凸の特に凸部のみがダイスと接触して
縮径作用が生じ、このめっき凸部はめっき凹部を覆うよ
うに変形して埋めていく挙動が観察された。
【００１６】このため、この銅めっき凹みに硫黄源、セ
レン源、ビスマス源および酸素源となる粉を塗布し、こ
の仕上げ工程を利用することにより、銅めっき層内に溶
鉄の表面張力を低下させる元素粉の抱き込みを容易に作
ることができる。本発明では、このようにワイヤ表面層
に表面張力低下元素の濃化層を有するため、溶接中のワ
イヤ先端に懸垂するアークによって溶融した金属滴の表
面張力が低下して、スパッタ発生量を低減させる。
レン源、ビスマス源および酸素源となる粉を塗布し、こ
の仕上げ工程を利用することにより、銅めっき層内に溶
鉄の表面張力を低下させる元素粉の抱き込みを容易に作
ることができる。本発明では、このようにワイヤ表面層
に表面張力低下元素の濃化層を有するため、溶接中のワ
イヤ先端に懸垂するアークによって溶融した金属滴の表
面張力が低下して、スパッタ発生量を低減させる。
【００１７】以下に、本発明でこれらの表面張力低下元
素の望ましい添加量の範囲について述べる。 Ｏ：Ｏ量の増加を 70ppm以上とすることによってスパッ
タ発生量を大きく低減することができる。但し、酸素濃
度が300ppmを超してもスパッタ発生量の低減効果は満足
できるが、ワイヤ表面の導電性が低下し、溶接に際して
のチップ−ワイヤ間の通電性が劣化してアーク発生を不
良にするので良くない。
素の望ましい添加量の範囲について述べる。 Ｏ：Ｏ量の増加を 70ppm以上とすることによってスパッ
タ発生量を大きく低減することができる。但し、酸素濃
度が300ppmを超してもスパッタ発生量の低減効果は満足
できるが、ワイヤ表面の導電性が低下し、溶接に際して
のチップ−ワイヤ間の通電性が劣化してアーク発生を不
良にするので良くない。
【００１８】Ｓ：Ｓ量の増加を 80ppm以上とすることに
よってスパッタ発生量を大きく低減することができる。
但し、Ｓ量が400ppmを超してもスパッタ発生量の低減効
果は満足できるが、ワイヤ表面の導電性が低下し、溶接
に際してのチップ−ワイヤ間の通電性が劣化してアーク
発生を不良にするので良くない。 Se：Se量の増加を 45ppm以上とすることによってスパッ
タ発生量を大きく低減することができる。但し、Se量が
400ppmを超してもスパッタ発生量の低減効果は満足でき
るが、ワイヤ表面の導電性が低下し、溶接に際してのチ
ップ−ワイヤ間の通電性が劣化してアーク発生を不良に
するので良くない。
よってスパッタ発生量を大きく低減することができる。
但し、Ｓ量が400ppmを超してもスパッタ発生量の低減効
果は満足できるが、ワイヤ表面の導電性が低下し、溶接
に際してのチップ−ワイヤ間の通電性が劣化してアーク
発生を不良にするので良くない。 Se：Se量の増加を 45ppm以上とすることによってスパッ
タ発生量を大きく低減することができる。但し、Se量が
400ppmを超してもスパッタ発生量の低減効果は満足でき
るが、ワイヤ表面の導電性が低下し、溶接に際してのチ
ップ−ワイヤ間の通電性が劣化してアーク発生を不良に
するので良くない。
【００１９】Bi：Bi量の増加を 70ppm以上とすることに
よってスパッタ発生量を大きく低減することができる。
但し、Bi量が400ppmを超してもスパッタ発生量の低減効
果は満足できるが、ワイヤ表面の導電性が低下し、溶接
に際してのチップ−ワイヤ間の通電性が劣化してアーク
発生を不良にするので良くない。Ｓ、Se、Bi、Ｏの２種
以上：Ｓ、Se、Bi、Ｏ量の２種以上の増加を 80ppm以上
とすることによってスパッタ発生量を大きく低減するこ
とができる。但し、これらの合計量が400ppmを超しても
スパッタ発生量の低減効果は満足できるが、ワイヤ表面
の導電性が低下し、溶接に際してのチップ−ワイヤ間の
通電性が劣化してアーク発生を不良にするので良くな
い。
よってスパッタ発生量を大きく低減することができる。
但し、Bi量が400ppmを超してもスパッタ発生量の低減効
果は満足できるが、ワイヤ表面の導電性が低下し、溶接
に際してのチップ−ワイヤ間の通電性が劣化してアーク
発生を不良にするので良くない。Ｓ、Se、Bi、Ｏの２種
以上：Ｓ、Se、Bi、Ｏ量の２種以上の増加を 80ppm以上
とすることによってスパッタ発生量を大きく低減するこ
とができる。但し、これらの合計量が400ppmを超しても
スパッタ発生量の低減効果は満足できるが、ワイヤ表面
の導電性が低下し、溶接に際してのチップ−ワイヤ間の
通電性が劣化してアーク発生を不良にするので良くな
い。
【００２０】
実施例１ 表１に示す組成のワイヤを、酸洗、銅めっき後、図２に
示すワイヤ伸線工程のうちワイヤ表面銅めっき凹部に酸
化物粉、特に Fe3O4粉または Fe2O3（以下単に酸化鉄と
いう）を仕上げ伸線の第１ダイス、第２ダイスまたは第
３ダイス通過前に充填する方法で実施した。表面酸素量
の調整はこの酸化鉄を充填させる時期、すなわち、酸化
鉄をワイヤ表面に塗布する仕上げ伸線ダイスとの位置関
係および酸化鉄濃度を銅粉などで調整することによって
実施した。
示すワイヤ伸線工程のうちワイヤ表面銅めっき凹部に酸
化物粉、特に Fe3O4粉または Fe2O3（以下単に酸化鉄と
いう）を仕上げ伸線の第１ダイス、第２ダイスまたは第
３ダイス通過前に充填する方法で実施した。表面酸素量
の調整はこの酸化鉄を充填させる時期、すなわち、酸化
鉄をワイヤ表面に塗布する仕上げ伸線ダイスとの位置関
係および酸化鉄濃度を銅粉などで調整することによって
実施した。
【００２１】より具体的には、酸化鉄および必要に応じ
て銅粉を添加した10μｍ以下の微粉を伸線潤滑剤と混合
した状態でダイス前箱にセットし、その中をワイヤが通
過するようにしてワイヤ表面に付着するようにし、仕上
げ伸線ダイスを通過させ、 1.2mmφに仕上げた。なお、
ワイヤの伸線前の径は 2.4mmであった。また、酸素濃度
は通常の製造工程を通過したワイヤあるいは、本法によ
って得られたワイヤの全酸素量を分析定量した。その結
果は表１に併記した。
て銅粉を添加した10μｍ以下の微粉を伸線潤滑剤と混合
した状態でダイス前箱にセットし、その中をワイヤが通
過するようにしてワイヤ表面に付着するようにし、仕上
げ伸線ダイスを通過させ、 1.2mmφに仕上げた。なお、
ワイヤの伸線前の径は 2.4mmであった。また、酸素濃度
は通常の製造工程を通過したワイヤあるいは、本法によ
って得られたワイヤの全酸素量を分析定量した。その結
果は表１に併記した。
【００２２】
【表１】
【００２３】次に本発明で採用したスパッタ発生試験法
について説明する。溶接試験は、図１（図中１は溶接電
源、２はワイヤ送給装置、３は供試ワイヤ、４は通電チ
ップ、５はシールドガス、６は供試母材、７はスパッタ
捕集容器を示す）に示した装置を用いて、所定の条件下
で所定時間スパッタ捕集容器内で溶接を実施して、発生
した全スパッタを捕集し、次いでこのスパッタを秤量し
て毎分当たりのスパッタ発生量を求める方法で行った。
このようにして得られた結果から、スパッタ発生量が少
ないワイヤが優れたワイヤであることを意味する。
について説明する。溶接試験は、図１（図中１は溶接電
源、２はワイヤ送給装置、３は供試ワイヤ、４は通電チ
ップ、５はシールドガス、６は供試母材、７はスパッタ
捕集容器を示す）に示した装置を用いて、所定の条件下
で所定時間スパッタ捕集容器内で溶接を実施して、発生
した全スパッタを捕集し、次いでこのスパッタを秤量し
て毎分当たりのスパッタ発生量を求める方法で行った。
このようにして得られた結果から、スパッタ発生量が少
ないワイヤが優れたワイヤであることを意味する。
【００２４】溶接条件は、母材として板厚35mmの50キロ
級高抗張力鋼を用い、シールドガスは CO2を20ｌ／min
供給した。また溶接電流は 330Ａ、溶接電圧は32Ｖ、溶
接速度は40cm／min に設定した。その結果を表２に示
す。この表より明らかなように、 No.１〜２は表層部酸
素（全酸素量）が不足しているから、スパッタ発生量が
多い。
級高抗張力鋼を用い、シールドガスは CO2を20ｌ／min
供給した。また溶接電流は 330Ａ、溶接電圧は32Ｖ、溶
接速度は40cm／min に設定した。その結果を表２に示
す。この表より明らかなように、 No.１〜２は表層部酸
素（全酸素量）が不足しているから、スパッタ発生量が
多い。
【００２５】これらに対し、 No.３〜７は本発明の要件
を満足しているため、通電性、スパッタ発生ともに極め
て良好である。
を満足しているため、通電性、スパッタ発生ともに極め
て良好である。
【００２６】
【表２】
【００２７】実施例２ 表３に示す組成のワイヤを、酸洗、銅めっき後、図２に
示すワイヤ伸線工程のうち、ワイヤ表面銅めっき凹み部
に硫黄または硫化物およびセレンまたはセレン化合物お
よびビスマスまたはビスマス化合物および鉄酸化物また
は銅酸化物（以下単に表面張力低下元素という）の１種
または２種以上を第１ダイス、第２ダイスまたは第３ダ
イス通過前に充填する方法で実施した。
示すワイヤ伸線工程のうち、ワイヤ表面銅めっき凹み部
に硫黄または硫化物およびセレンまたはセレン化合物お
よびビスマスまたはビスマス化合物および鉄酸化物また
は銅酸化物（以下単に表面張力低下元素という）の１種
または２種以上を第１ダイス、第２ダイスまたは第３ダ
イス通過前に充填する方法で実施した。
【００２８】表面張力低下元素の調整はこれらを充填さ
せる時期、すなわち、表面張力低下元素粉をワイヤ表面
に塗布する仕上げ伸線ダイスとの関係および表面張力低
下元素を銅粉などで調整することによって実施した。よ
り具体的には、表面張力低下元素および必要に応じて銅
粉を添加した10μｍ以下の表面張力低下元素粉を伸線潤
滑剤と混合した状態でダイス前箱にセットし、その中を
ワイヤが通過するようにしてワイヤ表面に付着するよう
にし、仕上げ伸線ダイスを通過させ、 1.2mmφに仕上げ
た。なお、ワイヤの伸線前の径は 2.4mmである。
せる時期、すなわち、表面張力低下元素粉をワイヤ表面
に塗布する仕上げ伸線ダイスとの関係および表面張力低
下元素を銅粉などで調整することによって実施した。よ
り具体的には、表面張力低下元素および必要に応じて銅
粉を添加した10μｍ以下の表面張力低下元素粉を伸線潤
滑剤と混合した状態でダイス前箱にセットし、その中を
ワイヤが通過するようにしてワイヤ表面に付着するよう
にし、仕上げ伸線ダイスを通過させ、 1.2mmφに仕上げ
た。なお、ワイヤの伸線前の径は 2.4mmである。
【００２９】また、表面張力低下元素量濃度は、通常の
製造工程を通過したワイヤあるいは本法によって得られ
たワイヤの全て（Ｓ、Se、Bi、Ｏ）を分析定量した。そ
の結果は表１に併記した。なお、本報における濃度増加
分は、通常工程を通過した場合のワイヤとの差をもって
増加分とした。
製造工程を通過したワイヤあるいは本法によって得られ
たワイヤの全て（Ｓ、Se、Bi、Ｏ）を分析定量した。そ
の結果は表１に併記した。なお、本報における濃度増加
分は、通常工程を通過した場合のワイヤとの差をもって
増加分とした。
【００３０】
【表３】
【００３１】溶接条件は、母材として板厚35mmの50キロ
級高抗張力鋼を用い、シールドガスは CO2を20ｌ／min
を供給した。また溶接電圧は32Ｖ、溶接速度は40cm／mi
n に設定した。その結果を表４に示す。この表より明ら
かなように、No. １〜２は表層部の表面張力低下元素が
不足しているため、スパッタ発生量が多い。
級高抗張力鋼を用い、シールドガスは CO2を20ｌ／min
を供給した。また溶接電圧は32Ｖ、溶接速度は40cm／mi
n に設定した。その結果を表４に示す。この表より明ら
かなように、No. １〜２は表層部の表面張力低下元素が
不足しているため、スパッタ発生量が多い。
【００３２】
【表４】
【００３３】また、No. 13は表面張力低下元素濃度のワ
イヤ全体の濃度としては十分高いものの、ワイヤ表面層
に偏在しておらないため効果的な表面張力添加元素の働
きが達成されず、スパッタ発生量が多い。さらに、No.
14は表面張力低下元素濃度が高くスパッタ発生量は低減
しているものの、ワイヤ鉄部表層部の表面張力低下元素
濃度があまりにも高いためワイヤ−チップ間の通電性が
悪く、アークが安定せず、銅めっきの脱落も発生してワ
イヤ送給性も劣化して良くない。
イヤ全体の濃度としては十分高いものの、ワイヤ表面層
に偏在しておらないため効果的な表面張力添加元素の働
きが達成されず、スパッタ発生量が多い。さらに、No.
14は表面張力低下元素濃度が高くスパッタ発生量は低減
しているものの、ワイヤ鉄部表層部の表面張力低下元素
濃度があまりにも高いためワイヤ−チップ間の通電性が
悪く、アークが安定せず、銅めっきの脱落も発生してワ
イヤ送給性も劣化して良くない。
【００３４】これらに対し、No. ３〜12は本発明の要件
を満足しているため、通電性、スパッタ発生とも極めて
良好である。
を満足しているため、通電性、スパッタ発生とも極めて
良好である。
【００３５】
【発明の効果】本発明の効果を要約すると次の通り。 （１）ワイヤ表面層に表面張力低下元素の濃化層を有す
るため、溶接中のワイヤ先端に懸垂するアークによって
溶融した金属滴の表面張力が低下して、スパッタ発生量
を低減させる効果がある。
るため、溶接中のワイヤ先端に懸垂するアークによって
溶融した金属滴の表面張力が低下して、スパッタ発生量
を低減させる効果がある。
【００３６】（２）ワイヤ表面の銅めっき層内に表面張
力低下元素を通常のワイヤ製造工程を利用して包含させ
ることができるため、複雑な熱処理、酸洗制御を必要と
せず、低スパッタ化技術を応用できるワイヤを再現提供
でき、かつ連続ラインとして生産できるため産業界に寄
与する効果は大きい。
力低下元素を通常のワイヤ製造工程を利用して包含させ
ることができるため、複雑な熱処理、酸洗制御を必要と
せず、低スパッタ化技術を応用できるワイヤを再現提供
でき、かつ連続ラインとして生産できるため産業界に寄
与する効果は大きい。
【図１】スパッタ発生量の判定を行うための試験方法の
説明概略図である。
説明概略図である。
【図２】銅めっき内に表面張力低下元素粉を包含させる
方法の説明概略図である。
方法の説明概略図である。
【図３】溶接用ワイヤ製造工程図である。
１ 溶接電源 ２ ワイヤ送給装置 ３ ワイヤ ４ 通電チップ ５ シールドガス ６ 供試母材 ７ スパッタ捕集容器 ８ 表面張力低下元素粉および伸線潤滑剤 ９ 伸線ダイス 10 銅めっき 11 ワイヤ鋼素地
Claims (8)
- 【請求項１】 ワイヤ表面に銅めっき層を有した自動ま
たは半自動溶接用鋼ワイヤにおいて、そのめっき層内に
溶鉄の表面張力を低下させる元素またはその化合物を混
在させ、スパッタ発生量を低減したことを特徴とするガ
スシールドアーク溶接用鋼ワイヤ。 - 【請求項２】 ワイヤ表面に銅めっき層を有した自動ま
たは半自動溶接用鋼ワイヤにおいて、そのめっき層内に
ワイヤ全体として、70〜300ppmのＯ量の増加となるよう
に酸化鉄粉を混在させ、スパッタ発生量を低減したこと
を特徴とするガスシールドアーク溶接用鋼ワイヤ。 - 【請求項３】 ワイヤ表面に銅めっき層を有した自動ま
たは半自動溶接用鋼ワイヤにおいて、そのめっき層内に
ワイヤ全体として、80〜400ppmのＳ量の増加となるよう
に硫黄または硫化物を混在させ、スパッタ発生量を低減
したことを特徴とするガスシールドアーク溶接用鋼ワイ
ヤ。 - 【請求項４】 ワイヤ表面に銅めっき層を有した自動ま
たは半自動溶接用鋼ワイヤにおいて、そのめっき層内に
ワイヤ全体として、45〜400ppmのSe量の増加となるよう
にセレンまたはセレン化合物を混在させ、スパッタ発生
量を低減したことを特徴とするガスシールドアーク溶接
用鋼ワイヤ。 - 【請求項５】 ワイヤ表面に銅めっき層を有した自動ま
たは半自動溶接用鋼ワイヤにおいて、そのめっき層内に
ワイヤ全体として、70〜400ppmのBi量の増加となるよう
にビスマスまたはビスマス化合物を混在させ、スパッタ
発生量を低減したことを特徴とするガスシールドアーク
溶接用鋼ワイヤ。 - 【請求項６】 ワイヤ表面に銅めっき層を有した自動ま
たは半自動溶接用鋼ワイヤにおいて、そのめっき層内に
ワイヤ全体として、80〜400ppmのＳ、Se、BiおよびＯ量
いずれか２種以上の増加となるようにそれらの元素また
は化合物を混在させ、スパッタ発生量を低減したことを
特徴とするガスシールドアーク溶接用鋼ワイヤ。 - 【請求項７】 ガスシールドアーク溶接用鋼ワイヤの製
造工程において、線材を酸洗した後、銅めっきを施し、
仕上伸線するに際して、溶鉄の表面張力を低下させる元
素またはその化合物を混合した潤滑油を用いて仕上伸線
することを特徴とするガスシールドアーク溶接用鋼ワイ
ヤの製造方法。 - 【請求項８】 ガスシールドアーク溶接用鋼ワイヤの製
造工程において、線材を酸洗した後、銅めっきを施し、
仕上伸線するに際して、Ｓ、Se、BiおよびＯ元素、また
はそれらの化合物のいずれか１種以上を混合した潤滑油
を用いて仕上伸線することを特徴とするガスシールドア
ーク溶接用鋼ワイヤの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28331391A JPH0569181A (ja) | 1991-07-05 | 1991-10-29 | ガスシールドアーク溶接用鋼ワイヤおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16484691 | 1991-07-05 | ||
| JP3-164846 | 1991-07-05 | ||
| JP28331391A JPH0569181A (ja) | 1991-07-05 | 1991-10-29 | ガスシールドアーク溶接用鋼ワイヤおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0569181A true JPH0569181A (ja) | 1993-03-23 |
Family
ID=26489797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28331391A Pending JPH0569181A (ja) | 1991-07-05 | 1991-10-29 | ガスシールドアーク溶接用鋼ワイヤおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0569181A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6146768A (en) * | 1997-03-11 | 2000-11-14 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Welding wire |
| EP1285717A3 (en) * | 2001-08-23 | 2004-05-26 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Plating-free solid wire for mag welding |
| JP2008137037A (ja) * | 2006-12-01 | 2008-06-19 | Kobe Steel Ltd | ソリッドワイヤ |
| JP2008178906A (ja) * | 2006-12-29 | 2008-08-07 | Kobe Steel Ltd | ソリッドワイヤ |
| JP2013504434A (ja) * | 2009-09-11 | 2013-02-07 | ユニバーシティ インダストリー コーオペレーション ファウンデーション コリア エアロスペース ユニバーシティ | 溶接用ワイヤ |
| US8461485B2 (en) | 2006-12-29 | 2013-06-11 | Kobe Steel, Ltd. | Solid wire |
-
1991
- 1991-10-29 JP JP28331391A patent/JPH0569181A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6146768A (en) * | 1997-03-11 | 2000-11-14 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Welding wire |
| EP1285717A3 (en) * | 2001-08-23 | 2004-05-26 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Plating-free solid wire for mag welding |
| JP2008137037A (ja) * | 2006-12-01 | 2008-06-19 | Kobe Steel Ltd | ソリッドワイヤ |
| JP2008178906A (ja) * | 2006-12-29 | 2008-08-07 | Kobe Steel Ltd | ソリッドワイヤ |
| US8461485B2 (en) | 2006-12-29 | 2013-06-11 | Kobe Steel, Ltd. | Solid wire |
| JP2013504434A (ja) * | 2009-09-11 | 2013-02-07 | ユニバーシティ インダストリー コーオペレーション ファウンデーション コリア エアロスペース ユニバーシティ | 溶接用ワイヤ |
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