JPH0777674B2 - アーク溶接特性の優れたアーク溶接用複合ワイヤの製造方法 - Google Patents

アーク溶接特性の優れたアーク溶接用複合ワイヤの製造方法

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JPH0777674B2
JPH0777674B2 JP1336452A JP33645289A JPH0777674B2 JP H0777674 B2 JPH0777674 B2 JP H0777674B2 JP 1336452 A JP1336452 A JP 1336452A JP 33645289 A JP33645289 A JP 33645289A JP H0777674 B2 JPH0777674 B2 JP H0777674B2
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隼也 松山
綽久 田畑
幹雄 坂下
順治 立石
千晃 志賀
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川崎製鉄株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、ガスシールドアーク溶接の用途に供せられ
る、溶接フラックスを内包するアーク溶接用複合ワイヤ
の製造方法に関するものである。
(従来の技術) フラックスが充填された溶接用複合ワイヤは、高能率溶
接が可能な溶接用ソリッドワイヤとスラグ形成によって
全姿勢溶接が可能な被覆溶接棒両者の利点を併せ持つワ
イヤとして、造船、産業機械、橋梁および自動車などの
分野において、その需要が増大している。
かかる溶接用複合ワイヤについては、例えば特開昭63-1
15697号公報や特開昭56-148494号公報にその製法が開示
されている。
前者は薄鋼帯を鋼管体に成形したのち、伸線するもので
あり、後者は成形完了とほとんど同時に合わせ目をシー
ム溶接して鋼管体を形成し、ついで伸線するものであ
る。
これらはいずれも、成形または成形・溶接が完了する以
前にフラックスを散布・投入して鋼管体への充填を図る
ものであり、鋼管体形成時にフラックスを充填する方式
の溶接複合ワイヤの製造では、通常これらで代表される
いずれかの方法が採用される。
(発明が解決しようとする課題) ところで複合ワイヤの径は一般に、0.6〜2.4mmと細径で
あるが、かかる細径の複合ワイヤでは高電流溶接時にア
ークの押し付け力が高くなるため、その反作用でワイヤ
先端の溶滴が押し上げられる結果、溶滴が溶接プールに
スムーズに移行しなくなってスパッタが発生するなどア
ークの安定性が悪い。そこでアーク安定化のために、Ar
やHe等の不活性ガスによってワイヤの周囲をシールドし
ながら溶接する手法が採用されているが、依然としてワ
イヤの中心部については押し付け力の低減が十分とはい
えず、満足いくほどのアーク安定化は達成できない。
上記の問題を解決するものとして、特開昭62-212096号
公報において、少なくともパイプ突き合わせ溶接工程ま
でに、パイプ内の空気を不活性ガスで置換することから
なる溶接用フラックス入りワイヤの製造方法が提案され
た。
しかしながら上記の方法では、パイプ内部空間が不活性
ガスで置換されているだけなので、やはり充分満足いく
程のアーク安定化は達成できなかった。この理由は、上
記の方法では、フラックスの粒間に存在していた空気が
そのまま持ち来されると共に、不活性ガス吹き込み時に
空気が巻き込まれ、しかもパイプ内ではかかる空気の逃
げ場がないことから、依然として内部に多量の空気が残
留することによるものと考えられる。
またフラックス中には、通常Fe-Si,Fe-Mn等の脱酸剤やM
g合金、ふっ素化合物等のアーク安定剤が添加されてい
て、これらは本来アーク溶接時に反応してその効果を発
揮するものであるが、上記の方法では、ワイヤの内部に
多量の空気が残留していることから、電縫溶接時や伸線
途中の中間焼鈍中に酸化反応し、熱劣化することも判明
した。
その他にも特公昭62-50239号公報にて、パイプ内部の空
気を不活性ガスで予め置換するか、又は該ガスを注入し
ながら、フラックスを充填することからなる溶接用複合
ワイヤの製造方法が開示されている。
しかしながらこの方法は、パイプに成形したのちフラッ
クスを充填するものであるから、パイプ先端に行くほど
フラックス自体の充填率が安定化しないだけでなく、い
たるところでフラックスとガスとの不均質混合層ができ
易い。すなわち生産能率が極めて悪く、充填率も不安定
なために、アークの安定が望めないだけでなく、フラッ
クスの粒間に存在していた空気がやはり不安定にそのま
ま持ち来されるため、当然ながら満足いく程のアーク安
定化は望み得なかった。
この発明は、上記の諸問題を有利に解決するもので、ア
ーク安定性に極めて優れ、従ってスパッタ等の発生が大
幅に軽減された、アーク溶接用複合ワイヤの有利な製造
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) さて発明者らは、上記の問題を解決すべく鋭意研究を重
ねた結果、ワイヤ自身すなわちワイヤの軸中心部から不
活性ガスをアーク雰囲気中に流入させること、具体的に
は複合ワイヤに内包されるフラックスの粒間に不活性ガ
スを充填させておくことが、所期した目的の達成に関
し、極めて有効であることの知見を得た。
この発明は、上記の知見に立脚するものである。
すなわちこの発明は、水平レベルで走行する薄鋼帯を成
形ロールによって順次U型、O型と成形しつつ溶接フラ
ックスを供給し、しかるのちフラックスの充填された鋼
管体に伸線加工を施す工程からなる溶接複合ワイヤの製
造法において、 溶接フラックスの供給に際し、粒間を予め不活性ガスで
満たした溶接フラックスを、上記成形の完了前に常圧下
で供給すると共に、 該溶接フラックスの供給位置および成形完了部周辺を遮
蔽ボックスで囲み、内部を不活性ガスでシールドするこ
とを特徴とするアーク溶接特性の優れたアーク溶接用複
合ワイヤの製造方法である。
以下、この発明を具体的に説明する。
第1図に、この発明の実施に供して好適なフラックスの
供給装置を模式的に示し、図中番号1は薄鋼帯、2は成
形された鋼管体、3はU型からO型への成形途中の鋼
帯、4は成形完了部であり、5で後続の伸線工程を示
す。そして6が溶接フラックスを最初に投入または貯え
るホッパー、7がフラックスと不活性ガスの流動層、8
は不活性ガスの吹き込み口、9が不活性ガスの流れ、10
がフラックス、11が不活性ガスで粒間が満たされた充填
フラックス、12が高周波シーム溶接用コイル、13がフラ
ックス供給位置および成形完了部を覆う遮蔽ボックスで
ある。
さてホッパー6に投入されたフラックス10は、流動層7
を通過する間に、フラックス粒間に存在していた空気が
不活性ガスと置換され、粒間に不活性ガスが満たされた
状態で成形途中の鋼帯3上に供給される。しかもフラッ
クス供給位置および成形完了部は不活性ガスでシールド
されているので、このシールドガスがさらに充填されて
粒間に浸透すると共に鋼管体成形時における空気の巻き
込みを効果的に阻止するので、鋼管体中への空気の混入
はほとんどない。ついで鋼管体2に成形されたのち、伸
線工程に供され製品とされるわけであるが、かかる過程
を通じて、鋼管体の内部はフラックス粒間も含めて不活
性ガスで満たされ、この状態が伸線後の製品にも持ち来
されるので、アーク溶接の際に尖鋭的なアーク安定化効
果を発揮することになるのである。
この効果は、成形したまま伸線される複合ワイヤにおい
ては勿論のこと、合わせ目を例えば上述した高周波シー
ム溶接される場合においても充分発揮される。
またその他の効果として、シーム溶接時の熱によってフ
ラックス中に含有される金属成分が酸化される害を、こ
の発明では不活性ガスの存在により有利に防止すること
ができる。
さらに上記の効果は、伸線の途中で中間焼鈍が施される
場合においても同様にして発揮される。
上述のようにして得られた溶接用複合ワイヤの製品にお
けるフラックス粒間の空気量は2〜25%程度であり、前
掲特開昭62-212096号公報に開示のパイプ内の空気を不
活性ガスで置換しつつフラックスを供給する従来法にお
けるそれが数十%であることと比べると、空気量は大幅
に低減し、その結果アーク溶接特性の著しい向上が達成
される。
また、この発明では、フラックスの供給を、パイプの成
形完了前にしかも常圧下で行うので、成形完了後とりわ
け高いガス圧下にフラックスを供給する場合に問題とな
る、パイプ先端部における充填率のバラツキおよびパイ
プ全般にわたるフラックスとガスとの不均質混合層の生
成などを効果的に回避でき、従ってこの点からもアーク
安定性の向上に有利に寄与する。
なおこの発明において、鋼帯にとくに限定されることは
ないが、JIS規格−SPCC材やSPHC材等の軟鋼帯がとりわ
け有利に適合する。
またフラックスについても、その粒度、成分および形状
等には何らの制限はなく、特別な前処理も必要としな
い。
さらにこの発明において、流動層の形成には、2l/min程
度以上の不活性ガスを流せば良い。
またさらに遮蔽ボックス内における不活性状態の維持
は、該ボックスの内部を予め不活性ガスで満たしておく
か、または適当量(好ましくは流量2l/min以上)の不活
性ガスをボックス内部に常時給排気してやることによっ
て容易に達成される。
(作用) 一般にパイプ中では、フラックスの占める割合の方が空
間よりも大きい。しかもかかる空間中のガスは、伸線工
程における締め込み成形時に押し出されるが、粒間の大
気はそのまま内部に閉じ込められる。従って単に空間の
みを不活性ガスと置換しただけでは、製品中における空
気分圧を充分に低減することはできない。このため従来
は、充分満足いく程のアーク安定化が図れなかったもの
と考えられる。
これに対し、この発明では、フラックス供給前段階にお
けるフラックス粒間ガスの不活性ガスとの置換およびフ
ラックス供給時における不活性ガスによるシールによっ
て、フラックスの粒間含むパイプ中のガスのほとんどが
不活性ガスで占められているので、とくに製品において
は空気の分圧が低い。
さらにこの発明では、フラックスの供給を、水平レベル
で走行する薄鋼帯に対し、その成形完了前にしかも常圧
下で行うので、伸線工程での縮径によって生じた余分な
ガスはフラックスの上方の空間を介して後方に効果的に
排出することができ、その結果、ワイヤ全長にわたって
均質な混合層を形成することができる。
そしてフラックスの粒間に閉じ込められた不活性ガス
は、ワイヤ中心からワイヤの溶融に伴ってアーク柱中心
に尖鋭的に供給され、しかもその後はシールドガスとし
ても有効に作用するので、極めて効果的にアークの安定
化を図り得るのである。
(実施例) 前掲第1図に示したフラックスの供給装置を用い、下記
の条件下で、 ・使用鋼帯 SPHC,2.5mm厚 ・使用フラックス組成:TiO2約40%を主成分として含
み、他はSiO2,MnO,Al2O3,ふっ化物,Al-Mg合金,Fe-Mn,F
e-Siなど ・不活性ガス Ar 流動層への流量:2.8l/min 遮蔽ボックスへの流量:3.2l/min ・伸線工程における中間焼鈍温度:600℃ ワイヤ径がそれぞれ0.8,1.2,1.6mmの複合ワイヤを製造
した。
また比較のため特開昭62-212096号公報に開示のパイプ
内の空気を不活性ガスで置換しつつフラックスを供給す
る従来の方法で、上記と同じ径になる複合ワイヤを作成
した。
その結果、従来法で作成したワイヤのガス中空気量は56
%であったのに対し、この発明に従いえられたワイヤの
ガス中空気量は6%と、格段に低減していた。
次に、得られた2種の複合ワイヤを用い、表1に示す条
件の下にガスシールドアーク溶接を行ったときの、アー
ク安定化について調べた結果を表1に併せて示す。なお
アーク安定化は、その代表的指標であるスパッタの発生
量で評価した。
同表より明らかなように、この発明に従い得られた複合
ワイヤを用いた場合は、従来材を用いた場合に比べ、伸
線途中においる中間焼鈍の有無にかかわらず、スパッタ
ロスが非常に少なく、アーク安定性が極めて良好である
ことが確認された。
(発明の効果) かくしてこの発明によれば、従来に比べアーク安定性に
極めて優れた複合ワイヤを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の実施に供して好適なフラックスの
供給装置の模式図である。 1……薄鋼帯 2……鋼管体 3……成形途中の鋼帯 4……成形完了部 5……成形後の伸線工程 6……溶接フラックスホッパー 7……流動層 8……不活性ガスの吹き込み口 9……不活性ガスの流れ 10……溶接フラックス 11……粒間が不活性ガスで満たされた充填フラックス 12……高周波シーム溶接用コイル 13……遮蔽ボックス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂下 幹雄 千葉県千葉市川崎町1番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内 (72)発明者 立石 順治 千葉県千葉市川崎町1番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内 (72)発明者 志賀 千晃 千葉県千葉市川崎町1番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内 (56)参考文献 特開 昭61−108498(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】水平レベルで走行する薄鋼帯を成形ロール
    によって順次U型、O型と成形しつつ溶接フラックスを
    供給し、しかるのちフラックスの充填された鋼管体に伸
    線加工を施す工程からなる溶接複合ワイヤの製造法にお
    いて、 溶接フラックスの供給に際し、粒間を予め不活性ガスで
    満たした溶接フラックスを、上記成形の完了前に常圧下
    で供給すると共に、 該溶接フラックスの供給位置および成形完了部周辺を遮
    蔽ボックスで囲み、内部を不活性ガスでシールドするこ
    とを特徴とするアーク溶接特性の優れたアーク溶接用複
    合ワイヤの製造方法。
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CN107350659B (zh) * 2017-07-17 2019-10-25 洛阳双瑞特种合金材料有限公司 适用于全位置焊接的460MPa级无缝药芯焊丝及制造方法
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SE453058B (sv) * 1984-10-29 1988-01-11 Werner Adolf Holmgren Forfarande for kontinuerlig tillverkning av en pulverfylld rorsvetselektrod

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