JPH08197278A - ガスシールドアーク溶接用ワイヤ - Google Patents

ガスシールドアーク溶接用ワイヤ

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JPH08197278A
JPH08197278A JP1116595A JP1116595A JPH08197278A JP H08197278 A JPH08197278 A JP H08197278A JP 1116595 A JP1116595 A JP 1116595A JP 1116595 A JP1116595 A JP 1116595A JP H08197278 A JPH08197278 A JP H08197278A
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JP
Japan
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wire
welding
feeding
arc welding
gas shielded
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JP1116595A
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Kozo Noguchi
幸三 野口
Ko Kato
興 加藤
Hajime Nakasugi
甫 中杉
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Nippon Steel Welding and Engineering Co Ltd
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Nippon Steel Welding and Engineering Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 長尺のコンジットケーブルを使用し、これに
屈曲負荷がかかる状態で溶接される場合においても、ワ
イヤ送給性を良好にするガスシールドアーク溶接用ワイ
ヤを提供する。 【構成】 ガスシールドアーク溶接用ワイヤにおいて、
ワイヤ表面突起平均間隔Hが150μm以下、ワイヤ表
面突起の平均粗さRaが0.4〜3.0μmで、かつ突
起の最高高さRyが15μm以下であるワイヤ表面に潤
滑剤を塗布する。また、ワイヤ表面に塗布する潤滑剤は
液体潤滑剤でワイヤ10kg当たり0.2〜1.5gで
ある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスシールドアーク溶
接用ワイヤに係わるものであり、特に屈曲した長いコン
ジットケーブルを用いて溶接に供する場合において、良
好な送給性が得られるガスシールドアーク溶接用ワイヤ
に関する。
【0002】
【従来の技術】ガスシールドアーク溶接用ワイヤ(以下
溶接用ワイヤ)は、一般に線径が2.0mmφ以下の細
線でその断面全体が金属のソリッドワイヤと、フラック
スを鋼製外皮で被覆したフラックス入りワイヤがある。
これらのワイヤは、溶接時にワイヤ供給装置の送給ロー
ラにより、コンジットケーブルの、内部に螺旋状に成形
した可撓性チューブ(以下コンジットチューブ)を内包
した管状体の中を挿通させながら長尺(6mあるいはそ
れ以上)のコンジットケーブルとそれにつながる溶接ト
ーチのコンタクトチップ(通電部)から連続的にワイヤ
を送り出しながらシールドガスの雰囲気でアーク溶解す
る方法で使用されている。また、溶接に当たっては、長
尺のコンジットケーブルは溶接電源から溶接現場までの
距離の調整のために上下あるいは左右に曲げられたり、
ループ状に巻き付けて長さを調整して使われることがし
ばしばである。
【0003】更に、狭隘な溶接現場では、溶接トーチ直
前のコンジットケーブルをS字あるいはJ字状に曲げて
使用されることも多々ある。この場合、コンジットケー
ブルが屈曲されることにより内部を通過するワイヤが螺
旋状のコンジットチューブ内表面との接触摩擦部が増え
て送給抵抗が増加し、ワイヤを円滑に送給させることが
困難となる。
【0004】そのために、従来から溶接用ワイヤの製造
に際してワイヤの送給性改善のための色々な工夫がなさ
れている。すなわち、ワイヤ表面に特定した微小凹凸を
付けた後潤滑剤を付着させる方法、例えばワイヤ表面に
平均粒径50〜750μmのショットを用いて2秒以下
のショットブラスト加工を行い、潤滑剤を塗布する(特
開昭61−27198号公報)ことが提案されている。
また、ワイヤ送給性を良くするための潤滑剤は、一般に
植物油、鉱物油あるいは動物油単独またはそれらの混合
油をワイヤ表面に一定量塗布している。さらに、使用条
件の厳しい場合には、MoS2 、グラファイト粉末等の
固体潤滑剤が前述の油潤滑剤の中に懸濁させてワイヤ表
面に塗布している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ワイヤ表面に微小凹凸
を付けると、ワイヤ送給ローラ部でワイヤスリップが少
なくなるといわれているが、送給性を良好にするための
ワイヤ表面粗度はある範囲に特定しないと、ワイヤが送
給ローラ部でスリップしたり、コンジットチューブ内で
摩擦抵抗となる。また、液体潤滑剤を表面に塗布して
も、コンジットケーブルに負荷抵抗が加えられるとワイ
ヤがスリップして安定したアークが得られず溶接不良の
原因になる。固体潤滑剤、例えばグラファイト、MoS
2 粉末はワイヤ表面に均一に付着させることが困難であ
り、前述のような厳しい条件下での送給性は極めて悪く
なる。そこで、本発明は、長尺のコンジットケーブルを
使用し、これに屈曲負荷がかかる状態で溶接される場合
においても、ワイヤ送給性を良好とするガスシールドア
ーク溶接用ワイヤを提供することを目的とするものであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するもので、その要旨とするところは、ガスシールド
アーク溶接用ワイヤにおいて、ワイヤ表面突起平均間隔
Hが150μm以下、ワイヤ表面突起の平均粗さRaが
0.4〜3.0μmで、かつ突起の最高高さRyが15
μm以下であるワイヤ表面に潤滑剤を塗布したことを特
徴とする。また、ワイヤ表面に塗布する潤滑剤は液体潤
滑剤でワイヤ10kg当たり0.2〜1.5gであるこ
とも特徴とする。なお、ワイヤ表面突起平均間隔Hは、
突起が円形の場合は最大径の平均間隔を、線状の場合は
隣合う突起の平均間隔をいう。また、ワイヤ表面突起の
平均粗さRaおよび突起の最高高さRyはJIS B0
601に準じた方法で測定した値とする。
【0007】
【作用】図1はワイヤ送給の工程およびワイヤ送給性の
測定方法を示す説明図である。溶接ワイヤ1はワイヤ供
給装置2にセットされた状態から送給モータの駆動によ
りワイヤ送給部3の平型加圧送給ローラ4およびV溝付
き送給ローラ5によって順次送給され、コンジットケー
ブル6から溶接トーチ7を通って溶接部に供給される。
この時ワイヤ1は、ワイヤ送給部3の平型加圧送給ロー
ラ4およびV溝付き送給ローラ5によって押圧され、ワ
イヤはその垂直荷重によりV溝付き送給ローラ5内に入
り込もうとする場合にV溝付き送給ローラ5との接触部
が生じ、その接触による摩擦力が働き送給力となる。ま
た、例えば3〜20mのコンジットケーブル6の中を通
過するため、ワイヤ表面の潤滑剤量、ワイヤ表面の形状
によって摩擦抵抗が変わって送給性は変化するものであ
る。
【0008】ワイヤ送給性の測定は、ワイヤ送給装置2
から送りだされたワイヤ1に負荷が加わるとワイヤ送給
部3の反力によってワイヤ1が後退するが、この時に生
じる力をロードセル8によって送給抵抗Rとして測定す
る。また、スリップ率は、送給ローラの周速(TG)と
溶接トーチ7の部分にメジャリングローラ10を設置し
てワイヤの通過速度(PG)を測定して下記式で算出す
る。 スリップ率=(TG−PG)100/TG
【0009】図2に送給抵抗Rとスリップ率の測定例を
示す。図中ワイヤAは、ワイヤ表面が平坦(Ra:0.
2μm以下,Ry:0.5μm以下)な場合、ワイヤB
は、ワイヤ表面に突起(H:34μm,Ra:2.9μ
m,Ry:3.5μm)を付けた場合を示す。ワイヤは
いずれも1.2mm径のフラックス入りワイヤを用い、
潤滑剤はパーム油を0.6g/ワイヤ10kgをワイヤ
表面に塗布した。溶接条件は表1に示す。
【0010】
【表1】 なお、屈曲負荷はコンジットケーブル6にループ9を付
けループのターン数とループ径Dを変えて変化した。図
2から明らかなように、ワイヤ表面に突起を付けたワイ
ヤBは、屈曲負荷を大きくしても安定した溶接ができる
範囲内である送給抵抗Rは6kg以下で、スリップ率も
5%以下である。これに対してワイヤ表面が平坦なワイ
ヤAは、屈曲負荷を大きくすると送給抵抗Rおよびスリ
ップ率ともに大きくなり送給性が非常に悪くなることが
わかる。
【0011】図3は本発明に係るワイヤ表面の突起の状
態を示す説明図である。図3に示すようにワイヤ表面突
起平均間隔Hを150μm以下とする。ワイヤ表面突起
平均間隔Hが150μmを越えると、ワイヤ表面の隣合
う突起間隔が広すぎワイヤ送給ローラでの送給力が低下
してスリップ率が高くなる。また、適正な潤滑剤コンジ
ットケーブルが困難となりコンジットチューブ内での抵
抗が大きくなって、良好な送給性を維持することができ
ない。
【0012】また、ワイヤ表面の平均粗さRaが0.4
〜3.0μmで、かつ突起の最高高さRyは15μm以
下とする。ワイヤ表面の平均粗さRaが0.4μm未満
であると、送給ローラでの摩擦力が生じず、そのために
送給力が低下してスリップ率が高くなる。また、潤滑剤
が均一に貯溜しておけないので、コンジットチューブ内
での摩擦抵抗が大きくなる場合があり、良好な送給性を
維持することができない。ワイヤ表面の平均粗さRaが
3.0μmを超える場合、また突起の最高高さRyが1
5μmを超えると、送給ローラでの送給力は大きくなる
がコンジットチューブ内での摩擦抵抗が大きくなり送給
性が悪くなる。また、前記突起が溶接用コンタクトチッ
プを削り長時間溶接すると通電性が悪くなりアークが不
安定となる。なお、ワイヤ表面突起の密度は15%以下
であることが好ましい。
【0013】次に、ワイヤ表面に塗布する潤滑剤は、液
体潤滑剤でワイヤ10kg当たり0.2〜1.5gとす
る。液体潤滑剤の塗布量が0.2g未満であるとコンジ
ットチューブ内での摩擦抵抗が大きくなり送給性が悪く
なる。また、1.5gを超えると送給ローラ部でワイヤ
がスリップして送給性が悪くなる。なお、液体潤滑剤と
してはパーム油、ナタネ油およびシリコーン油等の油潤
滑剤をいう。
【0014】図4は本発明に係る突起を形成するための
説明図である。本発明に係る突起を有する溶接用ワイヤ
を製造するためのローラダイス圧延により伸線する方法
の1実施例として、図4に示すように、溶接用ワイヤ1
を挟んで夫々対向する一対の溝付きローラ11と12か
らなる2つのローラダイスを交互にワイヤ圧下方向が9
0°ずつ変わる如く接近して配置し、これを一個のロー
ラダイスのユニットとして構成する。従って一個のロー
ラダイスにおいては、伸線方向に隣接するローラ軸は9
0°ずつ垂直、水平交互に配置される。このローラダイ
スに凹部を形成させるもので、その凹部付け加工はロー
ラダイス溝部に硬質のタングステンカーバイト等の金属
あるいはセラミックスを溶射、あるいはレーザ等の高密
度エネルギー源を用いて形成させる。また、他の突起を
有する溶接用ワイヤを製造する方法として、球状の鋼お
よび硬質スラグを用いてワイヤ表面にショットブラスト
加工を行い形成させることも可能である。
【0015】
【実施例】以下、本発明について、実施例によって具体
的に説明する。銅めっきを施したガスシールドアーク溶
接用ソリッドワイヤ素線(JIS Z3312 YGW
11 C:0.08%,Si:0.78%,Mn:1.
63%,P:0.012%,S:0.014%,Ti:
0.18%残部Feおよび不可避不純物)を用い、伸線
加工して1.2mmおよび1.6mm径のワイヤを得
た。この供試ワイヤには、それぞれ異なる表面突起を与
え、図1に示す装置で6m長さのコンジットケーブルを
用いループ径Dおよびループ数を変えて、表2に示す溶
接条件で溶接して、ワイヤ送給抵抗Rとワイヤ送給時の
スリップ率を測定した。なお、ワイヤ表面に塗布する潤
滑剤はパーム油を用いた。その結果を表3に示す。
【0016】
【表2】
【0017】
【表3】
【0018】表3において、No.1〜6が本発明のガ
スシールドアーク溶接用ワイヤ例、No.7〜12が比
較例である。本発明例のNo.1〜6はワイヤ表面突起
平均間隔Hが150μm以下、ワイヤ表面突起の平均粗
さRaが0.4〜3.0μmで、かつ突起の最高高さR
yが15μm以下であるワイヤ表面に液体潤滑剤をワイ
ヤ10kg当たり0.2〜1.5g塗布してあるので、
ループ径100mm2ターンという非常に厳しい条件下
においても、送給抵抗Rが低く、スリップ率も低いので
アークが安定しており極めて満足な結果であった。
【0019】比較例中No.7は、ワイヤ表面突起間隔
Hが広すぎるので、ループ径150mm1ターンまでは
良好な送給性が得られたが、ループ径150mm2ター
ンおよびループ径100mm2ターンにおいてはスリッ
プ率および送給抵抗Rが大きくなって送給性が不良とな
った。No.8はワイヤ表面突起平均粗さが小さく、ま
たNo.12は潤滑剤塗布量が多すぎるので、ループ径
150mm1ターンにおいてもスリップ率が大きくなっ
てワイヤ送給性が不良となった。
【0020】No.9はワイヤ表面突起平均粗さが大き
く、またNo.10はワイヤ表面突起最高高さが大きす
ぎるので、ループ径150mm1ターンまでは良好な送
給性が得られたが、ループ径150mm2ターンおよび
ループ径100mm2ターンにおいては送給抵抗Rが大
きくなってワイヤ送給性が不良となった。また、ループ
径150mm1ターンにおいても溶接中にコンタクトチ
ップを削り、長時間溶接をするとアークが不安定となっ
た。No.11は潤滑剤塗布量が少ないので、ループ径
150mm1ターンまでは良好な送給性が得られたが、
ループ径150mm2ターンおよびループ径100mm
2ターンにおいては送給抵抗Rが大きくなってワイヤ送
給性が不良となった。
【0021】
【発明の効果】本発明のガスシールドアーク溶接用ワイ
ヤによれば、長尺のコンジットケーブルを使用し、これ
に屈曲負荷がかかる状態で溶接される場合においても、
送給抵抗が低く、かつ送給ローラ部でワイヤのスリップ
が少ない良好なワイヤが得られるので、溶接の効率に大
きく寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に使用した溶接装置を示す図で
ある。
【図2】送給抵抗とスリップ率の関係を示す図である。
【図3】本発明に係るワイヤ表面突起を示す説明図であ
る。
【図4】本発明に係るワイヤ表面突起を形成するための
説明図である。
【符号の説明】 1 ワイヤ 2 ワイヤ供給装置 3 ワイヤ送給部 4 平型加圧送給ローラ 5 V溝付き送給ローラ 6 コンジットケーブル 7 溶接トーチ 8 ロードセル 9 ループ 10 メジャリングローラ 11 ,12 溝付きローラ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガスシールドアーク溶接用ワイヤにおい
    て、ワイヤ表面突起平均間隔Hが150μm以下、ワイ
    ヤ表面突起の平均粗さRaが0.4〜3μmで、かつ突
    起の最高高さRyが15μm以下であるワイヤ表面に潤
    滑剤を塗布したことを特徴とするガスシールドアーク溶
    接用ワイヤ。
  2. 【請求項2】 ワイヤ表面に塗布する潤滑剤は液体潤滑
    剤でワイヤ10kg当たり0.2〜1.5gであること
    を特徴とする請求項1記載のガスシールドアーク溶接用
    ワイヤ。
JP1116595A 1995-01-27 1995-01-27 ガスシールドアーク溶接用ワイヤ Withdrawn JPH08197278A (ja)

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