JPH0822471B2 - アーク溶接用ソリッドワイヤ - Google Patents

アーク溶接用ソリッドワイヤ

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JPH0822471B2
JPH0822471B2 JP32804087A JP32804087A JPH0822471B2 JP H0822471 B2 JPH0822471 B2 JP H0822471B2 JP 32804087 A JP32804087 A JP 32804087A JP 32804087 A JP32804087 A JP 32804087A JP H0822471 B2 JPH0822471 B2 JP H0822471B2
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JP
Japan
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wire
oxygen concentration
welding
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spatter
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JP32804087A
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道夫 郡
俊二 坂井
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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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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/02Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
    • B23K35/0255Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in welding
    • B23K35/0261Rods, electrodes, wires

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)
  • Footwear And Its Accessory, Manufacturing Method And Apparatuses (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアーク溶接用ソリッドワイヤに関し、特に溶
接時にスパッタ発生量が少なく健全な溶接ビードを得る
ことができる溶接用ワイヤに関する。
〔従来技術とその問題点〕
アーク溶接用ワイヤに要求される品質は、スパッタの
発生が少なく、ワイヤの送給性が良好であることと共
に、ワイヤ表面の耐錆性等が良好なことであり、そして
健全な溶接結果が得られることである。溶接時のスパッ
タ発生量を少なくするためにアーク現象の溶滴移行がス
プレー状移行であることが必要である。
このような条件を満足する溶接用ワイヤとして、多く
の提案がなされているが、未だ次に述べる如く問題点が
あって、多面的に満足できるアーク溶接用ワイヤとなっ
ていないのが実情である。特に最近は溶接用ワイヤに含
まれている酸素濃度に注目し、その含有量、形態、その
他について種々研究され、多くの発明が出願公開されて
いる。それらに関しては特開昭58-128294号公報、特開
昭58-192694号公報、特開昭59-104292号公報、特開昭61
-242785号公報等が公開されている。これらはいずれも
第2図に示す如くワイヤ断面の素地に当たる部分は普通
の酸素濃度(30〜100ppm)で、特にワイヤ表層部に外部
からの処理で酸素を付加し、または表層部金属成分を酸
化させて酸素濃度を高めたものである。
例えば、特開昭58-192694号公報記載の発明は前述し
た溶接用ワイヤに要求される条件をできるだけ満足する
ものとして溶滴移行性を改善し、スパッタの減少を図っ
ている。即ち、このアーク溶接用ワイヤはワイヤ表層部
の酸素濃度を特に高くするが、ワイヤ全酸素濃度を70pp
m以下と低くするものである。
しかしながら、このワイヤはワイヤ表層部における酸
素濃度を高くするものであり、その手段はワイヤ表層部
に焼鈍によって生成した第3図aに示す如く酸化皮膜8
の量を調整するものである。この酸化物表層部は生産工
程での銅めっき性を悪くし、また、めっき工程後の加工
(伸線)性を悪くするものである。更にはめっき不良に
よる製品の耐錆性も劣って保存性にも問題がある。ワイ
ヤ全体の平均酸素濃度が70ppm以下と低いことから溶滴
移行も十分なスプレー状移行とは容易にはなり得ず、そ
のため溶接時の低スパッタ化も不十分である。
さらに、第3図b,cに示す如くワイヤ表層部の数μm
〜20μmを粒界酸化11、または粒界酸化9をさせること
によって、ワイヤ表層部の酸素濃度を高めることも行わ
れているが、前記したと同様の問題が存在するとともに
その量の調整は容易でない。第3図に示す符号10は銅め
っきを示す。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は溶接ワイヤ中に含まれる酸素濃度を調整し、
上記した従来技術の欠点を解消し、低スパッタ化等の溶
接作業性とともに良好な溶接結果が得られるアーク溶接
用ソリッドワイヤを提供するにある。
〔問題点を解決するための手段〕
前述の目的を達成するための本発明が要旨とするとこ
ろは、鋼線材の全酸素濃度が60〜230ppmで、該鋼線材は
中央部と外層部の2層を形成し、中央部の断面積が全線
材断面の10〜60%であって、該中央部の酸素濃度100〜7
50ppm、中央部酸素濃度/外層部酸素濃度≧1.2であるこ
とを特徴とするアーク溶接用ソリッドワイヤにあり、ま
た中央部酸素濃度−外層部酸素濃度≧50ppm、外層部酸
素濃度は150ppm以下にあるのがより好ましい。
〔作用〕
先ず、本発明ワイヤは後述する他の条件とともにワイ
ヤの全酸素濃度を60〜230ppmとすることで、溶接中の溶
滴粒度の微小化を図り、アークをスプレー状移行とせし
め、スパッタの発生量を少なくすることを意図してい
る。全酸素濃度が60ppmに満たないと溶滴移行がスプレ
ー状になりにくく、溶滴粒度が粗大となるために短絡回
数が少なくなってスパッタが増え、一方、230ppmを超え
る酸素濃度ではワイヤ中の炭素との作用で爆発現象が発
生するようになり、アークが不安定でスパッタの発生量
が多くなる。
また、本発明はワイヤに必要な全酸素濃度を確保する
ためにワイヤ断面中央部の酸素濃度を高くし、ワイヤ断
面外層部の酸素濃度をワイヤ断面中央部の酸素濃度より
も低くすることに最大の特徴を有し、ワイヤ表面のめっ
き密着性とワイヤ加工性、伸線性をもよくするものであ
る。即ち、ワイヤ断面積の10〜60%を中央部、40〜90%
を外層部とし、中央部の酸素濃度と外層部の酸素濃度を
前記した数値条件に調整する。第4図は第1表における
ワイヤの中央部断面積とスパッタ発生量との関係を示
し、ワイヤ断面中央部が10%未満では必要な全ワイヤ酸
素濃度が確保できず、また、他の酸素濃度条件を満足し
ても、集中し、安定したアークが得られず、他方60%超
ではワイヤ断面中央部に酸素を集中させる効果が得られ
ず、また酸素濃度も過剰となり溶滴がバブリング現象を
起こしてアークが不安定となり、そのためにスパッタの
発生量が多くなる。
中央部と外層部の酸素量における量的な関係は、先
ず、第5図に示す如く各々の酸素濃度を満足すると共
に、中央部酸素濃度と外層部酸素濃度の比を1.2以上と
することによって2層構造としての効果が現れる。即ち
アークは絞られて安定したスプレー状のアーク状態とな
り、スパッタの発生量が減少する。更に好ましくは中央
部と外層部の酸素濃度差は50ppm以上とするのがよい。
なお、仮令中央部酸素濃度と外層部酸素濃度の比が1.2
以上であっても、中央部と外層部の酸素濃度差が50ppm
以下では中央部酸素濃度が大である効果が現れない。外
層部酸素濃度は送給性、加工性等を低下させないために
150ppm以下とするのが好ましい。
前記したワイヤ構造と酸素濃度に調整することによっ
て、外層部の酸素濃度は150ppm以下とすることができる
のでワイヤの送給性、加工性を阻害することなく、耐錆
性の良好なワイヤとすることができる。
本発明ワイヤを製造する方法は種々あるが、例えば次
の方法によっても容易に製造できる。即ち、第6図に示
す如く、連続鋳造の方法によって中央部になるワイヤ12
に外層部を鋳造被覆する方法を用いることができる。さ
らに詳しく述べると、鋳造ボックス14に、化学成分、酸
素量が予め処方された溶融金属15の溶湯を入れ、その溶
湯を鋳造ボックス14の底部に設けたノズル16(セラミッ
クスノズル)から流出させる。
一方、予め所定の化学成分、酸素濃度に造られたワイ
ヤ12を鋳造ボックス14の上部にスプール巻13等で設置
し、このワイヤ12を鋳造ボックス14のノズル16にセンタ
ー合わせし、溶融金属15の流出速度とワイヤ12の供給速
度とを調整し、かくしてノズル16内でワイヤ12の周りに
溶融金属15が凝固して一体化した2層構造の素ワイヤ17
を、ノズル16の下方に位置する冷却槽18内の冷却剤19中
に導出せしめ、ガイドローラ23を介して次工程へ送り、
巻き取る。冷却剤槽22内に落下した冷却剤19は、パイプ
20を介して、ポンプ21により冷却槽18へと循環せしめら
れる。
本発明に従って限定された要件を具備するワイヤは、
中央部になるワイヤ12及び外層部になる溶融金属15の酸
素濃度を、他の化学成分とともに予め所定の濃度に調整
し、また中央部ワイヤ径及びノズル16の内径を所定のも
のとして断面積比率を規定し、溶融金属15の深さ及びそ
の温度、ワイヤ供給速度を調整することによって製造す
ることが出来る。
〔実施例〕
以下に示す実施例に用いたワイヤは前述した連続鋳造
法により製造した。鋳造ボックスのノズル内径は5.5m
m、ワイヤ中央部となるワイヤは各実施例の断面積比率
に対応する径(例えば、中央部55%の場合は径4.1mm)
のワイヤを製造し、中央部と外層部の境界は半溶融(1
部融合)で製造した。
連続鋳造法により得られた径5.5mmの素ワイヤを通常
の溶接用ソリッドワイヤの製造工程を用いて伸線、めっ
き、伸線の各工程を経て径1.2mmの製品として溶接に供
した。
第1表に示す化学成分及び酸素濃度の2層構造ワイヤ
及び比較ワイヤを用いて、次に示す条件で溶接を行って
ワイヤ送給性、溶接性、スパッタの発生量を調査した。
溶接条件:溶接姿勢 下向き Bead on plate 溶接電流 310A 溶接電圧 30V 溶接速度 20cm/min シールドガス CO2流量20l/min 母 材 JIS SM50 19mmt (表面錆除去) 送給性は、ワイヤ送給モータの電機子電流の変動幅に
よって評価し、判定基準は電流変動幅が20%以上のもの
を不可とし、10%以内を可とした。溶滴移行性は目視観
察で行い溶滴径が小さくスプレー状に移行してアークが
安定するかを判定した。スパッタ量は銅製のスパッタ捕
集箱(100W×150H×600mml)に採取したスパッタ量を秤
量し、(ただし、シールドノズルに付着したものは対象
外)測定量が2.5g/min以上を不可とした。尚、伸線加工
性はダイスにより1.2mmφに伸線する際の断線発生の有
無により判定した。
その結果は第1表に示される如く、No.1〜10は本発明
の条件を満足しているもので、伸線加工性、送給性、ア
ークの安定性、スパッタ発生量ともに極めて良好であっ
た。尚、No.1,4,6,7の中央部ワイヤは被覆アーク融接棒
用の心線を使用した。
一方、No.11は従来のワイヤであり、酸素濃度が本発
明の適正値範囲内であるにもかかわらず2層構造でない
のでアークがスプレー状移行とならず、スパッタの発生
量が多い。
No.12〜15は本発明のワイヤと同様の製造法で作った
ものであるが、No.12は従来のワイヤの表層部酸素濃度
を特に高くしたワイヤであるので、伸線加工性も悪く、
伸線加工時に断線が発生した。またワイヤ表面状態も悪
く、従って送給抵抗も高く円滑なワイヤ送給性が得られ
ない。
No.13は中央部ワイヤに被覆アーク溶接棒用心線を使
用したもので、中央部の面積率が高いために外層部の合
金量が過多なり、伸線性が悪く送給性もやや劣る。中央
部酸素濃度および中央/外層の酸素濃度比は本発明の条
件を満足するが、全ワイヤで酸素濃度が高いために安定
した溶滴移行が得られない。
No.14は中央部面積率、中央部酸素濃度、中央/外層
の酸素濃度比、全ワイヤで酸素濃度のいずれも本発明の
条件を満足しておらず、従って送給性、溶滴移行性の成
績も悪い。
No.15は中央部面積率が本発明の条件以下で、全酸素
濃度が低いためスプレー状移行とならず、スパッタ量も
多い。
〔発明の効果〕 本発明のアーク溶接用ソリッドワイヤは以上のように
2層構造とし、中央部の酸素濃度を高く、外層部の酸素
濃度を低くし、その酸素濃度を所定値にすることによっ
て溶接時のアークを安定化し、スパッタの発生を少なく
するとともにワイヤの生産性、送給性をも向上すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明ワイヤの断面図、第2図は従来ワイヤの
断面図、第3図は従来ワイヤの表層部の断面図、第4図
は中央部断面積とスパッタ発生量との関係を示すグラ
フ、第5図は中央部と外層部の酸素濃度比とスパッタ発
生量の関係を示すグラフ、第6図は本発明の溶接用ワイ
ヤの製造装置例の概要である。 1……ワイヤ中央部、2……ワイヤ外層部、4……ワイ
ヤ表層部、12……ワイヤ、15……溶融金属、16……ノズ
ル、17……素ワイヤ、18……冷却槽。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鋼線材の全酸素濃度が60〜230ppmで、該鋼
    線材は中央部と外層部の2層を形成し、中央部の断面積
    が全線材断面積の10〜60%であって、該中央部の酸素濃
    度100〜750ppm、中央部酸素濃度/外層部酸素濃度≧1.2
    であることを特徴とするアーク溶接用ソリッドワイヤ。
JP32804087A 1987-12-24 1987-12-24 アーク溶接用ソリッドワイヤ Expired - Lifetime JPH0822471B2 (ja)

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JPH01170598A JPH01170598A (ja) 1989-07-05
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007036730A1 (en) * 2005-09-29 2007-04-05 Inpharmatica Limited Thiophene derivatives as ppar agonists i

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007036730A1 (en) * 2005-09-29 2007-04-05 Inpharmatica Limited Thiophene derivatives as ppar agonists i

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JPH01170598A (ja) 1989-07-05

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