JPH09141487A

JPH09141487A - 溶接用低スパッタ鋼ワイヤおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH09141487A
Application number: JP30532795A
Authority: JP
Inventors: Akihisa Yamaura; 晃央山浦; Tokihiko Kataoka; 時彦片岡; Jinko Sasa; 仁孝佐々; Koichi Yasuda; 功一安田; Yoshihiro Kataoka; 義弘片岡
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1995-11-24
Filing date: 1995-11-24
Publication date: 1997-06-03

Abstract

(57)【要約】【課題】鋼ワイヤ表面部に大きな開口を有する亀甲状
の割れが少なく、送給性、めっき密着性が著しく改善さ
れ、かつ、スパッタ発生量の少ないアーク安定性に優れ
たガスシールドアーク溶接用鋼ワイヤおよびその製造方
法を提供。【解決手段】鋼ワイヤ表面部に内部酸化層を有し、重
量比で、カリウムを１〜２０ｐｐｍを含み、鋼ワイヤ表
面から０．１ｍｍ深さまでの酸素増量が１００ｐｐｍ以
下であり、かつ該鋼ワイヤ表面に存在する幅１μｍ以上
の割れの平均長さを１２μm 以下とすることにより、低
スパッタ性を有し、めっき密着性、送給性にすぐれた溶
接用鋼ワイヤとなる。中間伸線後の鋼ワイヤ素材に、
０．５〜１０重量％炭酸カリウム水溶液を塗布したの
ち、水蒸気と酸素を含む酸化性雰囲気中で焼鈍すること
により達成できる。炭酸カリウム水溶液には、カリ石鹸
０．００１〜１重量％を添加してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスシールドアー
ク溶接用鋼ワイヤに関し、特に、めっき密着性に優れ、
しかもスパッタ発生量が少なくアーク安定性に優れた溶
接用低スパッタ鋼ワイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】鋼ワイヤ表層部に粒界酸化層を形成さ
せ、その粒界酸化物を起点として横割れを発生させ、そ
の割れをオイルポットとしてワイヤの送給性を向上させ
たり、また、粒界酸化により表層部に富化された酸素の
作用によりアークの安定をはかるワイヤについては数多
くの提案がある。

【０００３】たとえば、特公昭６３−２１５９５号公報
には、表面に、ある特定の角度を有する横溝を分布させ
送給性の向上を図る技術が開示されており、また特公昭
６４−９１１７号公報や特公平４−４８５５３号公報に
は、表層の粒界酸化層に酸素を濃化させその脆弱な粒界
部を起点としてワイヤ表面に均一に亀甲状亀裂を開口さ
せ、その亀裂内に送給用の潤滑油を保持させることで送
給性の安定を図ろうとする技術が示されている。これら
の技術の特徴はいずれもコンジットチューブ内での摺動
抵抗を下げる、すなわち、送給性向上のための手段とし
て、表面に存在する開口した亀甲状の亀裂を利用すると
ころにある。

【０００４】表面の亀甲状の割れを利用して送給性の改
善をはかるためには、甚だしくは５μm 以上も開口した
亀甲状の亀裂が、表面に一様に存在しないとコンジット
内であらゆる方向からの摺動に対して効果は得られな
い。また、粒界酸化の促進のためには、焼鈍時アルカリ
金属やアルカリ土類金属の溶液を塗布するのが有効であ
ることが知られている。たとえば、特公平３−６４２３
９号公報には、アルカリ金属の炭酸塩を鋼ワイヤ表面に
塗布し、窒素雰囲気中で焼鈍することにより、ワイヤ表
面層に内部酸化層を形成させ仕上伸線工程でワイヤ表面
に均一に亀甲状の溝が形成されることが示されている。
また、同公報中には、Ｋ₂ＣＯ₃の３０％水溶液を塗布
する実施例が示されている。

【０００５】また、特公平４−５２１９６号公報には、
アルカリ金属の水酸化物を塗布する技術が開示されてい
る。また、アルカリ金属はアーク安定性に優れた効果が
あるが、沸点が低いため溶鋼中への添加は困難であるこ
とから、特開昭６１−１２６９９５号公報、特開昭６３
−１０８９９６号公報、特開昭６３−１４９０９３号公
報等に示されているように、アルカリ金属をワイヤ表面
あるいは、表面の横割れに付着させる方法が提案されて
いる。

【０００６】しかし、このような一様な亀甲状の割れを
得るために、熱処理等により、ワイヤ表層近傍の粒界酸
化層に全面的に酸素を濃化させ粒界を脆化させると、Cu
めっきを施す前の酸洗で粒界が選択的に溶出する。その
ため、ワイヤ表面近傍に櫛状の凹凸を生じ、めっき性を
著しく劣化させる。また、仕上伸線加工でワイヤ表面に
多数の亀裂が開口すると、ワイヤを小さな曲率で曲げた
場合に、亀裂で囲まれた平均径で２５μm 程度の大きさ
の甲羅状の１枚１枚がワイヤ母地から剥離し浮き上がっ
たり、著しい場合には粒ごと脱落する。このため、かえ
って、送給抵抗が増すことが懸念される。また、亀裂開
口量が多いため、高温高湿度の環境に保持されると発銹
を生ずる懸念も大きい。

【０００７】本発明者らは、特開平６−２１８５７４号
公報で、Cuめっきの亀裂を起因とした送給不良や発錆を
生ずることなくスパッタ発生量を抑えることができるガ
スシールドアーク溶接用鋼ワイヤおよびその製造方法を
開示した。これは、中間伸線後のワイヤ表面にシュウ酸
カリウムなどのアルカリ金属の塩を塗布し、塩中のアル
カリ金属が焼鈍時に鋼中に拡散することを利用して、ア
ルカリ金属を安定的にワイヤ表面に付加するというもの
である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、鋼ワイヤ表
面部に大きな開口を有する亀甲状の割れを極力低減し、
送給性、めっき密着性を著しく改善し、さらに、アーク
安定性に優れたガスシールドアーク溶接用鋼ワイヤおよ
びその製造方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するため鋭意研究を進めた結果、希薄な炭酸カリ
ウム水溶液を塗布し、かつ、水蒸気と酸素を含む酸化性
雰囲気において焼鈍することにより、表面に亀甲状の割
れを生ずることなくワイヤ表層にカリウムを保持できる
こと、さらに、鋼ワイヤ表面には表面スケールと内部酸
化層が形成され、しかも内部酸化層は著しい粒界酸化が
認められず、均一な粒内酸化となること、また、このよ
うな鋼ワイヤは、送給性、めっき密着性に優れかつスパ
ッタ発生量が少なくアーク安定性に優れていることを新
たに見出したのである。

【００１０】本発明における内部酸化層は、脆弱層をほ
とんど形成しないか、形成しても全面にわたることはな
い。さらに、本発明によれば、表面における亀甲状の割
れの生成を制御でき、しかも、カリウムがワイヤ表面か
ら内部へ拡散し、表面近傍に安定的に保持される。本発
明は、上記知見をもとに構成されたものである。

【００１１】すなわち、本発明は、鋼ワイヤ表面部に内
部酸化層を有し、重量比で、カリウムを１〜２０ｐｐｍ
を含むめっきした溶接用鋼ワイヤであって、めっき層下
部の鋼ワイヤ表面から０．１ｍｍ深さまでの酸素増量が
１００ｐｐｍ以下であり、かつ該鋼ワイヤ表面に存在す
る幅１μｍ以上の割れの平均長さが１２μm 以下である
ことを特徴とする溶接用低スパッタ鋼ワイヤである。ま
た、本発明は、鋼素材を熱間圧延し、脱スケールし、中
間伸線し、焼鈍し、酸洗し、銅めっきし、さらに仕上伸
線する溶接用鋼ワイヤの製造方法において、中間伸線後
の鋼ワイヤ素材に、炭酸カリウムを０．５〜１０重量％
含む炭酸カリウム水溶液を塗布したのち、水蒸気と酸素
を含む酸化性雰囲気中で焼鈍することを特徴とする溶接
用低スパッタ鋼ワイヤの製造方法であり、前記炭酸カリ
ウム水溶液を、炭酸カリウムを０．５〜１０重量％およ
びカリ石鹸０．００１〜１重量％を含む炭酸カリウム水
溶液としてもよく、さらに、前記焼鈍は、最高加熱温度
が６８０〜９００℃で、雰囲気が５００℃未満の温度範
囲では０．２〜１０％の水蒸気と０．２〜５００ｐｐｍ
の酸素を含む窒素中で、５００℃以上の温度範囲では
０．２〜２％の水蒸気と０．２〜５００ｐｐｍの酸素を
含む窒素中で行う焼鈍であることが好適である。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の溶接用鋼ワイヤは、カリ
ウムを１〜２０ｐｐｍ含有する。カリウムは、アークを
安定化し、スパッタを低減する効果を有している。その
ためにはカリウムをワイヤ表面近傍に保持させることが
効果的である。これは、カリウムのイオン化エネルギー
が低いことによりアークの発生を容易にするためと考え
られる。このような効果を得るためにはワイヤ重量あた
り１ｐｐｍ以上の添加が必要である。しかし、カリウム
を２０ｐｐｍを超えて添加するとアークのはい上がり現
象を生じアーク長が長くなり、アークの不安定を生じ
る。このため、カリウムの含有量は１〜２０ｐｐｍの範
囲とした。

【００１３】また、本発明の溶接用鋼ワイヤは、表面か
ら深さ０．１ｍｍまでの酸素増量を１００ｐｐｍ以下と
する。ここで言う酸素増量は、アルコールにて超音波洗
浄した鋼ワイヤ全体の酸素分析値から、鋼ワイヤ表面か
ら０．１ｍｍ以上を研摩あるいは酸洗により除去した残
りの鋼ワイヤの酸素分析値を差し引くことにより得られ
た値である。

【００１４】酸素増量が１００ｐｐｍを超えると、めっ
き処理前の酸洗により粒界が選択的に溶出し、表面に櫛
状の凹凸が生じめっき密着性が著しく劣化したり、粒界
が脆化しているためここを起点として仕上伸線時にめっ
きに多数の亀裂を生じる。このようなことから、表面か
ら深さ０．１ｍｍまでの酸素増量を１００ｐｐｍ以下に
限定した。なお、本発明の溶接用鋼ワイヤは、表面近傍
に内部酸化層を有するが、均一な粒内酸化となり、著し
い粒界酸化はみられない。

【００１５】また、本発明の溶接用鋼ワイヤでは、鋼ワ
イヤ表面に存在する幅１μm 以上の割れの平均長さを１
２μm 以下とする。本発明で問題とする割れは、幅が１
μm 以上の幅を有し、甚だしいものは５μm 以上も開口
した亀甲状割れであり、本発明では、このような割れを
極力低減する。

【００１６】幅１μm 以上の割れの平均長さが１２μm
を超えると、割れの開口部の割合が多く、上記した問題
とする割れが多くなり、めっきの剥離、粒の表面近傍か
らの脱落などが生じ、送給性を損なうため、幅１μm 以
上の割れの平均長さは１２μm を上限とした。なお、本
発明のワイヤでは、幅１μm 〜５μm 程度の割れは少し
はあるが、亀甲状とはなっていない。

【００１７】つぎに、本発明の溶接用鋼ワイヤの製造方
法について説明する。本発明のワイヤは、鋼素材を熱間
圧延、脱スケール、中間伸線、焼鈍、酸洗、銅めっきの
各処理を順次施し、さらに仕上伸線により溶接用鋼ワイ
ヤとする。脱スケール、焼鈍、酸洗、銅めっきまでの処
理は、バッチ処理でもよいが、連続的に処理するのが好
ましい。連続処理を行うためには、熱間圧延後の素線を
ショットブラスト装置により、インラインで脱スケール
処理することが、脱スケール後の表面性状、処理能力の
点から望ましい。

【００１８】本発明では、中間伸線後、鋼ワイヤ素材に
炭酸カリウムを塗布し、しかるのち、焼鈍を行う。鋼ワ
イヤ表面に塗布する際の炭酸カリウム水溶液の濃度は、
０．５〜１０重量％とする。焼鈍前に鋼ワイヤ素材表面
に塗布し、内部へカリウムを拡散させるカリウム源とし
ては、炭酸カリウムが効果的である。炭酸カリウムは、
酸化雰囲気においても安定で、酸化を促進し内部酸化層
を形成させる。分解したカリウムは、鋼中に拡散し酸化
物の１構成元素として存在する。また、炭酸カリウムを
鋼ワイヤ素材表面に塗布する際の炭酸カリウム水溶液の
濃度は、０．５〜１０重量％とする。濃度が０．５％未
満では、溶接用鋼ワイヤにカリウムを１ｐｐｍ以上含有
させることができないため、０．５％を炭酸カリウム水
溶液の濃度の下限とし、濃度が１０％を超えると、亀甲
状の割れがワイヤ表面に一様に生じ、送給性が阻害され
るため、１０％を炭酸カリウム水溶液の濃度の上限とし
た。

【００１９】また、本発明では、重量比で０．００１〜
１％のカリ石鹸を炭酸カリウム水溶液に加えてもよい。
カリ石鹸を炭酸カリウム水溶液に加えることにより、炭
酸カリウム水溶液の表面張力がより低下し、ワイヤ素材
表面への炭酸カリウムの付着量がより均一化する。これ
により、銅めっきの密着性がさらに向上し、また、スパ
ッタ発生がさらに少なくなる。カリ石鹸の濃度が０．０
０１％未満では、水溶液の表面張力の低下が少なく、塗
布量が不均一となり、鋼ワイヤ表面の炭酸カリウムの付
着量を均一化することができない。一方、カリ石鹸の濃
度が１％超えると、攪拌により液が泡立ち塗布量が不均
一となる。

【００２０】焼鈍の最高加熱温度は、６８０〜９００℃
の範囲とする。最高加熱温度が６８０℃未満では、カリ
ウムの拡散が十分でなく、また、９００℃を超えると炉
の損傷が激しくなり、また熱効率の点からも効果的でな
い。したがって、最高加熱温度の範囲は、６８０から９
００℃の範囲とした。また、焼鈍の雰囲気は、水蒸気と
酸素を比較的多量に含んだ酸化性雰囲気とする。水蒸気
と酸素をともに比較的多量に含んだ雰囲気では、希薄な
炭酸カリウムの塗布との相互作用により鋼ワイヤは表面
スケール層と均一な内部酸化層を形成する。この内部酸
化層は、極端な粒界酸化でなく、均一な粒内酸化となる
ことが好ましい。そのため、雰囲気は、窒素ガスに水蒸
気および酸素を付加する。具体的には、５００℃未満の
温度範囲では０．２〜１０％の水蒸気と０．２〜５００
ｐｐｍの酸素を含む窒素中で、５００℃以上の温度範囲
では０．２〜２％の水蒸気と０．２〜５００ｐｐｍの酸
素を含む窒素中で行うのが好ましい。５００℃未満の温
度範囲においては、水蒸気量が０．２％未満では内部酸
化層の生成が十分に行われず、一方、１０％を超えると
内部酸化層の生成が著しくなりすぎ、カリウムを鋼中へ
拡散させ、表面近傍にカリウムを保持させるのが困難と
なる。５００℃以上の温度範囲においては、水蒸気量が
０．２％未満では内部酸化層の生成が十分に行われず、
一方、２％を超えると内部酸化層の生成が著しくなりす
ぎ、さらに、内部酸化層が均一な粒内酸化となるために
は、水蒸気量は、０．４〜０．８％が好適である。ま
た、酸素量は、０．２ｐｐｍ未満では、表面スケール生
成が十分に行われず、一方、５００ｐｐｍを超えるとス
ケールの成長が著しくなりすぎる。この表面スケール層
は、焼鈍後の酸洗により表面の不純物と共に除去され
る。安定した表面スケール層を形成させるためには、酸
素量は０．５ｐｐｍ〜５０ｐｐｍが好適である。

【００２１】本発明に用いる鋼素材は、通常の方法で製
造できる。転炉、電気炉等で溶製し、必要に応じ脱ガ
ス、炉外精錬などを施し、連続鋳造あるいは造塊により
凝固させ鋼素材とする。鋼素材の熱間圧延は、通常の方
法がすべて適用できる。たとえば、１１００℃に加熱し
た１５０×１５０ｍｍのビレットよりＨＶ方式により、
所定の寸法形状の熱延のまま素線とする。この素線は、
酸洗により脱スケールされて、中間伸線処理を施され
る。中間伸線処理も通常の方法が適用できる。冷間伸線
機を用いて、面積比で２０％程度の加工量が一般的であ
る。冷間伸線の際に、潤滑剤としてＣａ系潤滑剤が適当
である。

【００２２】中間伸線後の鋼ワイヤ素材に、前述したよ
うに、炭酸カリウム水溶液を塗布し焼鈍する。焼鈍後、
鋼ワイヤは、酸洗され、銅めっきされ、仕上伸線処理に
より製品となる。焼鈍、酸洗、めっき処理は連続処理が
好ましい。本発明の条件であれば、連続焼鈍は容易に実
施できる。これは、雰囲気条件が連続焼鈍に対応し設定
されているからである。たとえば、７つのゾーンに区分
された全長４０ｍの２重構造連続焼鈍窒素雰囲気炉で８
００℃に加熱、均熱、冷却処理する。この時の窒素ガス
雰囲気中に水蒸気と空気を混入させ、その量を調節する
ことにより、加熱帯での水蒸気量を１．２％、酸素を２
００ｐｐｍに、また、５００℃以上の均熱帯では、水蒸
気量を０．８％、酸素を１５０ｐｐｍに制御する。次
に、１２％塩酸中で脱スケールにより表面を清浄化した
後、シアン化銅めっき液中でＣｕの電気めっきを施し、
湯洗、乾燥を行う。仕上伸線処理は、通常の方法が適用
できる。冷間伸線機を用いて、面積比で２０％程度の加
工量が一般的である。その後、たとえば、送給性、防錆
性の向上を目的として送給油、防錆油を塗布し、スプー
ル巻、ペイルパック詰めされる。

【００２３】

【実施例】

（実施例１）表１に示す組成の鋼素材Ａ、Ｂ、Ｃを熱間
圧延により５．５ｍｍφの素線とした。該素線を酸洗に
より脱スケール処理したのち、中間伸線処理としてＣａ
系潤滑剤をもちいて冷間伸線加工を施し、２．４ｍｍφ
の鋼ワイヤ素材とした。つぎに、該鋼ワイヤ素材を、表
２中に示す塗布水溶液中に浸漬し乾燥したのち、表２中
に示す焼鈍条件でバッチ炉で焼鈍した。焼鈍後、該鋼ワ
イヤ素材を、４５℃の１２％塩酸水中に２０ｓｅｃ間浸
漬し酸洗し、つぎに０．５μm 〜２μm 厚の銅めっきを
施したのち、仕上伸線処理として冷間伸線加工を施し、
１．２ｍｍφの溶接用鋼ワイヤとした。これらのワイヤ
を用いて下記に示す試験を行い、鋼ワイヤの性能を評価
した。

【００２４】

【表１】

【００２５】（１）カリウム量鋼ワイヤ中のカリウムの含有量は、１ｍ毎に３点サンプ
リングした試料について、それぞれ、原子吸光分析法に
より測定し、その平均値を用いた。（２）表面酸素増量溶接用鋼ワイヤを脱脂し、アルコール中で超音波洗浄し
たのち、溶接用鋼ワイヤ全体の酸素量を分析し、さらに
鋼ワイヤ表面から０．１ｍｍ以上を研摩または酸洗によ
り除去し、除去後の鋼ワイヤ中の酸素量を分析し、両者
の差を表面酸素増量とした。（３）めっき密着性めっき密着性の評価は、溶接用鋼ワイヤを直径２．４ｍ
ｍの丸棒に巻き付け、ワイヤの外観を観察するキンクテ
ストで行い、１０段階で評価した。外観観察は、１０倍
の実体顕微鏡を用い、めっきに割れ、剥離の全くないも
のを評価１０とし、めっきに割れ、剥離が面積率で８０
％以上あるものを評価１とした。割れ、剥離の面積率が
１％未満のものを評価９とし、１％以上２％未満のもの
を評価８、２％以上４％未満のものを評価７、４％以上
８％未満のものを評価６、８％以上１５％未満のものを
評価５、１５％以上３０％未満のものを評価４、３０％
以上５０％未満のものを評価３、５０％以上８０％未満
のものを評価２とした。この評価基準において、評価８
以上をめっき密着性優（◎）、評価７〜５をめっき密着
性良（○）、評価４以下をめっき密着性可（×）とし
た。（４）表面割れ鋼ワイヤ表面の割れは、ワイヤ表面を光学顕微鏡４００
倍で観察し、画像解析装置により割れの幅、長さ、個数
を測定した。これらの測定結果から、幅１μm以上の割
れについて、平均割れ長さを算出した。（５）スパッタ発生量スパッタ発生量は、シールドガスとしてＣＯ₂ガスを２
０ｌ／ｍｉｎ流し、ＣＯ₂サイリスタ電源を用い、電
流：３３０Ａ、電圧：３５Ｖ、溶接速度：４０ｃｍ／ｍ
ｉｎで１ｍｉｎ間溶接し、ノズル付着分を含めてスパッ
タを捕集し、その重量を測定した。スパッタ発生量の評
価は、良（◎）、可（○）、不可（×）の３段階で行
い、スパッタ発生量が１．５ｇ／ｍｉｎ以下を良とし、
１．５超〜２．０ｇ／ｍｉｎ以下を可とし、２．０ｇ／
ｍｉｎ超を不可とした。

【００２６】上記試験の評価結果は、表２に併記した。

【００２７】

【表２】

【００２８】表２から明らかなように、カリウム含有量
が、１〜２０ｐｐｍの範囲、鋼ワイヤ表面の酸素増加量
が１００ｐｐｍ以下、および幅１μm 以上の割れの平均
割れ長さが１２μm 以下となる本発明範囲内の鋼ワイヤ
は、いずれも、めっき密着性に優れさらにスパッタ発生
量の少ない溶接用鋼ワイヤとなっている。また、炭酸カ
リウム濃度が０．５〜１０％の炭酸カリウム水溶液を中
間伸線処理後に鋼ワイヤ素材表面に塗布することによ
り、めっき密着性に優れさらにスパッタ発生量の少ない
溶接用鋼ワイヤを得ることができる（実施例１、４、
６、８、１２、１４、１５、１７、１８）。炭酸カリウ
ム水溶液にカリ石鹸を０．００１〜１％添加した液を表
面に塗布することにより、カリ石鹸無添加にくらべ、さ
らに、めっき密着性が向上し、スパッタ発生量の少ない
溶接用鋼ワイヤとなっている（実施例２、３、５、７、
９、１０、１１、１３、１６）。一方、カリウム含有量
が２０ｐｐｍを超え、あるいは表面酸素増量が１００ｐ
ｐｍを超え、あるいは表面割れの平均割れ長さが１２μ
m を超えると、めっき密着性が劣化し、スパッタ発生量
が増加している。また、炭酸カリウムの濃度が１０％を
超えると、ワイヤのカリウム含有量が２０ｐｐｍを超
え、表面酸素増量も１００ｐｐｍを超え、さらに平均割
れ長さも１２μm を超えるようになる。図１に本発明例
の鋼ワイヤの表面組織（ａ）および比較例の鋼ワイヤの
表面組織（ｂ）を示す。比較例の鋼ワイヤ表面には大き
な亀甲状の割れがみられ、一部剥離を生じている。

【００２９】（実施例２）表１に示す組成の鋼素材Ｄ、
Ｅを熱間圧延により５．５ｍｍφの素線とした。この素
線を遠心力式ショットブラスト装置によりインラインで
脱スケールを行い、さらに連続して中間伸線処理として
Ｃａ系潤滑剤を用い冷間伸線加工により２．４ｍｍφの
鋼ワイヤ素材とした。その後、該鋼ワイヤ素材に炭酸カ
リウム水溶液をインラインで塗布し、最高加熱温度、雰
囲気中の水蒸気量、酸素量を変化し、連続焼鈍した。そ
の条件を表３に示す。なお、５００℃までの加熱時間は
５ｍｉｎとした。焼鈍後、連続して、４０℃の１０％塩
酸水中に４０ｓｅｃ間浸漬し、さらに、０．５〜２μm
の銅めっきを施し、仕上伸線により１．２ｍｍφの溶接
用鋼ワイヤとした。これらの溶接用鋼ワイヤを用いて、
カリウム含有量、表面酸素増量、表面割れの平均割れ長
さおよびめっき密着性について、実施例１と同様の評価
を行った。さらに、スパッタ発生量の測定は、下記の条
件で実施した。シールドガスとしてＡｒ−２０％ＣＯ₂
ガスを２０ｌ／ｍｉｎ流し、インバータ電源により、電
流：２５０Ａ、電圧：２４Ｖ、ワイヤ突き出し長さ：２
０ｍｍ、溶接速度：３０ｃｍ／ｍｉｎで１ｍｉｎ間溶接
し、ノズル付着分を含めてスパッタを捕集し、その重量
を測定した。スパッタ発生量の評価は、良（◎）、可
（○）、不可（×）の３段階で行い、スパッタ発生量が
０．５ｇ／ｍｉｎ以下を良とし、０．５超〜０．８ｇ／
ｍｉｎ以下を可とし、０．８ｇ／ｍｉｎ超を不可とし
た。

【００３０】これらの結果を表３に示す。

【００３１】

【表３】

【００３２】焼鈍条件が本発明の範囲内で処理された鋼
ワイヤは、カリウム含有量、酸素増量および表面割れの
平均割れ長さとも本発明範囲となり、いずれも、めっき
密着性に優れ、スパッタ発生量もすくない性能を有して
いる。とくに、雰囲気中の水蒸気量が加熱温度５００℃
以上で０．４％〜０．８％の範囲で処理された鋼ワイヤ
は、スパッタ発生量が少なく優れた特性を有している
（実施例３２、３３）。しかし、焼鈍条件のうち、５０
０℃までの水蒸気量が０．２％未満の場合（比較例３
８）、５００℃以上の水蒸気量が０．２％未満の場合
（比較例３９）、酸素量が０．２ｐｐｍ未満の場合（比
較例４０）、いずれもめっき密着性も悪く、スパッタ発
生量も多い。また、最高加熱温度が６８０℃未満では、
カリウム含有量が１ｐｐｍ未満となり、スパッタ発生量
が多くなる。さらに、焼鈍条件のうち、５００℃までの
水蒸気量が１０％超えの場合（比較例３４）、５００℃
以上の水蒸気量が２％超えの場合（比較例３５）、酸素
量が５００ｐｐｍ超えの場合（比較例３６）、いずれも
めっき密着性も悪く、スパッタ発生量も多い。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、鋼ワイヤ表面部に大き
な開口を有する亀甲状の割れもなく、送給性に優れ、ガ
スシールドアーク溶接用としてアーク安定性およびめっ
き密着性に優れた鋼ワイヤが連続焼鈍により安定して安
価に製造できるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明例の鋼ワイヤの表面組織（ａ）および比
較例の表面組織（ｂ）を示す写真である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐々仁孝岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者安田功一千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者片岡義弘千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼ワイヤ表面部に内部酸化層を有し、重
量比で、カリウムを１〜２０ｐｐｍを含むめっきした溶
接用鋼ワイヤであって、めっき層下部の鋼ワイヤ表面か
ら０．１ｍｍ深さまでの酸素増量が１００ｐｐｍ以下で
あり、かつ該鋼ワイヤ表面に存在する幅１μｍ以上の割
れの平均長さが１２μm 以下であることを特徴とする溶
接用低スパッタ鋼ワイヤ。
【請求項２】鋼素材を熱間圧延し、脱スケールし、中
間伸線し、焼鈍し、酸洗し、銅めっきし、さらに仕上伸
線する溶接用鋼ワイヤの製造方法において、中間伸線後
の鋼ワイヤ素材に、炭酸カリウムを０．５〜１０重量％
含む炭酸カリウム水溶液を塗布したのち、水蒸気と酸素
を含む酸化性雰囲気中で焼鈍することを特徴とする溶接
用低スパッタ鋼ワイヤの製造方法。
【請求項３】前記炭酸カリウム水溶液が、炭酸カリウ
ムを０．５〜１０重量％およびカリ石鹸０．００１〜１
重量％を含む炭酸カリウム水溶液であることを特徴とす
る請求項２記載の溶接用低スパッタ鋼ワイヤの製造方
法。
【請求項４】前記焼鈍は、最高加熱温度が６８０〜９
００℃で、雰囲気が５００℃未満の温度範囲では０．２
〜１０％の水蒸気と０．２〜５００ｐｐｍの酸素を含む
窒素中で、５００℃以上の温度範囲では０．２〜２％の
水蒸気と０．２〜５００ｐｐｍの酸素を含む窒素中で行
う焼鈍であることを特徴とする請求項２または３記載の
溶接用低スパッタ鋼ワイヤの製造方法。