JPH10277778A - ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 合わせ目のないフラックス入りワイヤのター
ゲット性をさらに良好とするガスシールドアーク溶接用
フラックス入りワイヤの製造方法を提供する。 【解決手段】 ワイヤ長手方向に合わせ目のない金属管
にフラックスを充填した後、縮径してワイヤ径１．０〜
１．６ｍｍに伸線し、該ワイヤを５０〜４００ｍｍ直径
のガイドローラに巻き付けながら４０〜１２０゜ワイヤ
周方向に捩る、または、さらに逆方向に５０〜４００ｍ
ｍ直径のガイドローラに巻き付けながら４０〜１２０゜
捩ることを特徴とする。ワイヤ周方向への捩りは１対も
しくは複数対のガイドローラ軸方向を９０゜変えたガイ
ドローラ、または、１対もしくは複数対のガイドローラ
間にワイヤを交差してワイヤを通過させることを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワイヤ長手方向に
合わせ目のないガスシールドアーク溶接用フラックス入
りワイヤに係り、特に溶接時にビード蛇行の生じないガ
スシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤの製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、構造物の建造において溶接の高能
率化、自動化、省力化を目的として、溶接ロボットが急
速に普及している。この場合の溶接ワイヤは、ガスシー
ルドアーク溶接用フラックス入りワイヤ（以下、フラッ
クス入りワイヤという。）がその良好な溶接作業性、高
能率溶接性から急激に使用量が増加している。

【０００３】このような溶接ロボットなど自動化された
使用条件環境で要求されるフラックス入りワイヤの性能
は、溶接時にビード蛇行（以下、ターゲット性とい
う。）が生じず、かつ高精度の溶接が維持でき、さらに
溶接部材へのワイヤ狙い初期設定に対して、常に精度良
く連続して再現できることが必須となって、合わせ目の
ないフラックス入りワイヤが主に適用されている。

【０００４】合わせ目のないフラックス入りワイヤの製
造方法には２種類の製造方法がある。まず、特公昭４５
ー３０９３７号公報にあるように鋼パイプにフラックス
を振動充填する方法、または特公平４ー７２６４０号公
報にある如く、帯鋼をＵ字形からＯ字形断面に連続的に
成形し、この成形工程でフラックスをＵ字形帯鋼に供給
した後、Ｏ字形に成形した対向するエッジ面を溶接する
方法がある。どちらもフラックスを充填した後のワイヤ
素線は、一次伸線で約３ｍｍ径に加工した後、軟化焼
鈍、銅めっき（省略する場合もある）を施し、さらにダ
イス伸線で０．８〜１．６ｍｍの所望径に加工して製造
する方法が採用されている。

【０００５】これらの製造方法によって作られたフラッ
クス入りワイヤは、他の製造方法、すなわち帯鋼を折り
曲げ、その内部にフラックスを充填し、縮径して製造し
たフラックス入りワイヤに比し、充填されたフラックス
を完全に閉塞する表面を有する。よって、溶接時のター
ゲット性が良好であるのはもちろん、内部のフラックス
の吸湿がない、銅めっき等の表面処理が可能で溶接時の
ワイヤ送給性、給電性などが良好であるなどの優れた特
徴を持っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】最近、さらに溶接能率
を向上するために高速度溶接の条件が採用されるように
なり、特に小脚長のすみ肉溶接において、前記方法によ
って製造されたフラックス入りワイヤを適用しても、溶
接時のターゲット性がやや不安定となることが判明し
た。これは、前記方法によって製造されたフラックス入
りワイヤは、フラックスの充填径から製品径に縮径され
る量、すなわち縮径率が非常に大きく、フラックス入り
ワイヤの外皮に包まれた充填フラックスは、非常に圧縮
固化された状態になっていて、この固化されたフラック
スの圧縮度は伸線工程の引き抜き、曲げ加工などにより
ワイヤ全長または横断面内で微妙に変化している。これ
が例えば高速度の条件で小脚長のすみ肉溶接される場合
などにおいて、わずかにワイヤ狙い位置がずれることに
よる。

【０００７】そこで本発明は、合わせ目のないフラック
ス入りワイヤのターゲット性をさらに良好とするガスシ
ールドアーク溶接用フラックス入りワイヤの製造方法を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の要旨
とするところは、 （１）ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ
の製造方法において、ワイヤ長手方向に合わせ目のない
金属管にフラックスを充填した後、縮径してワイヤ径
１．０〜１．６ｍｍに伸線し、該ワイヤを５０〜４００
ｍｍ直径のガイドローラに巻き付けながら４０〜１２０
゜ワイヤ周方向に捩ることを特徴とするガスシールドア
ーク溶接用ワイヤの製造方法。 （２）ワイヤ周方向に捩った後、さらに逆方向に５０〜
４００ｍｍ直径のガイドローラに巻き付けながら４０〜
１２０゜捩ることを特徴とする（１）記載のガスシール
ドアーク溶接用ワイヤの製造方法。 （３）ワイヤ周方向への捩りは１対もしくは複数対のガ
イドローラ軸方向を９０゜変えたガイドローラにワイヤ
を通過させることを特徴とする請求項１または請求項２
記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ
の製造方法。 （４）ワイヤ周方向への捩りは１対もしくは複数対のガ
イドローラ間にワイヤを交差して通過させることを特徴
とする（１）または（２）記載のガスシールドアーク溶
接用フラックス入りワイヤの製造方法にある。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明について図面に従って詳細
に説明する。図１は、前述のワイヤ長手方向に合わせ目
のないフラックス入りワイヤの製造方法を経て、中間の
所定径（２〜５ｍｍ径）のフラックス入りワイヤをさら
に伸線する連続処理ライン全体の概要図である。

【００１０】ペイオフスタンド１からコイル状にフラッ
クス入りワイヤ２が巻き戻されつつ繰り出され、繰り出
されたフラックス入りワイヤ２は、伸線機３においてタ
ンデム配列の伸線ダイスによって所定の加工率で伸線が
施され、その後最終仕上げダイス４によって最終製品の
ワイヤ径に伸線されて引き取りキャプスタン５に巻きっ
た後、本発明のガイドローラに巻き付けながらフラック
ス入りワイヤ２をワイヤ周方向に捩るガイドローラ対６
（斜線で示す）によって屈曲しながら捩られ、屈曲され
たフラックス入りワイヤの真直を出すために矯正機７を
通り、油塗布装置によって油塗布され、巻取機９によっ
て巻き取られる。

【００１１】図２は、本発明に用いられるガイドローラ
対６ａ，６ｂ，（６ｃ）の図である。フラックス入りワ
イヤ２がガイドローラ６ａに巻き付けられ屈曲されて、
ガイドローラ６ａと軸方向が９０゜変わるガイドローラ
６ｂに巻き付けられ屈曲した後次の工程に送られる。

【００１２】図３に、図２のフラックス入りワイヤ２の
ワイヤ周方向の捩り状態をフラックス入りワイヤ２断面
図で示す。フラックス入りワイヤ２がガイドローラ６ａ
に送られるの位置をＡとすると、ガイドローラ６ａに
屈曲された後のの位置ではＢまで捩れ、ガイドローラ
６ａと６ｂの間のの位置ではＣまで捩れる。次いで、
ガイドローラ６ｂに屈曲されて次行程へ送られる。

【００１３】さらに、ガイドローラ６ｂとガイドローラ
軸が９０゜変わるガイドローラ６ｃに巻き付け屈曲した
場合は、の位置でフラックス入りワイヤ２が捩れてＡ
まで捩り戻される。

【００１４】前記およびの位置でフラックス入りワ
イヤ２が捩れるのは、小径のガイドローラ６ａでフラッ
クス入りワイヤ２が屈曲されると、小径の巻癖が生じて
ガイドローラ軸方向が９０゜変わるガイドローラ６ｂに
巻き付けられるときに、フラックス入りワイヤ２は、巻
癖の付いた側面がガイドローラ６ｂに接触する方向に送
られるが、フラックス入りワイヤ２は巻癖の付いた内側
がガイドローラ６ｂに巻き付こうとする。したがって、
フラックス入りワイヤ２はガイドローラ６ａと６ｂの間
でワイヤ周方向に捩れる。

【００１５】図４および図６は、本発明に用いられるガ
イドローラ対６ａ，６ｂ間でフラックス入りワイヤ２を
交差して捩るガイドローラ対６の図である。図４は、フ
ラックス入りワイヤ２がガイドローラ６ａに巻き付けら
れ屈曲されて、ガイドローラ６ａと逆回転するガイドロ
ーラ６ｂに巻き付け屈曲されて、次の工程へ送られる。

【００１６】図５に、図４のフラックス入りワイヤ２の
ワイヤ周方向の捩り状態をフラックス入りワイヤ２断面
図で示す。フラックス入りワイヤ２がガイドローラ６ａ
に送られるの位置をＡとすると、ガイドローラ６ａに
屈曲された後のの位置ではＢまで捩れ、ガイドローラ
６ａと６ｂの間の位置ではＣまで捩れる。ガイドロー
ラ６ｂに屈曲されて次行程へ送られる位置ではの位
置と変わらずＣのままとなる。

【００１７】前記およびの位置でフラックス入りワ
イヤ２が捩れるのは、小径のガイドローラ６ａでフラッ
クス入りワイヤ２が屈曲されると、小径の巻癖が生じて
ガイドローラ６ｂに巻き付けられるときに、巻癖の付い
たフラックス入りワイヤ２はガイドローラ６ｂがガイド
ローラ６ａと逆回転しており、巻癖の付いた外側がガイ
ドローラ６ｂに接触する方向に送られるが、フラックス
入りワイヤ２は巻癖の付いた内側がガイドローラ６ｂに
巻き付こうとする。したがって、フラックス入りワイヤ
２はガイドローラ６ａと６ｂの間でワイヤ周方向に捩れ
る。

【００１８】図６は、フラックス入りワイヤ２をガイド
ローラ６ｂに巻き付け屈曲して、ガイドローラ６ｂと逆
方向に回転するガイドローラ６ａに交差して巻き付け屈
曲し、さらにガイドローラ６ｂに交差して戻し、巻き付
け屈曲して次の工程に送る。

【００１９】図７に、図６のフラックス入りワイヤ２の
ワイヤ周方向の捩り状態をフラックス入りワイヤ２断面
図で示す。フラックス入りワイヤ２がガイドローラ６ｂ
に送られるの位置をＡとすると、ガイドローラ６ｂに
屈曲された後のの位置ではＢまで捩れ、ガイドローラ
６ｂと６ａの間の位置ではＣまで捩れ、ガイドローラ
６ａの最上部の位置までＣの状態にある。ガイドロー
ラ６ａに屈曲された後のの位置でＢまで戻り、ガイド
ローラ６ａと６ｂの間のの位置ではＡまで捩れて戻
る。ガイドローラ６ｂに屈曲されて次行程へ送られる
の位置では位置と変わらずＡのままとなる。

【００２０】図８は、ガイドローラ３個（６ａ，６ｂ，
６ｃ）を用いてフラックス入りワイヤ２をガイドローラ
６ａ，６ｂ，６ｃ間で交差したときの例を示す。図９に
示すようにフラックス入りワイヤ２のワイヤ周方向へ捩
れる状態は、図７で示した図６のガイドローラ２個（６
ａ，６ｂ）を用いた場合のフラックス入りワイヤ２のワ
イヤ周方向へ捩れる状態を反対方向に２回繰り返して捩
ることになる。

【００２１】フラックス入りワイヤ２の外皮１０に包ま
れた充填フラックス１１は縮径されるときに圧縮されて
固化した状態にあるが、フラックス入りワイヤ２が小径
ガイドローラ６ａ，６ｂ，６ｃに屈曲されると、圧縮さ
れて固化している充填フラックス１１が、ワイヤ断面方
向に亀裂を生じる。また、フラックス入りワイヤ２をワ
イヤ周方向に捩ることによって、フラックス入りワイヤ
２の外皮１０と充填フラックス１１との境界がわずかに
ズレる。これらが連続してフラックス入りワイヤ２が製
造される。したがって、フラックス入りワイヤ２全長に
わたって均一に固化した充填フラックス１１の亀裂およ
び外皮１０とのズレが生じ、高速度の溶接条件で小脚長
のすみ肉溶接をする場合においても、ターゲット性が極
めて良好となる。

【００２２】フラックス入りワイヤを巻き付けるガイド
ローラ径が５０ｍｍ未満であると、フラックス入りワイ
ヤの曲がり癖が付きすぎて次行程の矯正機で真直がだせ
なくなり、ターゲット性が逆に悪くなる。また、フラッ
クス入りワイヤが捩れすぎて、外皮が縦方向に割れる場
合がある。ガイドローラ径が４００ｍｍを超えると、圧
縮固化した充填スラックスに亀裂が入らないばかりか、
フラックス入りワイヤの捩れが小さくなり外皮と充填フ
ラックス間にズレが生じず、高速度の条件で小脚長のす
み肉溶接をするとターゲット性がやや悪い。

【００２３】フラックス入りワイヤをワイヤ周方向に捩
る角度は、フラックス入りワイヤに巻癖を付けるガイド
ローラの径を小さくするほど大きくなる。捩り角度が４
０゜未満であると外皮と充填フラックスにズレが生じな
いばかりか、圧縮固化した充填スラックスに亀裂が入ら
ず、高速度の条件で小脚長のすみ肉溶接をするとターゲ
ット性がやや悪い。捩り角度が１２０゜を超えると、外
皮が縦方向に割れる場合がある。

【００２４】なお、ガイドローラ対間の距離を調整する
ことによっても若干捩り角度を調整することができる。

【００２５】フラックス入りワイヤのワイヤ周方向への
捩り回数は、図２および図４に示した１回でも十分であ
るが、さらに図６に示す２回、図８に示す４回捩ること
によって、さらにワイヤ全長にわたって充填フラックス
の亀裂および外皮とのズレが均一となる。

【００２６】また、本発明においては、フラックス入り
ワイヤの曲げおよび捩りを１．０〜１．６ｍｍの製品径
で行うが、縮径の途中で実施しても、再度充填フラック
スが圧縮固化されるので効果が少ない。さらに、フラッ
クス入りワイヤの引張強度が低いと本発明方法において
も、小径ガイドローラによる曲がり癖が生じないことか
らワイヤ周方向への捩れが少なくなるので、引張強度は
４００Ｎ／ｍｍ２以上であることが好ましい。

【００２７】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。

【００２８】まず、ＪＩＳ Ｚ３３１３ ＹＦＷーＣ
５０ＤＲに規定されるフラックス充填率１５％の合わせ
目のないフラックス入りワイヤを、一次伸線、焼鈍後め
っきして３．２ｍｍ径のフラックス入りワイヤ素線を試
作した。次いで、図１に示すフラックス入りワイヤの連
続処理ラインを用いて、図２、図４、図６および図８に
示す各ガイドローラ対の数、ガイドローラ径、ワイヤ交
差数およびガイドローラ対の間隔を変えてフラックス入
りワイヤをワイヤ周方向に捩って、ワイヤ径１．２およ
び１．６ｍｍのフラックス入りワイヤを２００ｋｇペイ
ルパックに装填した。

【００２９】溶接時のターゲット性の調査は、ペイルパ
ックから前記フラックス入りワイヤを取り出し、表１に
示す溶接条件で鋼種ＳＭ４９０Ａ、板厚１２．７ｍｍに
溶接長１５００ｍｍとし、図１０Ａに示すように、水平
すみ肉溶接を各２体表裏（合計６ｍ）を行い、図１０Ｂ
に示す下脚の脚長ｄの最大と最小の差を調べた。なお、
評価基準は、脚長差が０．５ｍｍ以下を○とし、０．５
ｍｍを超えたものを×とした。それらの結果を表２に示
す。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【表２】 ＊Ｎｏ．４およびＮｏ．８は、図８のガイドローラ対で
３回ワイヤを交差した後に次行程へ送った。

【００３２】表２中Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５が本発明例、Ｎ
ｏ．６〜Ｎｏ．１０が比較例である。

【００３３】本発明例であるＮｏ．１〜Ｎｏ．５は、ガ
イドローラ対の直径およびワイヤ周方向への捩り角度と
も本発明を満足するので、ワイヤ全長にわたって均一に
固化した充填フラックスに亀裂および外皮とのズレが生
じて、高速溶接時のターゲット性も良好で極めて満足な
結果であった。

【００３４】比較例中Ｎｏ．６およびＮｏ．７は、ワイ
ヤ周方向への捩り角度が小さいので、外皮と充填フラッ
クスにズレが生じず、溶接時のターゲット性がやや劣っ
た。

【００３５】Ｎｏ．８は、ワイヤ周方向への捩り角度が
大きいので、充填フラックスに亀裂および外皮とのズレ
が生じて、溶接時のターゲット性は良好であったが、フ
ラックス入りワイヤの外皮の一部に割れが生じた。

【００３６】Ｎｏ．９は、ガイドローラ径が大きいの
で、フラックス入りワイヤの屈曲が十分でなく、充填フ
ラックスにきんいつな亀裂が生じず、溶接時のターゲッ
ト性がやや劣った。

【００３７】Ｎｏ．１０は、ガイドローラ径が小さいの
で、フラックス入りワイヤが屈曲した時の曲がり癖を次
行程の矯正機で真直がだせなく、溶接時のターゲット性
がやや劣った。また、フラックス入りワイヤの外皮の一
部に割れが生じた。

【００３８】

【発明の効果】本発明のガスシールドアーク溶接用ワイ
ヤの製造方法によれば、高速度条件が採用される小脚長
のすみ肉溶接においても、ターゲット性の優れたガスシ
ールドアーク溶接用ワイヤを生産性良く提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るフラックス入りワイヤの連続処理
ラインを示す概要図である。

【図２】本発明に用いられるガイドローラ対の一例を示
す図である。

【図３】図２のガイドローラ対を用いてワイヤを周方向
に捩る説明図である。

【図４】本発明に用いられるガイドローラ対の一例を示
す図である。

【図５】図４のガイドローラ対を用いてワイヤを周方向
に捩る説明図である。

【図６】本発明に用いられるガイドローラ対の一例を示
す図である。

【図７】図６のガイドローラ対を用いてワイヤを周方向
に捩る説明図である。

【図８】本発明に用いられるガイドローラ対の一例を示
す図である。

【図９】図８のガイドローラ対を用いてワイヤを周方向
に捩る説明図である。

【図１０】Ａはすみ肉溶接部を示す斜視図である。Ｂは
すみ肉溶接部の脚長を示す断面図である。

【符号の説明】

１ ペイオフスタンド ２ フラックス入りワイヤ ３ 伸線機 ４ 最終仕上げダイス ５ キャプスタン ６ ガイドローラ対 ６ａ，６ｂ，６ｃ ガイドローラ ７ 矯正機 ８ 油塗布装置 ９ 巻取機 １０ フラックス入りワイヤ外皮 １１ 充填フラックス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 露崎 秀明 山口県光市浅江四丁目２番１号 日鐵溶接 工業株式会社光工場内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガスシールドアーク溶接用フラックス入
   りワイヤの製造方法において、ワイヤ長手方向に合わせ
   目のない金属管にフラックスを充填した後、縮径してワ
   イヤ径１．０〜１．６ｍｍに伸線し、該ワイヤを５０〜
   ４００ｍｍ直径のガイドローラに巻き付けながら４０〜
   １２０゜ワイヤ周方向に捩ることを特徴とするガスシー
   ルドアーク溶接用フラックス入りワイヤの製造方法。
2. 【請求項２】 ワイヤ周方向に捩った後、さらに逆方向
   に５０〜４００ｍｍ直径のガイドローラに巻き付けなが
   ら４０〜１２０゜捩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の製造方法。
3. 【請求項３】 ワイヤ周方向への捩りは１対もしくは複
   数対のガイドローラ軸方向を９０゜変えたガイドローラ
   にワイヤを通過させることを特徴とする請求項１または
   請求項２記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入
   りワイヤの製造方法。
4. 【請求項４】 ワイヤ周方向への捩りは１対もしくは複
   数対のガイドローラ間でワイヤを交差して通過させるこ
   とを特徴とする請求項１または請求項２記載のガスシー
   ルドアーク溶接用フラックス入りワイヤの製造方法。