JPS58107294A - 溶接用フラツクス入りワイヤ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は耐硝性のすぐれた溶接用フラックス入りワイヤ
とその製造法に関するものである。

フラックス入りワイヤは一般に銅帯を成形加工し、内部
に７ラツクスを封入した後、所望のサイズ（１） まで伸線加工され、その後溶接送給用潤滑剤が付加され
て使用される。また特に溶接金属の拡散性水素量を低く
抑えて耐割れ性の向上を企図したワイヤは伸線後高温に
て焼成して溶接金属に有害となる水分を取除いた後、ｉ
接用潤滑剤が付加されて使用される。

この様にして製造されるフラックス入りワイヤはソリ、
ドワイヤと異なシ表面にＣｕメッキが施されていないの
が普通である。その理由は、フラックス入りワイヤ表皮
には成形時の合せ目が存在しており、ソリッドワイヤの
如（Ｃｕメッキを施すと合せ目よりメッキ液が浸透し内
部に封入されているフラックスが吸湿し溶接時ピット、
ブロホール等溶接欠陥を発生させるからである。またＣ
ｕメッキした後乾燥して水分除去を試みてもメッキ液が
腐食性であるためその後の水洗でも内部に浸透したメッ
キ液が残りワイヤ表面が腐食され著しく外観を損う。

以上のような理由でフラックス入りワイヤはＣｕメッキ
を施されずに使用されているわけであるが、／ＱＸ 外皮表面が鋼素地あるいは焼成による酸化皮膜のま捷で
あるためＣｕメッキされたソリッドワイヤに比べて耐錆
性が著しく劣る。そこで従来市販されているフラックス
入シワイヤはとの耐錆性について細心の注意が払われて
おシ特に溶接用潤滑剤に耐錆性をもたしてフラックス入
りワイヤの錆発生を防いでいる。

一例をあげると特公昭５３−２２９３０号公報に開示さ
れているグラファイトとＭｏ　Ｓ　２組合せによる潤滑
剤で溶接送給性と耐錆性の両方の特長をもたしたもの、
あるいは特公昭５０−３８６２６号公報に開示されてい
るグラファイトとＭｏ　Ｓ　２およびふっ素樹脂の組合
せによる潤滑剤で溶接送給性と耐錆性の両方の特長をも
たせたもの等があるが、いずれも耐錆性の点からみると
完全ではな（Ｃｕメッキされたソリ、ドワイヤと比較す
るとかなシ劣る。

そこで製造されてから使用されるまでの保管期間錆発生
を防止するため、ワイヤ表面に気化性防錆剤をしみ込ま
せた防錆紙を巻き、更にポリエチレン袋にて密封した後
、外装のダンボール箱に包装されているのが通例である
。保管中の発錆は上記包装にて防止出来るが、使用に際
し包装を取除くと外気の影響を受け、特に２〜３日間か
かって１コイルのフラックス入シワイヤを使用する現場
俗接の場合、外気に曝されたワイヤ表面に錆が発生する
ことがある。

本発明は、これらの発錆を防止出来る耐錆性のすぐれた
ワイヤを供給する目的でなされたものである。

すなわち、本発明の要旨とするところは下記のとおりで
ある。

（１）鋼を外皮とするフラックス入シワイヤでワイヤ外
皮酸化膜の膜厚が０．０２〜０．８μｍであることを特
徴とする耐錆性にすぐれた溶接用フラックス入りワイヤ
。

（２）ｍを外皮とする溶接用フラックス人シワイヤを焼
成するに際し高周波誘導加熱装置で加熱し、加熱部及び
冷却ゾーンを００２ガス８０％以上に雰囲気制御するこ
とによシ、ワイヤ外皮酸化膜の膜厚を０．０２〜０．８
μｍにすることを特徴とする溶接用フラックス入りワイ
ヤの製造方法。

以下本発明について詳細に説明する。

先ず本発明者等は多年にわたるフラックス入シワイヤ製
造の経験から焼成されたフラックス入りワイヤの耐錆性
はワイヤ表面に形成される酸化皮膜性状により大きく変
化することを見識している。

そこで軟鋼鋼帯を外皮とするフラックス入りワイヤを成
形したのち、１．６１＋１φまで伸線し、そのワイヤを
３００Ｋｇ＆ビン巻きにして試験材とし、これを４３０
℃の雰囲気にて４時間加熱しその後とのがビンを解いて
各位置のワイヤについて耐錆性を調査した。その結果を
第１図に示す。

フラックス入りワイヤの耐錆性を調査する方法としては
、４０℃９０　％　Ｒｆ（の恒温恒湿槽内にワイヤを放
置し発錆するまでの経過時間を測定した。

なお発錆は３０倍の実体顕微碗にて錆の有無を調査した
。第１図から明らかな如くコイル巻されたワイヤの耐錆
性はその部位により大きく異なる。

そこでとの耐錆性の差が何故生じるのか種々調査検討し
た結果、第２図に示されるが如き関係が（５） 見出された。即ち各部位のワイヤ１０本ずつをサンブリ
ングし、樹脂に埋込んだ後研磨して検鏡し、ワイヤ表面
の酸化皮膜の厚みを測定し、酸化皮膜の厚みと耐錆性の
関係を調査した結果、第２図に示す如く耐錆性のすぐれ
たワイヤは焼成されたコイル中間部に存在し、酸化膜の
厚みが０．０２〜０．８μｍの範囲にあるものであるこ
とが分った。

第２図に示す如く酸化皮膜の厚みが０．０２〜０．８μ
ｍとなる範囲で耐錆性が著しく良好であることが明らか
であるが、従来のフラックス入りワイヤ製造においては
、この範囲のもののみ製造することは困難である。即ち
固定式のパッチ式炉で焼成した場合、コイル厚み全域に
わたり温度が上るためには数時間の加熱を必要とするの
でコイルの外側及び内側は酸化が進み酸化膜が厚くな夛
耐錆性が劣化する。又、中心部は加熱時間が少く、かつ
ワイヤ表面潤滑剤の分解で酸素分圧が低く酸化皮膜が極
めて薄いので耐錆性が劣る。通電式とか誘電加熱式の連
続焼成を大気中で実施すると加熱時間は短いがやは９同
様に酸化が進み耐錆性が劣化（６） する。

本発明者等は固定式バッチ炉で焼成ｍｔ＃、焼成時間を
穐々検討したがコイル全長にわたり均一な酸化皮膜層を
形成することは困難であった。そこで加熱条件が均一に
なる誘導加熱を採用し焼成ワイヤ表面の酸化度は誘導加
熱コイル及び冷却ゾーンの雰囲気調１帝で調節出来るこ
とを見出した。

この誘導加熱装置及びダンサ−ローラ９を含む冷却ゾー
ンをＣＯ２雰囲気に調整する装置の１例を第３図に示す
概要図で説明する。誘導加熱装置２及びワイヤ１を冷却
する工程に当るダンサ−ロー２９を収容する空調室３を
設け、その空調室３には上部に空調機４を取付けて、そ
の右側から空調室３ヘガス供給ロアを先端に有するガス
供給管５が取付けられている。一方、空調機４の反対側
と？調室３の左側にガス排出管６が取付けられている。

さらにワイヤ１の空調室３からの出側にはワイヤ巻取り
用の自動ジュアルスノーラ−１５が設置されている。

次に前記装置の作動の態様について説明する◎所定径に
伸線さね、たワイヤ１はある値の００２優に空調された
空調室３に入り、先ず誘導加熱装置２で加熱され、ワイ
ヤ１の表面に予め決められた酸化膜が生成される。次い
でワイヤ１はガイドローラ１０を経て固定ローラ８から
、ダンサローラ９によるワイヤ１の引張状態の調整下に
、ガイドローラ１０′を経て空調室３の出口点で約１５
０℃まで冷却されて自動ジ−アルスプーラ】５に送給さ
れ、巻取りがビン１１に巻取られる。その際、特に固定
ローラ８の下部に位置するワイヤ１の交叉部にＣＯ２ガ
スをガス供給ロアから吹付けてワイヤ１を冷却し、空調
室３の出口点に至る過程での酸化で最終的に所定の酸化
膜厚を得るようにする。

自動ジュアルスゾーラ１５は巻取がビン１１にワイヤ１
が満たされると、自動的にワイヤを切断し、次いで移動
ローラ１３を矢印方向の点線位置まで移動させて空？ビ
ン１２に巻取りを移し、神続的にワイヤ１を巻取名よう
に構成されている。空調室３内の雰囲気は空調機４によ
って所定量のＣＯ□濃度になるようにガス供給管５及び
ガス排出管６を経由して調整される。空調室３内は図示
しないファン等の任意の循環装置によって所定のＣＯ２
ガス雰囲気が空調室全体に亘って維持される。

第４図に、第３図に示した装置を使用し誘導加熱焼成に
てワイヤを加熱した時の焼成雰囲気とワイヤ表面酸化膜
の厚みとの関係を示す。加熱装置としては入力１２０ｋ
ＶＡ、電子管出力６０ｋＷ、発振周波数４００　ｋＨｚ
　、加熱コイル長さ７００顛のものを使用した。

第３図から明らかな如く焼成雰囲気中のＣＯ２ガスの割
合が増すにつれて酸化膜の−厚みは減少し、ＣＯ２ガス
８０チ以上にて０，８μｍ以下の酸化膜厚みが得られる
。

本発明は前記の如く誘導加熱にて均一な焼成条件をつく
り、かつ焼成雰囲気全ＣＯ２ガス８０％以上に制御する
ことによりワイヤ表面に薄くかつ緻密な酸化皮膜を形成
させ、耐錆性を向上させたものである。

以下、本発明をより具体的に示すために実施例で述べる
。

（９） 実施例 軟鋼５ｐｃｃ材で、０．８１１１１ＸｌＯｍｌの鋼帯を
成形加工し、これにＴＩＯ□を主成分とするフラックス
をワイヤ重量当り１５チ封入し、断面が単純Ｏ断面にな
るように４．０朋φに加工し、その後連続伸線機で５ダ
イスを使用し、１．６龍φまで仕上げた。

伸線機に連続して誘導加熱焼成炉を設置して伸線後直ち
に焼成を行った。

誘導加熱焼成炉の装置としては第４図に示す実施例に用
いた入力１２０　ｋＶＡ、電子管出力６０　ｋＷ、発振
周波数４００　ｋＨｚのものを使用し加熱コイル長７０
０　ＩＩＩのものを使用した。

この加熱コイル中を４００　ｍＡｎｌｎの速度でフラッ
クス入りワイヤを通過させ、加熱コイル及び冷却部をＣ
Ｏ２ガスの割合が８０ｑ６以上になるように制御してフ
ラックス入りワイヤを製造した。焼成温度は４００℃に
設定し加熱コイル通過直後の７ラツクス入りワイヤ表面
温度を光重式測温器で測定しその信号を電子管出力と連
結して焼成温度を制御した。

（１０） 焼成ワイヤ巻取装置を２対設け、巻取られたフラックス
入りワイヤが１８０℃以下になってから取出すようにし
、フラックス入シワイヤ表面の酸化進行を抑えた。

室温まで冷却させたワイヤに溶接用潤滑剤を付加する目
的の表面処理を施し、その後グラスチック製スツールに
巻取り１．６酩φのフラックス入クワイヤを製造した。

上記の如くして製造したフラックス入りワイヤの性能を
調査した結果を第１表に示す。

第１表から以下の事項が明らかである。

（１）　　ワイヤ記号Ａは焼成なしの比較例であり、耐
錆性が劣り又、焼成されていないので溶接金属の拡散性
水素量が高い。

（２）　　ワイヤ記号Ｂは従来のバッチ炉で焼成した比
較例であシ酸化皮膜厚みが大きいので耐錆性が劣る。

（３）　　ワイヤ記号Ｃ，Ｄは本発明例であシ、耐錆性
、溶着金属の水素量ともにすぐれている。

（４）　　ワイヤ記号Ｅは高周波誘導加熱を大気雰囲気
で焼成した比較例であり、耐錆性が劣る。

第１表より明らかな如く、本発明は高周波誘導加熱によ
シ均一に加熱し、焼成雰囲気をＣ０２ガス８０チ以上に
制御することにより０．０２〜０．８μｍの薄い酸化皮
膜を形成し耐錆性のすぐれたワイヤを製造することにあ
る。

なお焼成及び冷却ゾーンをＣＯ□ガス８０％以上に制御
する方法としては、ＣＯ２ガスを循環させる方法と、ワ
イヤ表面に焼成時Ｃ０２ガスを発生させる物質例えばパ
ラフィンの如き有機物をつけ、それから発生ずるＣ０２
ガスとＣ０２ガスを循環させる方法とを組合せた方法で
Ｃ０２ａ度を制御してもよい。また、本発明ワイヤ′ｆ
：製造する方法として最もよい方法は特許請求の範囲第
２項の製造方法であるが均一な酸化膜を得る調整ができ
る方法であれば他の方法であってもよいことは当然であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はボビン巻きしたコイルをバッチ炉で焼成したと
きの各部位コイルの耐錆性を調査した図、第２図はコイ
ル表面の酸化膜厚みと耐錆性の関係を示した図、第３図
は本発明の製造方法を実施する１例の概要図、第４図は
焼成及び冷却雰囲気のＣＯ２ガス割合と酸化膜の厚みと
の関係図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ｘ）　　ｎを外皮とするフラックス人シワイヤでワイ
   ヤ外皮酸化膜の膜厚が０．０２〜０．８μｍであること
   を特徴とする耐錆性にすぐれた浴接用フラックス入りワ
   イヤ。 （２）　　−を外皮とする溶接用フラックス入りワイヤ
   を焼成するに際し高周波誘導加熱装置で加熱し、加熱部
   及び冷却ゾーンをＣ０２がス８０チ以上に雰囲気制御す
   ることにより、ワイヤ外皮酸化膜の膜厚を０．０２〜０
   ．８μｍにすることを特徴とする溶接用フラックス入り
   ワイヤの製造方法。