JPS58128294A - 溶接用細径鋼ワイヤ - 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】 本発明は送給性のすぐれた銅メツキ処理を行った全自動
および半自動溶接用鋼ワイヤに関する。

一般にＣＯ２ガスシールド浴接、ＭＩＧ浴接等には０．
８〜２．４１＋ｉφの銅メッキした溶接用鋼ワイヤが使
用されている。これらの溶接用ワイヤは通常スグールや
ボビンに巻装された状態で、あるいはベイルノやツクと
呼ばれる円筒容器に装填された状態で溶接に供せられる
。これらのワイヤが使用されるときは、溶接板の付楓装
置である送給機に設麺”され、送給ローラを通シ３〜２
０ｍにおよぶフレキシブルコンジットチューブ、＃接ト
ーチ、コンタクトチップを通じ、溶接が行われる例が多
い。

この他、走行自車にワイヤスグールなどを搭載し、コン
ジットチューブを使用しない装置も使用されているが、
これは前記した膜島形式のものに比べて、装置が複雑で
しかも大、型化しかつ溶接領域が限定される婢の欠点が
あり用途が限られている０ さてフレキシブルコンジットチューブを用いる溶接ワイ
ヤの送給方式としてはブツシュ式、プル式、プッシュプ
ル式の３種類あるが、取扱いの簡便な、ブツシュ式の使
用比率が高い。しかしブツシュ式の送給機のコンジット
チューブは通常３ｍ。

広領域の溶接を行う場合には２０ｍ程度の長さのものが
使用され、この時ワイヤ送給性の問題が生じる。溶接用
ワイヤには一定速度で供給されることが求められるもの
である。しかしワイヤはフレキシブルコンジットの案内
管であるライナー、トーチ、チップとの間の接触抵抗お
よびフレキシブルコンジットチューブの屈曲部とを通り
ぬけるだめの抵抗力などが作用する。フレキシブルコン
ノットチー−ブが直線状態である現場作業はほとんどな
く、屈曲状態下で使用されるのが普通であり、屈曲部が
多いほどまた屈曲半径が小さいほど屈曲部通シぬけの抵
抗力は太きい。しかして、前記の如き溶接ワイヤとの接
触抵抗、力に拐克つ力でワイヤは押進ぜしめられ送給さ
れるものであるが、接触抵抗が犬きくなると溶接ワイヤ
の送給速度が不均一になυついには送給停止の事態が生
じるようになる。このため、溶接アークの不安定、ビー
ド形状の不揃、融合不良、アンダーカットの発生など移
々の浴接欠陥を生ずるようになる。

最近、浴接作業の複雑化、高速化、広ｌｉｄ、　Ｉｔｉ
ｉ化に伴ないフレキシブルコン・ソツトライナーとの摩
擦抵抗力が小さく、送給が円滑でかつ安定し、常に足速
送給されうる溶接用ワイヤ、すなわち送給性が安定な溶
接用ワイヤが強く要求されるようになった。

従来、ワイヤの送給＋！＋：を改もするために、送給機
の送給パワーを高めるかあるいはワイヤ自体の送給性を
向上させることが行われてきた。例えばワイヤ自体の送
給性の向上をは〃）るべくワイヤの表面に液状の潤滑油
全塗布し、ワイヤ表面の潤滑能を上げ、送給抵抗の軽減
を計る方法が知られているが必ずしも安定した送給性を
示すものは得られな〃工っだ。その理由は液状の潤滑剤
を銅メッキを行ったワイヤの表面に均一にかつ安定した
状態で塗布することは困難であシ、所定の性能金得るた
め潤滑油を多量に塗布せざる′ｔ−得なかったからであ
る。また必要以上に多量に塗布されたワイヤ表面の潤滑
油は溶接部の材質変化を生せしめたシあるいは溶接作業
性に悪影餐をおよほすのみであった。その他ワイヤの表
面を強制的に加圧し、表面相反を変え接触抵抗を軽減す
る方法などもあるがその効果は前記した潤滑油の塗布に
よる送給性の改善の効果と大同小異であシ、未だ満足す
べきものではない。

末完開基は、従来技術では液状潤滑剤金銅メッキワイヤ
表面に強固に塗布、付着させることができないという点
に鑑み、できるだけ少い′／ｅ１．せ潤滑剤を安定した
状態で杓着させ、イ１効に送給抵抗の軽減に利用するこ
とを、ワイヤ表面のメッキ層に亀裂を与えることで解決
した。

すなわち本発明の黴旨は、メッキした溶弗用ワイヤにお
いて、ワイヤ表面にメッキ層の亀裂を有しかつ次式で示
す中間の酸素量が５０〜４００ｐｐｍでありさらに該ワ
イヤの表面に液せ潤滑油を有することを％徴とする溶接
用細径銅ワイヤにある。

中間の酸素量−総酸累量一（鋼中の酸素量子メッキ表面
の酸素量）本発明に係る溶接用ワイヤの最大の％９は中
間の酸素量、換言すると鋼素地とメッキ層間の酸素量を
５０〜４００　ｐｐｍに設定したことにある。従来のワ
イヤにおいてｅユ、銅メッキは鋼素地との密危性が良好
なものがよいという常識的な考えで製造されてお如、銅
メッキの前に鋼素地の酸化物全十分な洗滌を行なって除
去するのが通例である。

この場合中間の酸素量は５０　ｐｐｍ未満である。

このような方法で製造されるワイヤは、銅メッキ舊・に
伸線し製品サイズに訣ｉ恥されるものである（５） が、素地と銅メッキの密着性にすぐれているため銅メッ
キ層の亀裂は生じないものであシ、ダイスマークなど何
らかの原因で外部力・ら加えられる凹部があるのみで平
滑なメッキ表面となるものである。このようなメッキ表
面は潤滑油の保持能力が悪く、潤滑油を塗布しても滴状
に付着するばかシでワイヤ送給性上の問題を誘発しやす
いものであった。

ところが本発明の如く中間の酸素量′ｔ−５０〜４００
　ｐｐｍ　Ｋ積極的に堆加させ、銅の素地とメッキ層の
間に酸化物を介在させるとメッキ後の伸線工程において
中間酸化物の脆性的挙動によシ、メッキ層そのものに亀
裂が発生するようになる。このような表面に液林潤滑油
を作用させるとメッキ層亀裂にミクロ的な含油状態が生
成し、これによってワイヤ表面の潤滑能が向上し、フレ
キシブルコンジットチューブ内面との摩擦力を極めて小
さくすることができ、この結果極めて良好なワイヤ送給
性ヲ得ることができた。

中間の酸素量が４００　ｐｐｍを超える場合は、鋼（６
） 素地とメッキ層の間に酸化物が過剰に存在する状態であ
る。この場合メッキ後の伸線加工でメッキ層の亀裂と同
時にメッキのは〈υが発生する。このようなワイヤは使
用時にメッキはぐり物がコンジットライナー内に東積し
ワイヤの送給性劣化の原因となった。

このような理由で中間の酸素量を５０〜４００ｐｐｍと
駆足したものであるが、この時中間の酸素は鋼索地上に
粒界酸化物として存在することが判った。

中間酸素量が５０　ｐｐｍに達しないのは、はぼ′粒界
酸化物を除去した場合でまた４　００　ｐｐｍを超える
のは粒界および粒内酸化物が残留する場合であり、メッ
キはくシが発生するときは鋼酸化物および銅メッキと完
全な三重栴造となった場合であることが判った。

本発明の溶接用ワイヤは銅メッキを行った０、　８〜２
．４ｗＲφのワイヤ径を有するもので、中間の酸素量の
適正な範囲は５０〜４００　ｐｐｍである。また本発明
の液彷潤滑油とは油脂、鉱物油および湿式伸線用潤滑剤
などであり、これら潤滑剤中に添加されている界面活性
剤を含むものである。

前記した中間の酸素量、潤滑油の付Ｎ量とワイヤの送給
抵抗を示す送給モータの負荷電流値に関する実施例を第
１図および第２図に示す。

第１図１ｄ　１．２　ｔｏφの銅メツキワイヤにおいて
潤滑油の油溶性成分が０．４〜ｏ、ｓｇ／ワイヤ１０に
９と比較的少い付着量の実施例を示すもので、中間の酸
素量５０〜４００　ｐｐｍの範囲で良好なことが明らか
である。

また第２図は潤滑油の付着量と送給性において本発明ワ
イヤが従来ワイヤよシも良好なことを示すものである。

さらに第３図は本発明ワイヤの表面状態を示す金属脂微
鏡写真（倍率Ｘ１６０）であり（、）は従来ワイヤで中
間酸素量が３２　ｐｐｍ　ｚ　（ｂ）は本発明ワイヤで
中間酸素量が２５０　ｐｐｍのワイヤである。

この実施例のワイヤは００１０％、５ｉＯ５８５％、Ｍ
ｎ　１．６５％の溶接用ワイヤ（ＪＩＳ　Ｚ　３３１２
　ＹＣＷ−２）の例である。

次に本発明ワイヤの製造方法の一例を説明する。

原線径５〜６＃ＤＩｌφを使用して溶接用ワイヤ（０８
〜２、４　ｒｒａｎφ）を製造する場合、製品の具備す
べき適正な引張強さを得る意味で、線引加工により加工
硬化した線材を軟化させるために中間焼鈍を行う。

この時焼鈍炉内のガス雰囲気、温度および時間を調整し
鋼ワイヤ素地に薄い酸化物を形成させる。

この時酸化物層は強固で薄いことが肝要で厚さ約０．１
１ＥＩＩｌ以下とするのがよく焼鈍加工前に線材に残留
する潤滑剤によって酸化させる程度である。これら酸化
物は素線上で粒界、粒内酸化物として形成させるもので
ある。ついで銅メツキ前の酸洗処理など酸化物除去処理
は、軟化焼鈍時に生成させた強固で薄い酸化物のうち、
粒内酸化物は除去するが、粒界酸化物が残留するメッキ
前処理を行う。

これら粒界酸化物が中間の酸素量５０〜４００　ｐｐｍ
と力るものである。

このような状態で銅メッキを行うと、メッキ銅は鋼素地
の粒内では素地に密着するが、粒界は酸化物と橋渡した
メッキの付着状態が得られる。次いでメッキ後の伸線全
行うと、鋼の素地、粒界酸（９） 化物、および欽メッキの伸び率の差、および粒界酸化物
の脆性的挙動によってメッキ層に亀裂が生じるものであ
る。従ってメッキ層の亀裂の生成はメッキ後の加工度に
関係するものであって加工度５％以上が必要である。

第４図は同一の焼鈍ワイヤを用い、種々の酸洗を行い中
間の酸素量を変化させてメッキ後の加工度によるメッキ
亀裂の発生状況を示すもので、メッキ後の加工度は５％
以上、中間の酸素量５０〜４００　ｐｐｍの範囲が適正
であることが判る。この時メッキ亀裂の巾は０．００１
〜０．０３Ｍの範囲になる。なお、火影・に用いたワイ
ヤはＣ０，１１％、Ｓｉ０．７５％、Ｍｎ　１．５５％
、ＴＩ　＋Ｚｒ　Ｏ，２４％のＪＩＳＺ　３３１２　Ｙ
ＣＷ　−１の溶接用ワイヤである。焼鈍はＮ２ガス算囲
気で７００℃Ｘ　５ｈｒ行ったもので焼鈍ワイヤ径を変
えて行ったものである。またメッキの厚さは０１〜２μ
ｍ（ミクロン）とした。

メッキ層の亀裂は、メッキ層そのものの亀裂であって、
メッキ後の粒界酸化物の脆性的挙動で伸線加工により生
成するものでちって、外圧を加え（１０） 生成させた表面疵とは全＜＊雀なものである。またメッ
キ層の亀裂内に１−１′液秋潤滑剤を伺着させであるの
で耐錆性には全く問題がない。

本発明の効果全要約すると次の通りである。

（１）　　ワイヤ表面のメッキ層に亀裂があシ、亀裂内
に液状潤滑剤全保持しているので、ワイヤの表面はミク
ロ的な含油状態となっているのでワイヤ表面の潤滑能が
極めて良好であるため、コンソットライナーとの接触抵
抗が軽減される。この結末送給抵抗そのものも低く、変
１４１１範囲が狭ぐなシワイヤ送給性が安定する。ワイ
ヤ送給性の安定・均一化によりアークは安定し、ビード
形状の不揃、融合不良などの溶接欠陥が生じない。

（２）　　メッキ亀裂内に液状潤滑剤が安定した状態で
保持されるため液状潤滑剤は最小限のワイヤ付着量で安
定した送給性が得られる。過剰な油滑剤によるビット、
ブローホールなどの溶接欠陥の発生がなく、すぐれた溶
接作業性が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は溶接鋼ワイヤの中…」の酸素量と送給抵抗との
関係を示す図、第２図は液状潤滑剤の付着量ｃｇ／ワイ
ヤ１ｏｋｇ）と送給抵抗との関係を示す図、第３図は本
発明ワイヤの表面状態を示す金属顕微鏡写真（倍率ｘ　
１６０　）で（ａ）は従来ワイヤ、（ｂ）は本発明ワイ
ヤ、第４図はメッキ後の伸線加工度（断面積減少率）と
中間の酸素量との関係を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 メッキした自身Ｌ１または半自動溶接用鋼ワイヤにおい
   て、ワイヤ表面にメッキ層の亀裂を有し、かつ次式で示
   す中間酸素量が５０〜４００　ｐｐｍであり、さらに該
   ワイヤ表面に沿払潤渭剤を有することを！ｖｆ徴とする
   溶接用細径鋼ワイヤ。 中間酸素量−総酸素量−（鋼中酸素量子メッキ表面酸素
   類）