JPS58184095A - ア−ク溶接用ワイヤ - 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】 本発明はワイヤの過給性の優れ次アーク溶接用ワイヤ、
特にフラックス入りアーク溶接用ワイヤに関するもので
ある。

一般にガスシールド型アーク溶接用ワイヤは自動及び子
自動溶接に使用されておりその際溶接悄におけるワイヤ
の送給は、例えば２０に＃重量のスプール巻ワイヤから
、送給ローラのみでスプールを回転させながら引出した
ワイヤをコンタクトチ、−プを通じて溶接トーチのコン
タクトチ、！へ供給するようにし、かかるワイヤ送給の
状態下でアーク溶接を実施するものである。従って、ワ
イヤ表面は送給ローラが空転しないような抵抗を有し、
かつコンタクトチ、−ツ内で抵抗を受けない程度の潤滑
性を有する必要がある。

従来のアーク溶接用フラ、クス入りワイヤは銅メッキを
施こしたソリ、ド状Ｏワイヤと比較して、アークにより
７う、クスを被包した構造であるためワイヤの送給性が
悪く、従ってワイヤ表面には、軸受用潤滑剤として周知
である低荷重用の液状向滑剤、あるいは高荷重用のグラ
ファイト、二硫化モリブデンあるいは四弗化エチレンの
如き固体潤滑剤を塗布している。

前者の液状潤滑剤を塗布したワイヤは、送給ローラにお
いてローラ表面と密着するから、ローラの回転がワイヤ
に伝えられ、他方コンジットチューブ内においては潤滑
性能を発揮して良好なるワイヤ送給性を示すが、炭化水
素系の化合物であるから水素源となｐｌそＯため溶着金
属に対し多量の水素を与え、Ｓ、ト及びプローホールの
発生原因となっていた。

一方固体潤滑剤は水嵩源となる物質を含有していないの
で良好な溶着金属を得ることができるが、ワイヤ表面に
塗布された固体潤滑剤がコンジットチューブ内やコンタ
クトチ、プに集積されそのため送給抵抗が大きくなる場
合、あるいは前述したようにスグールをｉ転させながら
ワイヤを引き出す際にワイヤがたるんだりしてスプール
巻ワイヤ重量が１０〜２０時と大きい場合に、高荷重負
荷パ・・・１： となり、送給ローラのローラに対してワイヤ表面が潤滑
性に富むためか送給ローラが空回転し、そのためアーク
が不安定とな珍アーク長が長くなりたり、短かくなった
りして外気をアーク中へ混入する事もあり、その結果ビ
ット及びブローホールの欠陥が発生したＶあるいはワイ
ヤの送給上のトラブルが発生する欠点を有していた。

本発明は、かかる現状に鑑み、表面に水素源となる物質
を有せずかつ送給性の安定したアーク溶接用７ラツクス
入りワイヤを提供すべく鋭意研究開発を行なった結果、
従来の溶接用ワイヤのようにワイヤ表面に水素源となる
物質を有せずかつ送給ローラにおいて空回転しないよう
にワイヤ送給性を向上させるための、ワイヤ塗布用潤滑
剤を開発した’ＩｈＯである。

本発明の要旨とするところは、ワイヤ表面に潤滑剤とし
て５０〜８０重量−〇グラファイトあるいは二硫化モリ
ブデンの何れか１１１または両者及び１０〜６０重重−
のガラス粉末の混合物を含む潤滑剤（以下本発明潤滑剤
ｌとい５）を塗布してな支 り骸潤滑剤の量がワイヤ重量の５×ｌＯ〜５　Ｘ　１０
−’チであることを特徴とするアーク溶接用ワイヤであ
る。かかる潤滑剤が所費量ワイヤに付着することにより
ワイヤ表面に水素源となる物質を有せずかつ送給ローラ
において空回転しないようなワイヤ表面が得られ、安定
したワイヤ送給性が得られる。

さらに、本発明はワイヤ表面に潤滑剤として３０〜８０
重量−のグラファイト又は二硫化モリブデンの何れか１
種または両者と１０〜６０］１１ｉ慢のガラス粉末及び
四弗化エチレン、タルク、炭酸石灰、アルミニウム粉の
うち１種又は２種以上３〜４０重量−からなる混合物を
含む潤滑剤（以下本発明潤滑剤２という）を塗布しそな
り該潤滑剤の量がワイヤ重量の５　Ｘ　１０”−２〜・
５　Ｘ　１０−’でおることを特徴とするアーク溶接用
ワイヤを要旨とする。四弗化エチレン、メルク、炭酸石
灰、アルミニウム粉の１種又は２種以上を３〜４０重蓋
チ加えることＫよりワイヤ表面への潤滑剤付着性が極め
て良くなりかかるアーク溶接用ワイヤを孔ダイスで伸−
加工する場合、高速伸蘇が可能となりかつダイス寿命も
向上して生産性を著しく向上させることが可能である。

本発明のワイヤを製造するにあたってはワイヤ表面に本
発明潤滑剤Ｉｔたは本発明潤滑剤２を混合物の状態で塗
布する。本発明潤滑剤を付着させる方法としてはワイヤ
製造時に本発明潤滑剤を容器に入れて、その中にワイヤ
を通してもよいし、また本発明潤滑剤を圧着ローラで圧
着させてもよい。ガラス粉末の種類としては以後に述べ
る粒度を満足すればソーダｊラス又はカリガラスのいず
れであってもよい。

以下に本発明潤滑剤の主要部分を占めるグラファイト、
二硫化モリブデン及びガラス粉末の混合量及びこれら潤
滑剤のワイヤ表面への付着量をワイヤ送給性について第
１表に示す実施例にもとづいて説明する拳 実験での供試ワイヤは、被包材として厚さ０９−の銅帯
（ＪＩ８　、８ＰＣＣ）を幅１３■にスリットしＵ！Ｉ
Ｉに成形したものを用いルチールを主成分とするフラッ
クスをワイヤ重量比で１５％充てんして常法により伸線
用ワイヤに成形し、ＪＩＳＷ１０４型のダイスで直径１
．２　ｗｍ　ｔで減面伸線して、褥られ良ワイヤを２０
時重量にスプール巻し次ものである。潤滑剤としては、
粒子径５ｏＩＩＩｎ以下に粉砕したグラファイト、同じ
く２μ惰以下に粉砕した二硫化モリブデンおよび２００
μｍ以下のガラス粉末の混合物を用い、この混合物をダ
イス前に設けられ九箱に満たし、こ０ｆＩｌ１合物中に
ワイヤを通して付着させた。なお付着量のバラツキとワ
イヤの送給性変化を掌握するために伸線終了後のワイヤ
に、伸線の際に用いた潤滑剤と同一種の潤滑剤を再塗布
するかもしくは布地で潤滑剤をふきとり友。第１表中の
Ａ１〜５ワイヤ扛ガラス粉末の混合割合変化、４６〜９
ワイヤは付着量変化に対する送給性を調査するためのワ
イヤである。

ま７’ｔ４１０．１１ワイヤはグラファイトあるいは二
硫化モリブデンをそれぞれ単独に用いた例である。

なお潤滑剤の付着量ａ１．０００．Ｔ・ρ酸素雰囲気で
燃焼させ、炭酸ガス量及び又は二酸化いおりの定量分析
値で求め換算したものである。

ワイヤ送給性はガスシールドＷ溶Ｉｉｋ機において３悔
のコンジットチューブを、直径４００■のループ状にし
、溶接条件を電流２？ＯＡ呻、電圧３０　Ｖ、　速Ｌ　
３００　ｕｓ１分及Ｕ炭ａｆｘｌｔ量２０ｊ／９１とし
てスプール巻ワイヤ重量が２０時から１５時となるまで
溶接を実施したものであり、この間の送給ローラのモー
タ負荷電流である電機子電流及びアークの安定性を示す
アーク電圧変動幅を測定した。

この電機子電流は、コンジ、トチューブ、コンタクトチ
、ｆでのワイヤの送給抵抗が過大になる。

と高い値を示すものでるり、２．３Ａ以下が好ましく、
ｔたアーク電圧変動幅扛ワイヤ送給が定速でなされれば
変化しないものでＴｏり、±２．０ｖ以下であればアー
クが安定している。

Ｉ！１表に示す如く、潤滑剤中のグラファイト又は二硫
化モリブデンもしくａ両者の含有量が３０〜８０重量−
、ガラス粉末の混合量が１０〜６０重量−でＴｏｆ）、
その付着量が５Ｘ１０″″〜５×１０　ワイヤ重量ｇｉ
（ワイヤ１０に９重誉め−たり５〜０．０５９）である
ときに、電機子電流及びアーク電圧変動幅も各々２．３
Ａ及び±１．Ｏｖを越える事なくワイヤＯ送給性が安定
している。

之に反して潤滑剤中のグラファイトあるいは二硫化モリ
ブデン又は両者の含有量が３０重量％未満もしくは８０
１童饅超でありガラス粉末の混合量が１０電量−未満で
ある４１ワイヤ及び６０］１重チ超であるＡ５ワイヤ、
そして付着量がワイヤ重量の５Ｘ１０＝５１を超えるＡ
７ワイヤ及び５ＸｌＯ−’未満であるＡ９ワイヤで電機
子電流及びアーク電圧変動幅が２．３ム及び±２．ＯＶ
より高くワイヤの送給性が劣化している。

すなわちグラファイトおよび／又は二硫化モリブデンの
配合割合が３０重量−未満ではワイヤとチ、ｆの通電性
が悪くなり、溶接開始時のアーク発生を悪くする。一方
８０重量−を超えると通電性はよくなるが、ワイヤ表面
が滑り易くなってワイヤと送給ローラとの間で滑りが生
じ、安定した送給性が得られない。

ここで第１表中の電機子電流の最低値を比較すると潤滑
剤は付着量の増加及びガラス粉末混合量の減少に応じて
低くなる傾向を示している。これはワイヤ表面の潤滑性
の増大に起因しているものと考えられるが、潤滑剤付着
量がワイヤ重量の５×１０　チ未満及びガラス粉末の混
合量が１０頁１に一未満であればコンジ、トチ：ユープ
内でのワイヤの送給抵抗及びスプール巻ワイヤ重量によ
って送給ローラに荷重がかかつていくため、ワイヤの送
給性の劣化が大きくなったものと考えられる。

逆に潤滑剤の付着量の減少及び潤滑剤中のガラス粉末の
混合量増加によりてワイヤ表面の潤滑性がなくなるもの
と考えられるが１、付着量がワイヤ重量の５　Ｘ　１０
”’Ｑ満及びガラス粉末の混合量が６０重量慢超のとき
は、コンジットチ、−プ内でのワイヤの送給抵抗が増大
しすぎかつスプール巻ワイヤ重量と合わせて高荷重とな
るためにワイヤの送給性の劣化が著しくなったものと考
える・上述の如くワイヤの安定した送給性を得るために
はワイヤ表面に潤滑剤として３０〜８０重量≦の　　−
グラ７アイトあるいは二硫化モリブデンのｌｆｉまたは
両者及び１０〜６０１量−のガラス粉末の混合物を含む
潤滑剤を塗布しその量がワイヤ重量の５　Ｘ　１０’−
”〜５Ｘ１０−’＊であれば良いことが明らかになりた
・ この橡に本発明１１１１滑剤１を所定量付着させれば安
定した送給性が得られるので、圧着ローラで圧着させた
り、潤滑剤゛ｌラックス中をワイヤを通過させワイヤ表
面に潤滑剤を塗布する場合扛問題なく生産可能である。

しかし潤滑剤が、クスでワイヤ表面に本発明潤滑剤１を
付着させた後、孔ダイスで減面加工する場合、ダイスに
よる減面加工に十分な潤滑剤を付着させる必要があるが
、本発明潤滑１１Ｊ　ｓの場合、ワイヤへの付着性がＴ
ｏｔり良くない；ので所要量の潤滑剤を付着させ、かつ
高速で伸線することはむずかしい。そのため伸線は４０
０ｆｉ／分以下の速度に制限される。伸線速度を４００
　ｍ７分以上にした場合は潤滑剤の不足からダイス焼付
き現象を生じワイヤ表面にダイス荒れが発生し、このた
め溶接時のワイヤの送給性が悪くなる。

そこでワイヤ表面へ潤滑剤の付着を良くし、高速伸線に
も耐えうる材料として種々検討した結果四弗化エチレン
、メルク、炭酸石灰、アルミニウム粉が潤滑剤の付着性
及び高速伸線性に効果があることを見出した。四弗化エ
チレンは（ｃＦ２）ｎの多重結合体で微粉末（１０μ以
下）状態のものであり、潤滑剤に適量混合して用いると
極めてすぐれた潤滑性を示し高速伸線に耐える。しかし
混合割合が多くなるとワイヤ表面に電気絶縁性皮膜を形
成し溶接時の通電性を悪くし安定した溶接を阻害する。

メルク、炭酸石灰及びアルミニウム粉の微粉末は潤滑剤
のキャリヤー材料として有効であり、高速伸線時潤滑剤
がックス内でワイヤ近傍におけるトンネル現象が発生し
潤滑剤がワイヤ表面に付かなくなることを防ぐ。

そこで前記の材料を本発明潤滑剤１に添加すると潤滑剤
のワイヤへの付着性が向上しかつ高速伸線が可能になる
ことを見出し良。

２等材料は単体で用いても効果があるが二種以上を組合
せるとそれぞれの効果が重畳し更に効果を発揮する。

四弗化エチレン、メルク、炭酸石灰、アルミニウム粉の
１種または２種以上の合計量が全潤滑剤の内に占める割
合は３〜４０−が効果的でめり３チ未満では、潤滑剤の
ワイヤへの付着性及び伸線性が不十分であり又４０＊＊
超えると溶接時にアークが不安定となりワイヤ送給性が
悪くなる。

次に本発明潤滑剤２に係るワイヤの実施例としてガスシ
ールドアーク溶接用フラ、クス入りワイヤ（直径１．２
■）の例を第２表に示す。

之等のワイヤは以下の如くして製造された。

ＪＩＳ　、　８ＰＣＣの厚さ０．９　ｍの銅帯を巾１３
■にスリ、トシ、成形ローラで横断面Ｕ型からワイヤの
横断面が単純なｏｇになる如く成形し、途中でＵ型＃１
部内にルチルを主成分とするフラックスをワイヤ重量あ
たり１５％充てんし、直径３．０■の伸線用素線を作成
する。この素線の伸線は減面率２０チ以下でＪＩＳ−Ｗ
２Ｏ３蓋の９１１の孔ダイスにより行なわれ、直径１．
２■に引き抜き減面されるが、各孔ダイス前に第２表に
示される潤滑剤を満たし、ワイヤを通過させるものでワ
イヤは各潤滑剤の伸線に合せて４００〜７００　ｆｌＬ
／％の最終伸線速度で実施された。伸線が終了したワイ
ヤについてはｆｆ４清剤の付着量が前述の方法にて測定
され２０ｋｌ？１童でスプール巻されている。

なお第２表中に示されるグラファイト、二硫化モリブデ
ン、四弗化エチレン、ソーダガラス、カリガラス、メル
ク、炭酸石灰、アルミニウム粉は各々粒子径５０μｍ以
下、ｚＪＩＷ＆以下、ｌＯμ淋以下、２００声以下、２
００＃Ｆ）ｌ以下、１０μ以下、２００μｍ以下及び２
００ＩｌｒｌＬ以下に粉砕されである。

この様にして製造され次ワイヤの生産性、送給性及び溶
着金属の拡散性水素量について調査した結果を第２表に
示す。

ワイヤの送給性は３慣のコンジ、トチ、−プを直径４０
０■のループ状にした状態で、ワイヤのスプール巻重量
２０時から１５ゆまでを連続溶接し、送給モータの電機
子電流及びアーク電圧変動中を測定したもので、溶接電
流２７０　Ａｍｐ　、溶接電圧３０ｖ１溶接速１１３０
０　ｗｍ１分及び尿酸ガス流量２０ｊ／分で実施した。

なお拡散性水素量の試験も同じ条件で実施した。

１・、１′ Ａ１，２のワイヤは潤滑剤の種類が本発明範囲外であり
かつ、Ａ１は成分的忙炭化水素化合物である危めワイヤ
の送給性は良好であるが拡散性水素量が多くて品質的に
劣る。又Ａ２のワイヤは通常の伸線に使用される金属石
けんの例で、生産性は極めて優れているが、ワイヤの送
給性が悪く、かつ溶着金属の拡散性水素量も多い。ム３
のワイヤは拡散性水素量が低い点ですぐれているが、電
機子電流及びアーク電圧変動中において劣り、ワイヤの
送給性が悪い、ム４〜Ａ９のワイヤは１１１滑剤Ｏ種類
及び付着量において本発明範囲内であり、電機子電流及
びアーク電圧変動中においてすぐれており、ワイヤの送
給性がすぐれかつ拡散性水素量も低い。又その内でもＡ
６．４７　、ム９のワイヤはグラファイト、二硫化モリ
ブデン、ガラス粉に加えて四弗化エチレン、メルク、炭
酸石灰、アルミニウム粉の一種もしくは二種以上を加え
ているため潤滑剤の付着性がすぐれ伸線速度が早くかつ
ダイス寿命が長く生産性においてすぐれている。

４１０及びＡ１．１のワイヤは潤滑剤の種類が本・１・ 発明範囲外であるため、拡散性水素量が低い点ではすぐ
れているが、電機子電流及びアーク電圧変動中において
劣クワイヤの送給性が患い。

以上、本発明を主としてアーク溶接用フラ、クス入シワ
イヤについて説明したが、本発明はこれに限定されるも
ので扛なく、他のアーク溶接用ワイヤについても本発明
の範囲を逸脱しないＩｌｌす、本発明の範囲に含まれる
。

以上詳述し九如く本発明によれば従来の潤滑剤によるワ
イヤ送給性の不安定あるいは溶着金属の水素量増加によ
る品質劣化の問題を完全に解決することができるワイヤ
を提供しうるもので、その工業的価値は極めて大である
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　ワイヤ表面に潤滑剤として３０〜８０重量％
   のグラファイトあるい扛二硫化そリプデンの何れか１１
   １または両者及び１０〜６０重量−のガラス粉末の混合
   物を含む潤滑剤を塗布してなり、該鈎滑剤の量がワイヤ
   重量の５×１０−〜５ＸｌＯ嗟であることを特徴とする
   アーク溶接用ワイヤ。
2. （２）　　ワイヤ表面に潤滑剤として３０〜８０重量％
   のグラファイトあるいは二硫化モリブデンの倒れか１！
   １１ま次は両者、１０〜６０重量−のガラス粉末、及び
   四弗化エチレン、メルク、炭酸石灰、アルミニウム１＆
   ０１種又扛２糧以上３〜４０重量−からなる混合物を含
   む潤滑剤を塗布してな９該４ ｆＩ／１４渭剤の童が、ワイヤ重量の５×１０〜５ｘ１
   ０−であることを特徴とするアーク浴接用ワイヤ。