JPS61286094A - 溶接用フラツクス入りワイヤの製造方法 - 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】 （技術分野） 本発明は、溶接用フランクス入すワイヤの製造方法に係
り、特に管状の外皮内に所定のフラックスが充填せしめ
られてなる溶接用フラックス入りワイヤを製造するに際
して、かかるフラックスの充填率を安定化せしめ、また
かかるワイヤを伸線性良く製造することのできる方法に
関するものである。

（従来技術） 近年、アーク溶接の分野においては、従来からの手溶接
或いはソリッドワイヤに代わってフラックスを内蔵した
溶接用フラックス入りワイヤ（溶接用複合ワイヤ）、す
なわち管状を呈する金属外皮内に所定のフラックスが内
蔵せしめられてなるフラックス入りワイヤが、溶接施工
の高能率化や省力化等を図るために、広く用いられるよ
うになってきた。

そして、このような溶接用フラックス入りワイヤは、一
般に、炭素鋼或いは低合金鋼等からなる長尺の鋼管を予
め作製しておき、その鋼管内に、チタニア系、ライム系
或いはライムチタニア系等の所定のフラックス粉粒体を
一端から振動を与えつつ供給して、充填せしめた後、所
望の外径まで伸線加工することにより製造されている。

なお、ここで用いられるフラックスの原料としては、主
として、脱酸或いは合金添加用として用いられる金属、
合金鉄粉末や、スラグ生成剤として用いられる酸化物粉
末や、アーク安定剤として用いられるフン化物等があり
、それら原料が混合されてフラックスが調製され、それ
が、上記の鋼管内に充填せしめられるようになっている
。

ところで、このような各種の粉末を混合せしめてなるフ
ラックス原料混合物にあっては、それら原料粉末が何れ
も密度、粒子形状において異なり、且つその添加量も種
々異なるものであるところから、均一な組成のフラック
スを鋼管内に充填することが極めて難しく、そのために
上記の原料混合物を造粒して所定の粉粒体とした後、そ
れを充填せしめることにより、充填フラックス組成の均
一化を図る試みが行なわれている（例えば、特開昭５２
−１２５４３６号公報など参照）。

（解決課題） しかしながら、そのような造粒によって得られた溶接用
フラックスの造粒物を用いて、それを、外皮となる長尺
の鋼管、例えば電縫管の管内に充填せしめて、伸線加工
を施した場合において、各種の問題を惹起することが、
本発明者らの検討によって明らかとなった。すなわち、
フラックス造粒物のサイズによっては、鋼管の長手方向
においてフラックス充填率を均一とすることができない
場合があり、また鋼管内に隙間ができて、所定量のフラ
ックスが充填できない等の問題を惹起し、更には鋼管の
長手方向のある位置においてフラックスが密に充填され
る場所が発生し、そし−ζそのようなフラックスが密に
充填した位置において伸線工程における断線が惹起せし
められる等の問題を生ずることが明らかとなったのであ
る。

（解決手段） ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為さ
れたものであって、その特徴とするところは、所定の鋼
管内に溶接用フラックスを充填せしめた後、かかる鋼管
を伸線して、目的とする外径の溶接用フランクス入すワ
イヤを製造するに当たり、前記溶接用フラックスとして
、次式：％式％ ｄ：充填フラックス造粒物の平均最大 粒子径） を満足するフラックス造粒物を用いて、前記鋼管内に充
填せしめるようにしたことにあり、これによって、かか
る鋼管の長手方向におけるフラックス充填率を安定化せ
しめ、またかかる鋼管の伸線性の向上、換言すれば断線
の発生を抑制して、溶接用フランクス入すワイヤの生産
性を効果的に改善せしめ得たのである。

ところで、かかる本発明手法に用いられる鋼管としては
、従来から溶接用フラックス入りワイヤの外皮として用
いられている鋼管の全てが対象とされるものであるが、
本発明では、特に炭素鋼や低合金鋼等の材料を用いた電
縫管を外皮とする場合において、好適に適用されるもの
である。

また、目的とする？容接用フラックス入りワイヤを製造
するために、上記の鋼管内に充填せしめられるフラック
スを構成する原料としては、該目的とする溶接用ワイヤ
に応じて公知のものが適宜に組み合わせて用いられ、一
般には、主として脱酸或いは合金添加用として用いられ
る金属、合金鉄粉末、例えばフェロマンガン、金属マン
ガン、フェロシリコン、フェロモリブデン等；またスラ
グ生成剤として用いられる酸化物粉末、例えばＴｉＯ２
（ルチール）、ジルコン、シリカ、アルミナ。

炭酸カルシウム等；更にはアーク安定剤として用いられ
るフッ化物、例えばフッ化カルシウム等があり、それら
が所定の割合において粉末混合されて、フラックス原料
混合物として用いられることとなる。

そして、この所定組成のフラックス原料混合物は、それ
を鋼管の長手方向において均一な組成のフラックスとし
て充填せしめるために、一般に有機質若しくは無機質の
粘結剤の存在下において、造粒せしめられて、均一なフ
ラックス組成からなる所定粒径の粉粒体とされることと
なるが、本発明では、特にかかる粘結剤をまず水溶液と
し、そして得られた粘結剤水溶液をフラックス原料組成
物に湿式混練せしめる手法が好適に採用されるのである
。

なお、ここで用いられる粘結剤としては、公知のものが
適宜に選択され、例えばアルギン酸ソーダ、ＣＭＣ等の
有機質のものや、硅酸カリウム。

珪酸ナトリウム等の無機質のものがある。また、そのよ
うな粘結剤の使用量としては、目的とする造粒物の結合
強度に応じて適宜に決定されることとなるが、一般にフ
ラックス原料混合物に対して、重量で０．５〜５．０％
程度の割合で用いられることとなる。更に、そのような
粘結剤水溶液とフラックス原料混合物とを混練せしめて
なる混練物中における水分率にあっても、得られる造粒
物の品質を損なわない範囲内で、粒子の強度が増大せし
められるように適宜に決定されることとなるが、一般に
強度を高めたい場合には、水分は少なくされる。

次いで、このようにして得られたフラックス原料混合物
と粘結剤水溶液との混練物は、適当な押出式造粒機、例
えばピストンや回転体等の加圧力（押出力）により細孔
から押し出して、造粒せしめる装置を用いて、押出造粒
せしめられるが、その際の加圧力（押出力）としては、
０．２〜１００ｋｇｆ／ｃＩＡの範囲に設定することが
好ましい。けだし、混練物に対する加圧力が余りにも低
いと、良好な形状の造粒物を得ることが困難となるから
である。また、圧力をかけ過ぎると、装置の、細孔を設
けた部材（パンチプレート）の変形を惹起する等の、装
置上の問題を生じる他、混練物中の水分のみが押し出さ
れる等の問題を惹起することとなるからである。

そして、かかる造粒装置を用いたフラックス原料混線物
の押出造粒において、かかる造粒装置のパンチプレート
等の細孔（ノズル）から線状乃至は棒状に押し出される
押出物は、適宜の長さにおいて折れ、粒状化することと
なる。尤も、そのような押出物に対して適当な粗砕操作
を施して、適当な大きさのものに調整することも可能で
あり、また本発明にあっては、そのようなウェットな状
態にある押出物に対して整粒操作が加えられることとな
る。この整粒操作は、良く知られているように、高速回
転せしめられているディスク上に押出物片を落下せしめ
て、それを回転処理することによって、実施される。

本発明は、かくの如（して得られたフラックス造粒物（
粉粒体）のうち、その平均最大粒子径（ｄ）、換言すれ
ば各フラックス造粒物の最大粒子径の平均値が、充填せ
しめられるべき鋼管の内径をＤとした場合において、下
式： ％式％ を満足するフラックス造粒物を用いて、これを、該鋼管
内に充填せしめるようにしたのである。なお、Ｄ／ｄが
３未満の場合にあっては、造粒物のサイズが余りにも大
きくなり過ぎ、そのために鋼管内に隙間が形成されて、
溶接作業に必要な所定量のフラックスが充填され得ない
問題を惹起したり、振動を加えつつ充填せしめた場合に
おいて、造粒物が叩かれる回数が多くなって、フラック
スが粉末化して、組成の不均一を惹起し易くなる等の問
題を惹起する。また、Ｄ／ｄが１０を超えるようになる
と、フラックス造粒物のサイズが小さくなり過ぎ、鋼管
内に充填せしめられるフランクス組成がばらついたり、
鋼管のある場所において密に充填される現象が惹起され
、その密に充填された位置において伸線時に断線等の問
題を惹起する不都合を生じ、目的とする溶接用ワイヤの
生産性を悪化せしめる等の問題を生じる。

なお、このような鋼管内径（Ｄ）に対する所定の平均粒
子径（ｄ）を有するフラックス造粒物は、前記の如くし
て得られた押出物ないしは整粒物を篩分は等の手段によ
って選別することにより、容易に取得することが可能で
ある。

また、かかる粒径のフラックス造粒物（粉粒体）には、
その造粒工程において用いられる粘結剤水溶液から必然
的に水分が持ち込まれることとなるところから、本発明
にあっては、かかる造粒物に対して、適当な加熱乾燥操
作が好適に施されることとなり、それによってその残留
水分量力月重量％以下となるように調整せしめられる。

このような残留水分量の低減によって、溶接作業性、中
でもアークの安定性を効果的に高め得て、アーク電圧の
変動、更にはアーク切れ等の問題を悉く解消せしめるこ
とができ、また溶接金属中の拡散性水素量が効果的に低
減され得て、溶接部品質の向上も効果的に達成されるの
である。

°　　そして、このようにして得られたフラックス造粒
物は、従来と同様にして、管状に形成されてなる所定の
鋼管に対して、その一端の開口部から供給され、そして
振動作用等によって管内を移動せしめられて、管内の全
長に亘って充填せしめられた後、目的とする細径の溶接
用ワイヤを得るべく伸線加工が施されることとなるので
ある。

なお、かかる外皮としての鋼管の表面には、必要に応じ
て、銅メッキ等によって所定の金属皮膜等が施されたり
して、目的とする溶接用フラックス入りワイヤに仕上げ
られることとなる。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明は、溶接用フラ
ンクス入すワイヤを製造するに際して、外皮を構成する
鋼管内に充填せしめられるフラックス造粒物の粒子径を
規制せしめることにより、かかるフラックス造粒物の鋼
管長手方向における充填率を安定化せしめ、またかかる
鋼管を伸線加工するに際して、その断線等の問題の発生
を抑制して、ワイヤの生産性を効果的に高め得たもので
あって、そこに本発明の大きな工業的意義が存するので
ある。

（実施例） 以下に本発明を更に具体的に明らかにするために、本発
明の実施例を示すが、本発明が、そのような実施例の記
載のもののみに限定して解釈されることを意図するもの
でないことは、言うまでもないところである。なお、実
施例中における百分率は、特に断わりのない限り重量基
準によるものである。

まず、下記組成のフラックス原料混合物を用いて、それ
に、粘結剤としてのアルギン酸ナトリウム１０％水溶液
を混練せしめ、フラックス原料混練物を調製した。

フラックス組成 ルチール（Ｔ　ｉ　Ｏ□）・・・５０（％）Ｆ　ｅ　−
Ｍｎ　　・　・　・　・　・　・　・　・　２５Ｆｅ−
３ｉ　　・　・　・　・　・　・　・　・　１０Ｆｅ−
Ａｆ　　・　・　・　・　・　・　・　・　１０長石・
・・・・・・・・・・・５ 次いで、この得られた各種のフラックス原料混練物をシ
リンダ型押出造粒機を用いて１０〜２０ｋｇｆ／ｃｆｆ
ｌの範囲内の押出圧力のもとに押出造粒を行なった。そ
して、その押出物に対して、整粒操作を加えることによ
って、下記第１表及び第２表に示される如き各種の平均
最大粒子径（ｄａｍ）を有するフラックス造粒物を得た
。

かくして得られた各種のフラックス造粒物（粉粒体）を
用いて、それを、下記第１〜２表に示される如き内径（
Ｄ：ｕ＋）を有する炭素鋼（ＳＰＣＣ）からなる電縫管
（外皮内）に、その一端の開口部から供給せしめ、振動
を与えつつ管長手方向の全体に亘って充填せしめた後、
ワイヤ径が１．２鶴φになるまで、線引きすることによ
り、目的とする各種のフラックス入りワイヤを製造した
。

そして、かかるワイヤの製造工程における伸線性並びに
得られたワイヤの長手方向におけるフラックス充填率の
均一性について調べ、その結果を下記第１表及び第２表
に示した。

かかる第１表及び第２表の結果から明らかなように、本
発明に従って、Ｄ／ｄが３乃至１０の範囲内にあるフラ
ックス造粒物を用いて、鋼管内に充填せしめた場合にお
いては、フラックス充填率の均一性（安定性）並びに伸
線性において優れた結果が得られた。

また、かかる本発明に従うフラックス入りワイヤを用い
てアーク溶接を行なった結果、何れも優れた溶接品質を
得ることができた。なお、鋼管内への充填に先立って、
フラックスの水分量が１重量％以下に低減せしめられた
ものにあっては、溶接作業性ミ特にアークの安定性が効
果的に高められ得ることが認められた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 所定の鋼管内に溶接用フラックスを充填せしめた後、か
   かる鋼管を伸線して、目的とする外径の溶接用フラック
   ス入りワイヤを製造するにあたり、前記溶接用フラック
   スとして、次式： ３≦Ｄ／ｄ≦１０ （但し、Ｄ：鋼管内径、 ｄ：充填フラックス造粒物の平均最大粒子径） を満足するフラックス造粒物を用いて、前記鋼管内に充
   填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。