JPS62134199A - 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、溶接用フラックス入りワイヤの製造方法に係
り１、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、ワイヤ長手方向におけるフラックスの充填率を
均一化乃至は安定化せしめ、また伸線性良く、品質の良
好なワイヤを有利に製造することが出来る方法に関する
ものである。

（従来技術・解決課題） 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
た溶接用フランクス入りワイヤ（溶接用複合ワイヤ）、
即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すワイヤが、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金属帯（フープ
）をその長手方向に連続的に走行せしめつつロール成形
して、Ｕ字形状等の開口した溝形状に成形せしめ、そし
て内部に所定のフラックスを供給して充填せしめた後、
更に成形操作を行なって、該金属帯の幅方向の両端部を
突き合わせて管状体となし、これに所定の溶接操作が施
されることによって、その突合せ部を一体的に接合せし
めてフラックス充填溶接管を連続的に形成せしめ、更に
その後かかるフラックス充填溶接管を伸線して、目的と
する外径の溶接用フランクス入りワイヤと為すことによ
って、製造している。

また、ここで用いられる溶接用フラックスとしては、よ
く知られているように、チタニア系、ライム系或いはラ
イムチタニア系のものがあり、それらは何れも粉粒体の
形態において成形された金属帯内部に充填せしめられる
ようになっている。

なお、このフラックスの原料としては、主とじて脱酸或
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、アーク安定
剤として用いられるフッ化物等があり、それら原料が混
合されてフラックスが調製され、それが成形された金属
帯内に供給せしめられることとなるのである。

ところで、このような溶接用フラックス入りワイヤにあ
っては、しばしば、その伸線工程において断線が惹起さ
れて、生産能率が著しく低下する場合があり、またワイ
ヤ長手方向においてフラックスが充填されていない箇所
が生じて、それを用いた溶接操作において溶接部の溶接
不良が惹起される等の問題を内在していることが、認め
られている。

しかして、本発明者等の検討したところによると、かか
る問題は、所定のフラックスを充填して溶接せしめた後
、得られたフラックス充填溶接管を伸線するまでの過程
において、一つの大きな原因があることが明らかとなっ
たのである。即ち、従来の製造手法にあっては、管状体
の接合により連続的に形成されるフラックス充填溶接管
は、その溶接接合を行なうラインからラインオフされ、
別の異なるラインにおいて目的とする外径まで伸線加工
されるようになっているところから、かがる接合工程か
ら伸線工程へのフラックス充填溶接管の移動の過程にお
いて、振動や衝撃等を受けて、その内部に充填されたフ
ラックスが管長手方向において片寄る現象が惹起される
のである。そして、このフラックスの片寄りは、管内に
フラックスが一杯に詰められていても、それが真密度を
与える程には充填せしめられていないところから、その
運搬中の振動等によって容易に惹起されることとなるの
である。

そして、このフラックスの片寄りが管長手方向に発生し
たフラックス充填溶接管を、伸線工程において所望の外
径まで伸線すると、フラックスの存在しない管部分はそ
のままフラックスの存在しないワイヤ部分を与え、得ら
れるワイヤの長手方向においてフラックスの存在する部
分と存在しない部分とを発生せしめ、これが溶接部の溶
接不良の発生の原因となっているのであり、またそのよ
うなフラックスの存在する部分と存在しない部分との境
目部分においては、応力の集中等が惹起され易いところ
から、伸線時において、断線等が惹起され易くなるので
ある。

（発明の構成） 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、その目的とするところは、ワイヤ長
手方向におけるフラックスの充填率を安定化せしめ且つ
均一化すると共に、溶接不良等の問題を惹起することの
ない、品質の良好な溶接用フラックス入りワイヤを、生
産性良く製造し得る方法を提供することにある。

そして、かかる目的を達成するために、本発明にあって
は、金属帯を走行せしめつつ開口した溝形状に連続的に
成形して、その内部に溶接用フラックスを充填し、続い
て該金属帯の幅方向の両端部を突き合わせて管状体と為
し、その突合せ部を一体的に溶接接合せしめてフラック
ス充填接合管を連続的に形成した後、かかるフラックス
充填溶接管を伸線して、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あたり、前記フラックス充
填溶接管の形成の後、そのままラインオフすることなく
、かかるフラックス充填溶接管を、次式； 但し、　Ｗ：フラックス充填率（重量％）Ｄ：管状体接
合時の管外径（ｎ） ｔ：管状体接合時の管厚（龍） ρ、４　：金属帯の密度（ｇ／ｃｍ’）ρ、：充填され
たフラックスの嵩密度 （ｇ／Ｃ，’） にて示される寸法：　ｄｏ　（ｍｍ）以下のワイヤ外径
となるように連続的に伸線せしめ、更にその後必要に応
じて、かかる伸線工程とは別個の工程にて、前記目的と
する外径のワイヤまで追加伸線するようにしたのである
。なお、ここで、フラックス充填率とは、フラックス充
填溶接管の全重量に対する充填フラックス重量の百分率
（＝（充填フラックス量１ｔ）Ｘ１００／（フラックス
充填溶接管重Ｗ）〕である。

（構成の具体的な説明） ところで、かかる本発明手法に用いられる金属帯として
は、従来か・ら溶接用フラックス入りワイヤの外皮材料
として用いられているストリップの全てが対象とされる
ものであるが、一般に、炭素鋼や低合金鋼等の材料が好
適に用いられることとなる。また、この金属帯の板幅や
板厚（１）は、目的とする溶接用フラックス入りワイヤ
に従って適宜に決定されることとなる。そして、この所
定厚さの連続した金属帯は、よく知られているように、
ロール成形手法等によって、その長手方向に走行せしめ
られつつＵ字形状の如き溝形状に連続的に成形された後
、その内部に所定のフラックス（粉粒体）が連続的に供
給せしめられて、充填せしめられることとなるのである
。

次いで、かかるフラックスが充填せしめられた溝形状の
金属帯には、ロール成形等の所定の成形操作が施されて
、かかる金属帯の幅方向の両端部が突き合わされ、以て
所定外径（Ｄ）及び管厚（ｔ）を存する管状体くオーブ
ンパイプ）が形成される。そして、このような管状体が
、その突合せ部において適当な溶接手法、例えば高周波
溶接、低周波溶接、レーザー溶接、バットシーム溶接、
ＴＩＧ溶接等の手法によって、一体的に溶接・接合せし
められて、フラックス充填溶接管が連続的に形成される
こととなる。

なお、このようなフラックス充填溶接管を製造するに際
しては、フラックス充填率くｗ：重量％）が１０〜３０
重量％の範囲内となるように、フラックスを充填せしめ
ることが望ましいゆけだし、フラックス量が余りにも少
な過ぎると、形成される溶接部（ビード部）の全面をス
ラグにて有効に被覆し得なくなるからであり、また脱酸
が不足する等の問題を惹起するからである。一方、フラ
ックスの充填量が余りにも多過ぎると、溶接時において
ワイヤ中のフラックスが？容げきれずに溶接部に残存し
、所謂スラグ巻込み等の溶接部欠陥を惹起し易いからで
ある。

また、造管を容易に行ない、以て生産能率を上げると共
に、有効な溶接・接合操作を行なう上において、前記の
管状体接合時の管外径（Ｄ）及び管厚＜１＞は、前者が
２．０額以上であり且つ後者が０．１　ｔｍ以上である
ことが望ましく、そのような管状体を与え得る金属帯が
好適に用いられることとなる。

更にまた、本発明にあっては、そのような管外径（Ｄ）
及び管厚（１）が、次式； ％式％ を満足する状態下において、かかる管状体の突合せ部が
溶着せしめられるようにすることが望ましい。けだし、
ｔ／Ｄの値が０．０５よりも小なる管状体の溶接・接合
にあっては、形成されるフラックス充填溶接管において
管内のフラックスと管との間に隙間が生じて、フラック
スの片寄り等の問題が惹起され易くなることの他、その
ような管内の隙間を消失させて伸線するためには、複雑
な後工程が必要となって、能率的でなくなり、しかも管
厚が薄くなって、伸線操作が困難となる問題が惹起され
るからであり、またｔ／Ｄの値が０．２５よりも大きく
なると、管状体そのものの成形性が低下し、またその突
合せ部の溶接を効果的に行なうことが困難となるからで
ある。

そして、このようにして溶接・接合して、連続的に形成
されたフラックス充填溶接管は、従来とは異なり、その
ままラインオフされることなく、伸線工程に導かれて（
走行せしめられて）、本発明に従って、次式； 但し、Ｗ、Ｄ、ｔ　：上記規定の通り、ρ、：金属帯の
密度（ｇ　／　ｃｍ３）、ρ、：充填されたフラックス
の嵩密度 （ｇ／ｃ、、’） にて示される寸法：　ａｏ　（ｔｍ）以下のワイヤ外径
となるように、連続的に伸線せしめられることとなるの
である。

このような本発明に従う溶接管形成直後の伸線操作によ
って１、所定のワイヤ外径（ｄｏ＋ｕ）以下のワイヤと
為すことにより、かかるワイヤ内において、フラックス
は充分な嵩密度で充填せしめられた形態となるのであり
、それ故に、そのような状態でラインオフされて、他の
場所に輸送されるに際して振動や衝撃等が加えられたと
ころで、ワイヤ内のフラックスが片寄ることもなく、ワ
イヤ長手方向におけるフラックス充填率が変化させられ
るようなこともないのである。従って、このようなワイ
ヤに対して、その後更に伸線加工を施しても、それが断
線するようなこともなく、また得られるフラックス入す
ワイヤにあっても、そのワイヤ長手方向におけるフラッ
クスの充填率は効果的に安定化せしめられ得て、その均
一性が確保され、以てそれを溶接用ワイヤとして用いた
場合において、溶接部に溶接不良等の問題が惹起される
こともないのである。

なお、本発明にあっては、上記の如きフラックス充填溶
接管の形成後直ちに行なう伸線操作によって、そのまま
目的とする最終外径の溶接用フラックス入りワイヤとす
ることが出来、これによって一工程の伸線工程にて、目
的とする製品ワイヤを製造することが出来る利点がある
が、上記の如くフラックス充填溶接管がｄｏ以下のワイ
ヤ外径となるように伸線された後であれば、それをライ
ンオフして、更に別の場所にて１若しくは複数回の追加
伸線操作を施すことにより、目的とする外径のワイヤと
することも可能である。特に、このような複数回の伸線
操作は、フラ７・クス充填ン容接管に対して溶接用フラ
ックス入りワ、イヤのワ・イヤ径が著しく小さな場合に
おいて、設備的に有利となる場合がある。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明は、連続的に形
成されるフラックス充填溶接管を、そのままラインオフ
することなく、前記式にて規定される寸法：ｄｏ１１以
下のワイヤ外径となるように連続的に伸線せしめ、更に
その後必要に応じて、かかる伸線工程とは別個の工程に
て、目的とする外径のワイヤまで伸線するようにしたも
のであり、これにより、フラックス充填溶接管内におけ
るフラックスの片寄りの問題を解消して、伸線工程にお
ける断線を無くし、以てその生産効率を向上せしめると
共に、得られた溶接用フラックス入りワイヤのワイヤ長
手方向におけるフラックス充填率を安定化せしめ且つ均
一となし、以て溶接部に溶接不良等の問題を惹起させな
い、高品質な溶接用フラックス入りワイヤを工業的に有
利に製造し得ることとなったのであり、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に記
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。

そして、本発明は、先に述べた本発明の具体的な態様並
びに以下の実施例の他にも、本発明の趣旨を逸脱しない
限りにおいて、当業者の知識に基づいて種々なる修正、
変更、改良等を加えた形態において実施され得るもので
あり、そのような実施形態のものが何れも本発明の範昭
に属するものであることが理解されるべきである。

先ず、所定の金属帯（軟鋼フープ：５ＰＨＣ及び５ＰＣ
Ｃ）を用いて、それを長手方向に走行せしめつつ、常法
に従って、連続的にＵ字形形状にロール成形せしめた後
、そのＵ字の溝内にルチール系溶接用フラックス（ルチ
ール：５０ｆｆｉｆｆｉ％、ジルコン：１０重量％、長
石：５重量％、Ｆｅ−Ｍｎ：２５重量％、Ｆｅ−３ｉ：
１０重量％）を充填せしめ、次いでロール成形手法によ
って、第１表及び第２表に示される如き値を与える造管
外径（Ｄ）、造管管厚（１）及びｔ／Ｄを有する各種の
管状体を連続的に形成せしめ、更にその後通常の高周波
溶接手法にて、かかる管状体の突合わせ部を高周波溶接
せしめて、フラックス充填溶接管を連続的に製造した。

そして、引き続いて、かかるフラックス充填溶接管を、
そのままラインオフすることなく、第１表及び第２表に
示される計算された寸法：ｄ０以下となるような伸線径
：ｄ（ワイヤ外径）を与えるまで、連続的に伸線せしめ
た。そして、この伸線工程により得られるワイヤを５０
０　ｋｇコイルに巻き取り、ラインオフした後、別工程
にて最終ワイヤ外径：１．２ｍｍφまで伸線加工を施し
、それぞれの伸線工程での断線回数並びにその溶接作業
性を調査して、その結果を下記第１表及び第２表に併せ
示した。なお、本発明例であるＮ１１ｌｌ、１２゜Ｉ５
及び１６については、最初（１回）の伸線加工にて、目
的とする最終外径の溶接ワイヤまで伸線加工を行なった
。

溶接条件 溶接電流・・・・・・・・３００Ａ アーク電圧・・・・・・・３２Ｖ 溶接速度・・・・・・・・４０ｃｍ／ｍｉｎンールドガ
ス（Ｃｏ２）・・２０β／　ｍ　ｉ　ｎなお、第１表及
び第２表における総合評価の記号は、それぞれ次の意味
を有するものである。

Ｏ・・・・・・・・良 △・・・・・・・・可 ×・・・・・・・・不可 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、計算値：ｄ０以下の伸線径（ワイヤ外径）：ｄ
となるようにフラ・ノクス充填溶接管が形成された後、
ラインオフされることなく、直ちに伸線加工が施された
場合にあっては、伸線工程における断線が効果的に防止
乃至は抑制されると共に、溶接不良の発生回数も著しく
低減せしめられ得るのである。

これに対して、魚１の比較例に見られる如く、フラック
ス充填溶接管を形成した後、それをラインオフし、別工
程にて伸線加工した場合にあっては、断線の発生回数が
著しく、そのために生産能率が低下すると共に、溶接不
良の発生も著しく、溶接ワイヤとしての品質が充分でな
いことが認められるのである。また、フラックス充填溶
接管を、その形成後に直ちに伸線加工した場合にあって
も、その伸線径（ｄ）が計ｇ値（ｄｏ）よりも大きい患
２の比較例にあっては１、未だ溶接不良回数が多（、溶
接ワイヤとして充分な品質のものでないことが認められ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）金属帯を走行せしめつつ開口した溝形状に連続的
   に成形して、その内部に溶接用フラックスを充填し、続
   いて該金属帯の幅方向の両端部を突き合わせて管状体と
   為し、その突合せ部を一体的に溶接接合せしめてフラッ
   クス充填溶接管を連続的に形成した後、かかるフラック
   ス充填溶接管を伸線して、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、 前記フラックス充填溶接管の形成の後、そのままライン
   オフすることなく、該フラックス充填溶接管を、次式； ｄ＿０＝｛Ｗ〔Ｄ・ρ＿Ｍ−ｔ（ρ＿Ｍ＋ρ＿ｆ）〕＋
   １００・ρ＿ｆ・ｔ｝／（１００−Ｗ）・ρ＿ｆ但し、
   Ｗ：フラックス充填率（重量％） Ｄ：管状体接合時の管外径（ｍｍ） ｔ：管状体接合時の管厚（ｍｍ） ｐ＿Ｍ：金属帯の密度（ｇ／ｃｍ＾３） ρ＿ｆ：充填されたフラックスの嵩密度 （ｇ／ｃｍ＾３） にて示される寸法：ｄ＿０（ｍｍ）以下のワイヤ外径と
   なるように連続的に伸線せしめ、更にその後必要に応じ
   て、かかる伸線工程とは別個の工程にて、前記目的とす
   る外径のワイヤまで追加伸線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。 （２）前記フラックス充填率：Ｗが、１０〜３０重量％
   の範囲内である特許請求の範囲第１項記載の製造方法。 （３）前記管状体接合時の管外径：Ｄが２．０ｍｍ以上
   であり、且つ管厚：ｔが０．１ｍｍ以上である特許請求
   の範囲第１項又は第２項記載の製造方法。 （４）前記管状体接合時の管外径：Ｄ及び管厚：ｔが、
   次式； ０．０５≦ｔ／Ｄ≦０．２５ を満足する状態下において、該管状体の突合せ部が溶着
   せしめられる特許請求の範囲第１項乃至第３項の何れか
   に記載の製造方法。