JPS6321599B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は被覆管が電縫管である自動および半自
動溶接用フラツクス入りワイヤ（シームド・ワイ
ヤ）の製造方法に関するものである。

現在、溶接用フラツクス入りワイヤは鋼帯をあ
る断面形状に成形したものに脱酸性元素、スラグ
形成剤等から成る粉粒状フラツクスを充填して複
合したものである。この溶接用ワイヤは軟鋼から
低合金および高合金鋼の溶接まで広い用途に用い
られている。

従来のフラツクス入りワイヤの製造方法は薄鋼
板の帯をＵ形に成形した後、所定の成分調整を行
つた粉粒状の溶接用フラツクスを一様に充填し、
所定の断面形状に成形した後伸線加工するもので
ある。

この方法で製造されたワイヤは種々の欠点を有
している。すなわち、フラツクス入りワイヤの製
造時あるいは製品とした場合、その合わせ目が開
口し易く、ワイヤ製造に支障を来たすうえ、この
ワイヤ使用の溶接時に以下に述べるような好まし
くないことが生じていた。

(1) 開口部よりワイヤ外面の水分又は製造工程中
に使用される潤滑剤などの有機物質がフラツク
ス中に侵入し、これを使用して溶接した場合、
溶接金属中の拡散性水素を増加させたり、ワイ
ヤ内面の金属帯表面の酸化を促進させて溶接金
属中の酸素を増加させ、溶着金属の機械的性能
を劣化させている。

(2) 開口部よりフラツクスがワイヤ外部に洩出
し、溶接機のワイヤ供給装置の一部である送給
ローラの摩耗の原因となる。

(3) ワイヤ断面形状は本来真円を理想としている
が、開口により断面形状が変形しワイヤ送給性
に悪影響を与えている。

又、溶接用ソリツドワイヤにおいては、ワイヤ
表面の防錆および溶接時の導電性向上を目的にワ
イヤ表面に銅めつきを施こすことが行なわれる
が、上記の溶接用フラツクス入りワイヤにはこの
めつき処理を適用できない。その理由は銅めつき
処理が被めつき物（ワイヤ）をめつき浴に浸漬し
てめつきを施こす湿式法であるため、合せ目から
めつき液がワイヤ内部に浸入する不都合を呈する
からである。この欠点を解消する方法としてフラ
ツクスの充填と並行して被覆管の合せ目を溶接し
て接合することが提案されている。例えば特開昭
54−109040号公報には鋼帯を開口した溝に形成
し、該溝にフラツクス粉体を次の造管溶接時にお
ける管内に充分に満たない範囲で落下供給した
後、溝の縁を一緒に閉じて長手方向連結部を溶接
して密封した管を連続的に造管形成し、そしてフ
ラツクス粉体を管内部に堅固に詰め込むように管
の寸法を減少することにより製造する方法が示さ
れている。この方法において、フラツクスが造管
溶接の際に管の全体でなくその一部のみを占める
ように構成しているのは、溶接位置とフラツクス
位置とが近すぎると相互に悪影響を及ぼし合うの
で溶接による熱が過剰にフラツクスに達しないよ
うにするためである。すなわち鋼帯の溝の縁を溶
接する場合、溶接により発生した熱がフラツクス
の成分を変え、あるいは不適切なものにしてしま
う危険があり、又、フラツクスが溶接により存在
する磁場によつて渦を巻き、溝の縁の接触表面に
付着して、溶接を弱めることがある、という理由
によるが、この問題点は上記製造方法によつても
十分解決されているとは認められず、溶接部とフ
ラツクスは相互に悪影響を及ぼし合うことを余儀
なくされていた。又上記製造方法によるとフラツ
クスの供給量が制限されるので必然的に製品のフ
ラツクス充填率が低く制限されることになり、こ
れも不利な点である。さらに溶接後の管寸法減少
工程においてフラツクスを管全体に満たし、管内
の空気を除去し、フラツクスの管長手方向の移動
を防ぐためフラツクスを堅固に詰め込むが、この
ときフラツクス充填率のバラツキが生じやすいと
いう問題がある。

本発明は以上従来の問題点をことごとく解消す
ること、すなわち製造時あるいは製品においてワ
イヤの合せ目が開口しない、銅めつき等のめつき
処理を施こすことのできる溶接用フラツクス入り
ワイヤの製造方法を提供することを目的の１つと
し、更に電縫管の溶接造管時において溶接部とフ
ラツクス粉末が相互に悪影響を及ぼし合うことな
くフラツクス粉末の変質をきたさないで製造する
ことができ、しかも広範囲の充填率設計が可能で
生産能率良効な製造方法を提供することを重要な
目的とする。

この目的を達成する本発明の要旨は、鋼帯を円
筒形に形成し、該鋼帯の両側縁を溶接して電縫管
を形成しながら該電縫管内にフラツクス粉末を供
給充填して得るフラツクス入り電縫管を所望の径
に伸線して溶接用フラツクス入りワイヤを製造す
る方法において、前記溶接位置におけるフラツク
スの粉末の量は電縫管内を満たすものでないこ
と、および該溶接位置におけるフラツクス粉末の
電縫管内への進入速度が電縫管の移動速度を超え
るようにフラツクス粉末を充填してフラツクス入
りの電縫管を得ることにある。

以下本発明の内容を詳細に説明する。第１図は
本発明に関する製造工程の具体例を示す流れ図で
ある。

鋼帯供給イにおいてボビン等に巻かれた鋼帯を
引き出し形成ロへと送る。該形成工程において鋼
帯はフアーミングロールにより溝形から円筒形へ
と屈曲形成され、次の造管ハへと送られスクイズ
ロールにて加圧されながら例えばパルスTIG高周
波溶接で溶接されて電縫管に形成される。

フラツクスの充填はこの造管ハと並行して行な
われるが、この状態を電縫管をその長手方向に切
欠いて示した第２図により説明する。

鋼帯１を所定の速度Ｖにて移送しフオーミング
ロール４で鋼帯長手方向と直角な方向に屈曲させ
ることにより溝形から円筒形に形成して鋼帯両側
縁を対向させ、その相対向した両側縁をパルス
TIG高周波溶接し、スクイズロール５により加圧
して電縫管２を形成し冷却装置６内を通して冷却
する。９は溶接点、１０は溶接接合部を示す。な
お図示しないが溶接接合部の管外面ビードはバイ
トにより除去される。フラツクス粉末７は図示し
ないホツパーに接続した供給管３により送られ、
鋼帯の溝部へと供給落下する。このフラツクスの
供給量は溶接位置において電縫管内を満たすもの
でなく、進入するフラツクスと溶接位置とが所定
の間隔を保つような量である。図示する如く鋼帯
から電縫管２に至るまでの工程全体をフラツクス
粉末７の安息角（30〜50゜）以上の傾斜角θで傾
斜させているので、供給管３から落下したフラツ
クス７は、鋼帯の溝部上に達した後鋼帯上を滑べ
り、鋼帯１の移動速度Ｖよりも速い速度ｖで移動
して電縫管２内へと進入する。従つて電縫管の溶
接位置において、該溶接の速度すなわち電縫管の
移動速度Ｖより速い速度ｖで管内の一部のみを占
め、溶接点９と所定の距離をもつたフラツクス粉
末が通過することとなり、これによつて、フラツ
クスは溶接点により変質をきたす程の影響を受け
ることがなく、かつフラツクスが、円筒に形成さ
れた鋼帯の相対向する両側縁に付着する現象を呈
すことがない。したがつてきわめて良好に溶接を
行ない得ることになる。

電縫管２内に進入して該管内部を満たしたフラ
ツクス７′の上面８は溶接とフラツクスの相互の
悪影響を防ぐため所定の間隔、少なくとも管内径
程度の間隔を溶接点９との間に保つ必要があり、
そのように溶接速度、管径および管の傾斜角θに
合せて供給管３からのフラツクス供給量を設定す
る。本発明においては充填と同時にフラツクスが
電縫管内に満たされるので広範囲に充填率の設計
ができる。

次に再び第１図を参照すると、フラツクスを管
内に満たした電縫管は、フラツクスを圧縮し堅固
に管内に充填するための伸線ホを施されて管の肉
厚がほぼ同一のまま若干その径が縮小される。そ
して伸線ホで管径が中間径に縮小され、焼鈍ヘで
溶接に悪影響を及ぼす被覆管内部の水素源除去を
兼ねた応力除去のための中間焼鈍が施され、伸線
トで更に管径が縮小される。

次にめつき処理チにられ、管表面に銅めつきが
なされ、しかる後スキンパス伸線リで管径は最終
径まで縮小される。そして巻取・製品ヌにて、整
列巻、あや巻あるいはペイルパツク内に充填さ
れ、製品としての溶接用フラツクス入りワイヤと
なる。上記めつき処理チで管に、その表面の防錆
および溶接時における導電性向上を目的として銅
めつきを施すが、この点は溶接用ソリツドワイヤ
と同様であり、従来の合せ目を有するワイヤでは
めつき処理を行なえないことは前述のとおりであ
る。又めつき処理は銅めつきに限らず他のMn，
Zn，Ti，Al，Ni，Cr，Snの単味の金属めつき、
Sn＋Cu合金めつき、Ni＋Crの二重めつき等々を
溶接金属の性質を損なわない範囲で施こしてもよ
いことは言うまでもない。

なお、上記においては電縫管溶接にパルスTIG
高周波溶接を採用したが、これに限ることなく状
況に応じて適宜他の電縫管溶接法により行なうも
のとする。

次にフラツクスの充填・電縫管造管工程の他の
具体例を第３図とその詳細を示す第４図により説
明する。

ボビン１１に巻装されている鋼帯１は、ボビン
から引出されローラ１９でその進行方向を水平方
向から垂直方向に変えられ、以後形成４′，４″、
造管５、フラツクス充填、充填フラツクスを圧縮
するための伸線と処理され、その後水平に進行方
向を変えられて所定径のフラツクス入りの電縫管
としてボビン２６に巻装される。ボビン２６に巻
装されたフラツクス入りの電縫管は、前記具体例
と同様に伸線、焼鈍、伸線、めつき処理、スキン
パス伸線等の各工程を経て、巻取・製品工程に至
り溶接用フラツクス入りワイヤとなる。

フラツクス供給機構１８による電縫管内へのフ
ラツクス充填の様子を第４図により説明する。鋼
帯１はボビンから引出されその進行方向を垂直に
して送られ、フオーミングロール４′により鋼帯
の長手方向と直角な方向に屈曲された溝形にな
り、更にフオーミングロール４″で円筒形に形成
され、鋼帯の両側縁が対向した状態となり、該両
側縁が溶接電極１９によつて電縫管溶接されスク
イズロール５で加圧されて電縫管２０となる。６
は水冷式の冷却装置である。フラツクスの供給、
充填は大容量のタンク１３から送られてくるフラ
ツクス粉末を受ける小容量のフラツクスホツパー
１４に接続され、供給量調整機１７を備えたフラ
ツクス供給管１５により行なわれ、電縫管２０内
へとフラツクスが供給される。供給管１５は途中
で垂直に屈曲し、電縫管内面に沿つて配置され、
そのフラツクスの出口２１が電縫管の溶接位置よ
りも下方に位置するように構成している。フラツ
クス供給管１５はフラツクスの高速供給と相まつ
て溶接熱からフラツクスを保護し、磁場によるフ
ラツクス粉末の溶接部への付着を防止する。また
進入するフラツクスの集中性を向上させる。その
材質は、耐熱性、熱伝導率および非磁性の点を考
慮して石英かセラミツクとする。フラツクス粉末
が供給管１５内を垂直に落下し電縫管内に進入す
る際の速度ｖは、溶接速度すなわち電縫管の移動
速度Ｖよりも大であり、このような速度をもつて
溶接位置を通過し、溶接熱による悪影響を受ける
ことなく、供給管の出口２１から排出されたフラ
ツクスは、電縫管を伸線に供する前に電縫管２０
の内部を満たす。電縫管２０内部に供給、充填さ
れたフラツクス７′の上面２２は溶接とフラツク
スの相互の悪影響をなくすため、少なくとも電縫
管の内径程度、好ましくは第４図の如く内径の数
倍の間隔を溶接点１９との間に保つことが望まし
い。フラツクス７′の上面２２の位置は該位置を
超音波等によるフラツクス上面検知装置１６によ
り検知し、これをフラツクス供給量調整機１７に
フイードバツクして常に一定となるようにする。
そしてフラツクスを充填した電縫管はフラツクス
を圧縮し堅固に充填するため、ローラダイス１２
により管径を若干縮小されボビンに巻取られる。

上記具体例では垂直に移動する電縫管内にフラ
ツクス供給管を垂直に挿入し、フラツクスを電縫
管内に充填したが、これに限ることなく、フラツ
クス供給管および電縫管をその傾斜角度が少なく
ともフラツクスの安息角以上の角度となるように
傾斜させてもよく、上記効果と同様の効果を得ら
れる。

以上の如く本発明はによればフラツクス充填の
際に溶接の熱によりフラツクス粉末が悪影響を及
ぼされることはなくかつ溶接部もフラツクス粉末
付着による悪影響を受けることがないので、これ
により品質の良好な製品を得ることができるとと
もに、生産能率良好なる製造を行なうことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に関する製造工程の具体例を示
す流れ図、第２図は本発明の具体例でありフラツ
クス充填・造管工程を示す縦断面図、第３図は他
の具体例を示す側面図、第４図は第３図のフラツ
クス充填・造管工程の詳細を示す正面図である。 １：鋼帯、２，２０：電縫管、４，４′，４″：
フオーミングロール、５：スクイズロール、７：
フラツクス粉末、７′：電縫管内に満たされたフ
ラツクス、１５：フラツクス供給管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鋼帯を円筒形に形成し、該鋼帯の両側縁を溶
   接して電縫管を形成しながら該電縫管内にフラツ
   クス粉末を供給充填してフラツクス入り電縫管を
   形成し、フラツクス入り電縫管を所望の径に伸線
   して溶接用フラツクス入りワイヤを製造するにお
   いて、前記フラツクス粉末の供給は該溶接位置に
   おいて電縫管内を満たさないものとし、しかも溶
   接位置におけるフラツクス粉末の移動速度を電縫
   管の移動速度よりも速くすることを特徴とする溶
   接用フラツクス入りワイヤの製造方法。 ２ 少なくとも溶接位置前後の鋼帯部および電縫
   管部を流下フラツクス粉末の安息角以上に傾斜さ
   せて、円筒形となる前の溝形又は弧状の鋼帯部に
   フラツクス粉末を落下供給する前記特許請求の範
   囲第１項記載の溶接用フラツクス入りワイヤの製
   造方法。 ３ 流下フラツクス粉末の安息角以上に傾斜させ
   てフラツクス供給管を造管中の電縫管内に挿入し
   該フラツクス供給管を通してフラツクス粉末を電
   縫管内に供給充填する前記特許請求の範囲第１項
   記載の溶接用フラツクス入りワイヤの製造方法。