JPS63242487A - ガスシ−ルド溶接用鋼ワイヤ - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、銅メッキを施したガスシールド溶接用鋼ワイ
ヤに関するものである。

［従来の技術］ ガスシールド溶接用鋼ワイヤには、ワイヤ全重量に対し
て約０．２％はどの銅メッキを施したものと、全く銅メ
ッキを施していないものの２種類があり、それぞれ以下
に示すような特徴を有している。

ｌ）銅メッキなしワイヤ 銅メッキなしワイヤは、ワイヤに銅メッキを施す工程を
なくし、ワイヤ製造工程の簡略化をはかり、ひいては製
造コストの低減を図る目的で製造されたものであり、例
えば特開昭６１−１２６９９５、特開昭５３−３９３９
、特開昭５１−１８２３９号公報などの提案がなされて
いる。

しかしながら、上記ワイヤにおいては、以下に示すよう
な問題点がある。

■銅合金製の通電チップから溶接ワイヤへの給電性が劣
り、当該通電チップとワイヤ間でスパークを生ずること
から通電チップの°摩耗損傷が著しく早い。

■長期保管時あ耐錆性が銅メッキワイヤに比較して劣る
。

■メッキが施されていない鋼線材の湿式伸線による伸線
加工性が極端に悪い。

以上の問題点を解決するために、メッキなしワイヤでチ
ップの摩耗を減少させようとする試みとして例えば特開
昭５７−７０１００号に提案されているように、ワイヤ
表面に導電性の物質を付着させることがなされている。

しかし、前記問題点の全ての解決には至でいない、した
がって、メッキなしワイヤは、多量に製造及び使用はさ
れていない。

メッキなしワイヤの間瑚点を解決するためには、銅メッ
キを施すことは有効であり、現在銅メッキワイヤが多量
に使用されている。

２）銅メッキワイヤ 一方銅メッキワイヤは、上記メッキなしワイヤの有して
いる欠点はなく、保管時の封鎖性１通電チップから溶接
ワイヤの通電性が良好である。前述したように、通常ワ
イヤ全重量に対し０．２％程度の銅メッキが施されるが
、銅メッキワイヤは一般に以下に示すような工程で製造
される。すなわち、通常５．５φの圧延線材を使用し、
メカニカルディスケーラにより圧延時に発生する線材表
面のミルスケールをおおまかに脱スケールする。

さらに、脱スケールした線材を、乾式潤滑剤を用いて２
．５φ前後の中間径に伸線加工する。

（−次仲線工程） 次に、焼鈍を必要とする線材は、焼鈍工程と酸洗工程を
経るが、線材の化学成分によっては焼鈍、酸洗を必要と
しないものもある。

上記の工程の後、表面の活性化と１表面に微量残留して
いるスケールの完全除去のための酸液処理を経て、シア
ン化銅メッキあるいは硫酸銅メッキなどの銅メッキ工程
、水洗工程、乾燥工程に入る。

乾燥工程の後、線材は、即座に湿式潤滑剤を用いて伸線
加工され、この湿式１程の最終ダイスでは刈滑油を用い
て最終製品径に仕上げられる。

（二次伸線工程） 湿式伸線はワイヤ表面に潤滑剤の付着がなく且つきれい
な光沢仕上面を得るために採用されている。

従来、銅メッキ量は、上記湿式伸線工程の伸線加工性に
大きな影響を及ぼし、良好な加工性を得るためにはワイ
ヤ全重量に対し約０．２％が必要とされていた。

以上の工程により銅メッキワイヤは製造される。しかし
ながら、銅メッキワイヤは以下に示すような問題点があ
る。

■銅素地と銅メッキの密若性が悪いために、ワイヤ送給
時に銅製のコンジットケーブル内をワイヤが通過する際
、軟かい銅メッキ部分がこすり取られ、また複雑に曲げ
て使用されるコンジットケーブル内でワイヤ自身も曲げ
られるために、メッキ部分が剥離脱落し、銅メッキくず
がワイヤ通路内あるいは通電・チップ部分に詰り、ワイ
ヤ送給を阻害するという問題がある。

■また、例えばワイヤ全重量に対し約０．２％といった
厚い銅メッキを施すためコスト増となるという問題点が
ある。

［発明が解決しようとする闇題点］ 本発明は、こうした事情に右目してなされたものであっ
て、その目的はメッキなしワイヤと銅メッキワイヤの長
所を同時にかねそなえた、溶接通電チップからワイヤへ
の給電性が良好で、かつワイヤ送給中に銅メッキの剥離
などによる送給不良が発生しない溶接用銅メッキワイヤ
を提供しようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成し得た本発明のガスシールド溶接用銅ワ
イヤは、ワイヤ表面に銅メッキを施してなるガスシール
ド溶接用鋼ワイヤにおいて、ワイヤ表面の銅メッキ量が
、ワイヤ全重量に対し０．０３〜０．０７％であるとこ
ろに要旨を有するものである。

［作用］ 本発明者らは、銅メッキワイヤについてその問題点を解
決すべく、ガスシールド溶接用鋼ワイヤに対する銅メッ
キ量の影響を乾式伸線、湿式伸線、油引き伸線について
詳細に調査した。

第１図に示すように、伸線加工性は、メッキ量が多い場
合において各伸線加工性は良好であるが、乾式伸線を採
用した場合、油式伸線、湿式伸線に比較して、銅メッキ
量の影響以上に伸線加工性が良い、又、チップのＪｇ耗
性に及ぼす銅メッキ量の影響を詳細に調査した。その結
果１周題点解決のためには、非常に薄い銅メッキ量が有
効であるとの知見を得て本発明を完成した。

すなわち、メッキ厚を薄くすることによりメッキの密着
性が向上して銅メッキの剥離脱落が改善されることを見
い出し、ワイヤ送給通路に銅粉が詰る不具合を解決した
ものである。

さらに、本発明のワイヤは非常に薄いが銅メッキを施す
ことにより、第２図に示すように本発明の銅メッキワイ
ヤは、メッキなしワイヤに比較してチップ摩耗量が格段
に少なくしたものである。

以下に本発明の要旨であるワイヤ表面の銅メッキ量をワ
イヤ全重量に対し０．０３〜０．０７％とすることの限
定理由について説明する。

すなわち、下限のメッキＭ　Ｏ、０３％について考察し
た所、２．５φ前後のワイヤ表面をほぼ全面に銅メッキ
が覆う最低量が０．０３％であり、伸線加工性と溶接通
電チップの耐摩耗性を兼ね備えることができる下限のメ
ッキ量が０．０３％である。

０．０３％未満になると、溶接通電チップから溶接ワイ
ヤへの通電性が悪化し、その結果溶接通電チップの耐摩
耗性が著しく悪化する。

一方メッキ量が０．０７％を越えると、メッキの密着性
改善効果がみられず銅メッキの剥離脱落によりワイヤ送
給路に銅分が詰まる。したがって、上限を０．０７％と
した。

本発明ワイヤは、Ｃｕメッキ量が少ないので、製造時に
伸線加工性等が問題になるとの懸念も考えられるが、以
下の手段をとることにより、問題はない。

すなわち、従来は、鋼メッキワイヤの二次伸線には、ワ
イヤ表面に潤滑剤の付着がなく且つきれいな光沢仕上面
を得るために湿式伸線を行なってた。しかし、本発明に
おいては、二次伸線として乾式伸線を採用することが可
能であり、銅メッキを施した後、乾式伸線を行ない、そ
の後、乾式伸線ｎ１滑剤が付着したまま油スキンパスを
行なって、ガスシールド溶接用鋼ワイヤとすることによ
り、前記第１図に示したように、乾式伸線を採用するこ
とで、従来以上に伸線加工性が向上した。

又、未発明においては、ワイヤ表面にきれいな光沢仕上
面が得られ、かつワイヤ表面に積極的に微量残留させ溶
接ワイヤに要求される品質の内、特に溶接アークに安定
性を改善し、それに伴ないスパッタの発生の少ない乾式
潤滑剤として、ステアリン酸カリウムは適しており、特
に工業用ステアリン酸カリウムは最適である。

したがって、乾式伸線によりワイヤ表面にステアリン酸
カリウムが付着したまま、潤滑剤の除去工程である水洗
工程を経ることなく、油スキンパスに入れればステアリ
ン酸カリウムのワイヤ表面にａｔ残留を図ることができ
、さらには油スキンパスの生産性、ダイス寿命を大巾に
改善することができる。

この油スキンパスは、２回以下であれば、あらかじめワ
イヤ表面に付着している粉末潤滑剤の効果で良好に伸線
加工が可能である０以上説明したように、本発明が、そ
の製造工程において銅メッキを施した後、乾式伸線潤滑
油が付着したまま湯スキンパスを行った場合、乾式伸線
を終えたワイヤ表面にはワイヤ１０ｋｇ当り約２〜４ｇ
の乾式潤滑剤が付着しているが、このまま油スキンパス
を約１０％の減面率で行なうことによりワイヤ１０ｋｇ
当り１ｇ以下にすることができる。

この程度の残分はワイヤを送給するローラでのスリップ
、耐錆性の劣化、コンジットケーブルの詰まりなどの不
具合は生じない、特に１本発明ワイヤは薄く銅メッキを
施したワイヤであるが、メッキなしワイヤに比較しても
、その生産コストは、むしろ向上する。以下に、上記理
由を説明する。

銅メッキワイヤのメッキ工程は一次伸線の後に行なう。

すなわちワイヤ表面に微量残留しているスケールの完全
除去と、メッキ前のワイヤの表面を活性化するという２
つの目的のための酸洗処理を行なう。

酸洗処理後、水洗処理と中和処理、ついでメッキ、水洗
、乾爆と続き、即座に二次伸線工程に入る。

一方メッキなしワイヤを製造するためにも、スケールの
完全除去のための酸洗処理は必要であり、酸洗する限り
その後の水洗、中和、水洗、乾爆も必要となる。

従って、すでに連続化を計り、コストダウンを追求され
た銅メッキ工程に比べ、銅メッキなしワイヤの製造工程
において要員の削減を計る余地はない。

メッキなしワイヤのコストダウンは、メッキ工程を省く
ことからのみ生じるもので、例えば、使用する銅、電気
メッキの場合は電気代、薬品代、及びメッキ液の条件管
理に関わる費用となる。なお古くはメッキ液の廃液管理
に関する費用も大きなものであったが、現在ではクロー
ズドシステムが確立されており、メッキを省略すること
で工場全体の廃水管理費用を大きく削減することは期待
できない。

従って、銅メッキを省略するときのコストダウン類を１
００とした時、メッキ量を減少させた時はほぼそのメッ
キ量の減少割合に比例して、コストダウンも達成される
。加えて前記の連続ラインの中で、メッキ形成処理がラ
イン全体の律速部分となっている場合には、従来より薄
いメッキを施す場合には、高速化すなわち生産性の向上
となる。

従来の０．２％の銅メッキ量から本発明の０．０３〜０
．０７％の銅メッキ量に減少させることは、工程全体か
ら見ればメッキなしの場合より高い生産性で二次伸線で
きるため１本発明の薄メッキの方法がコストダウン類は
大きい。

なお本発明のより好ましい態様は以下の通りである。

本発明のワイヤは溶接時チップの摩耗が少なく、［１つ
送給性も良好であるが、良好なワイヤ送給性が特に要求
される細径ワイヤは調性が小さいので大径ワイヤに比べ
て座屈等しやすい、したがって、ワイヤ径を（１８〜２
．０ｍｍの細径ワイヤに適用すると効果的である。

又、ワイヤの引張強さを６５〜１５０ ｋ　ｇ　／　ｍ　ｒｎ”の範囲に調整することが望まし
い。

引張強さを６５　ｋ　ｇ　ｆ　／　ｍゴ未満にすると座
屈現象が生じる場合があり、一方引張強さを１５０ｋｇ
ｆ／ｍｍ″を越えると溶接時チップの摩耗が増加する傾
向となる。さらに、ワイヤ表面に残存している潤滑剤の
量がワイヤ１０ｋｇあたり１ｇ以下であることが望まし
い、１ｇ以下にするとワイヤを送給するローラでのスリ
ップ、潤滑剤に起因する耐錆性の劣化、コンジットケー
ブルの詰まりなどの不具合も防止できる。

［実施例］ 以下に本発明を実施例をあげて説明する。第１表に示す
組成の溶接用鋼ワイヤを次の製造過程で製造した。

すなわち、５．５φの圧延線材を使用し、メカニカルデ
ィスケーラにより脱スケールし、乾式潤滑剤を用いて２
．５φ前後の中間径まで、伸線加工した。（−次伸線工
程） 次に第１表に示す中で、Ｎｏ、６．８，９゜１０．１１
，１２，１３，１５．１７は焼鈍工程を省略した。

又、Ｎ００１〜５．Ｎｏ、７．１４．１６゜１８は焼鈍
工程と酸洗工程を経た。

上記の工程の後に、表面の活性化と表面に微量残留して
いスケールの完全除去のためにメッキ面処理として酸洗
処理後、水洗処理と中和処理、ついでメッキ、水洗、乾
燥と続き、即座に二次伸線工程に入った。（但し、Ｎ０
０８はメッキ工程をはずした。）Ｎｏ、１．４．５，６
，１０．１６は二次伸線に水洗性のよい乾式潤滑剤とし
て工業用ステアリン酸ナトリウムを主成分としたものを
用いて最終線径まで仕上げ水洗乾燥の後にワイヤ送給性
に必要な油を塗布した。Ｎｏ、３．８゜１４．１５，１
７．１８は二次伸線の乾式潤滑剤として工業用ステアリ
ン酸ナトリウムを、又、Ｎｏ、２．７，９，１１，１２
．１３は工業用ステアリン酸カリウムを用い最終線径近
くまで伸線し油スキン　パスして最終線径まで仕上げた
。

尚、第１表に示す残存潤滑剤量は乾式潤滑剤の残料を示
すもので、ワイヤ表面のナトリウムまたはカリウムを定
量しその存在源が全てステアリン酸ナトリウム（ＣｕＨ
３ｓＣＯＯＮａ）またはステアリン酸カリウム（ＣＩ７
Ｈ３５ＣＯＯＫ）として換算により求めたものである。

以上の製造過程で製造したワイヤ、すなわち第１表に示
したワイヤで、第２表に示す条件のもとで溶接試験を行
なった。その結果を第３表に示す。

第３表に示すように、ＮＯ，２，４，５，７゜９．１０
，１１，１２．１３，１５，１６．１８は本発明の実施
例を示すものであり、チップの摩耗量が少なく、ワイヤ
の送給性に優れている。

上記実施例の中でＮｏ、２．４，５，７，９゜１０．１
１，１２，１３．１８は、本発明における特許請求の範
囲第３項記載の要件に合致した例を示したものである。

すなわち、引蛋強さを６５〜１５０　ｋ　ｇ　ｆ　／　
ｍゴの範囲にＷ察した例を示したものであるが、座屈現
象が生じなく、チップの摩耗量がさらに少なく、ワイヤ
の送給性に優れている。

又、Ｎ（１２，４，５，７，９，１０，１１゜１２．１
３，１５．１６は特許請求の範囲第４項記載の要件に合
致した例を示したものである。

すなわち、ワイヤ表面に残存している潤滑剤の量がワイ
ヤ１０ｋｇあたり１ｇ以下であるから、ワイヤを送給す
るローラでのスリップ、潤滑剤に起因する耐錆性の劣化
、コンジットケーブルの詰まりなどの不具合が発生しな
い、特にＮｏ。

２．７，９，１１，１２．１３においては、溶接アーク
の安定性に優れスパッタも少ない。

ＮＯ，ｌ、３．８は銅メッキ量が０．０３％未満である
比較例を示したものであり、チップ摩↓を量が多く、そ
れにともないワイヤの送給性が劣っている。特にＮｏ　
、８においてはその傾向が顕著である。

Ｎｏ、６．１４．１７は銅メッキ量が０．０７％を越え
ている比較例を示したものであり、銅メッキが剥離脱落
し、送給性に劣る。

［効果］ 本発明によれば溶接通電チップから溶接ワイヤへの通電
性が良好であるから溶接通電チップの耐摩耗性にすぐれ
、銅メッキの付着性が良好であるから、ワイヤ送給性に
優れている。又、伸線加工性が良好であり、耐錆性に優
れ、銅メッキ量が少ないから、その結果、製造コストの
削減となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、銅メッキ量が伸線加工性におよぼす影響を乾
式伸線、湿式伸線、油引き伸線それぞれについて図示し
たものであり、第２図は、銅メッキ量が溶接通電チップ
の摩耗量に対する影響を図示したものである。 第２図 舘メ・・ハ層　　（重量％）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ワイヤ表面に銅メッキを施してなるガスシールド溶
   接用鋼ワイヤにおいて、ワイヤ表面の銅メッキ量がワイ
   ヤ全重量に対し０．０３〜０．０７％である（重量％：
   以下同じ）ガスシールド溶接用鋼ワイヤ。 ２）ワイヤ径が０．８〜２．０ｍｍである特許請求の範
   囲第１項記載のガスシールド溶接用鋼ワイヤ。 ３）ワイヤの引張強さを６５〜１５０ｋｇｆ／ｍｍ＾２
   の範囲に調整してなる特許請求の範囲第１項乃至第２項
   のいずれか１項に記載のガスシールド溶接用鋼ワイヤ。 ４）乾式伸線の際にワイヤに塗布された潤滑剤の量が、
   当該乾式伸線の後、ワイヤ１０ｋｇ当り１ｇ以下ワイヤ
   に残存している特許請求の範囲第１項乃至第３項のいず
   れか１項に記載のガスシールド溶接用鋼ワイヤ。 ５）銅メッキを施した後、乾式伸線潤滑剤を用いて乾式
   伸線を行ない、その後、乾式伸線潤滑剤が付着したまま
   油スキンバスを行なったワイヤである特許請求の範囲第
   １項乃至第４項のいずれか１項に記載のガスシールド溶
   接用鋼ワイヤ。 ６）乾式潤滑剤としてステアリン酸カリウムを用いてな
   る特許請求の範囲第５項に記載のガスシールド溶接用鋼
   ワイヤ。 ７）ステアリン酸カリウムが工業用ステアリン酸カリウ
   ムである特許請求の範囲第６項に記載の溶接用鋼ワイヤ
   。