JPS63299886A - 溶接用フラックス入りワイヤ - 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］ 溶接用フラックス入りワイヤは、継目ありワイヤと継目
なしワイヤとに大別されるが、本発明は、このうち、継
目あり溶接用フラックス入りワイヤに関する。

［従来技術］ 従来、継目ありワイヤとしては、第２図（ワイヤ長手方
向に垂直な断面図）に示すように、■帯鋼の端面を突き
合せて、帯鋼を管状に形成したもの（第２図（ａ））、 ■帯鋼の両端を中空部に複雑に折り込んだもの（第２図
（ｂ））、 等が知られている（例えば特公昭４８−６３７８号公報
） しかし、第２図（ａ）に示すものは端面の突き合わせ部
にすきま１０が存在しており、このすきま１０からフラ
ックスがこぼれたり、あるいはすきま１０に潤滑剤がか
み込んだりすることがある。フラックスは腐食性を有し
ており、また一般に使用されている乾式潤滑剤や油系潤
滑剤は水分や水素原子を含んでいるので、フラックスの
こぼれや潤滑剤のかみ込みがあるとワイヤの耐錆性が悪
くなってしまう。

一方、第２図（ｂ）に示すものは、折り込み部にギャッ
プ８ができてしまい、このギャップ８に潤滑剤がかみ込
まれることがあり、第２図（ａ）に示すものと同様にワ
イヤの耐錆性が悪くなってしまうことがある。

［発明が解決しようとする問題点コ 本発明はかかる事情のもとになされたものであり、フラ
ックスのこぼれや潤滑剤の巻き込みがなく、ワイヤの耐
錆性に優れた溶接用フラックス人すワイヤを提供するこ
とを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、帯鋼からなる外皮によって形成される中空部
にフラックスを内蔵してなる溶接用フランクス入りワイ
ヤにおいて、ワイヤの長手方向に垂直な断面における帯
鋼の両端同士が略円周方向に重なり合っているとともに
下記式を満たすことを特徴とする溶接用フラックス入り
ワイヤにその要旨を有する。

１．２ｔｚ＜ｔ＋≦２．２ｔま ただし、 ｔＩ　：ラップ部における外皮の最大厚（ｍｍ） ｔ２　：ラップ部具外における外皮の最小厚（ｍｍ） ［作用］ 次に、本発明の基本概念を示す第１図に基づき本発明の
詳細な説明する。

本発明者は、フラックスのこぼれ、潤滑剤のかみ込みを
なくすべく鋭意研究を行ったところ、帯鋼の両端を略円
周方向に重ね合わせれば、シーム部（帯鋼が重なり合っ
ている部分、すなわち、第１図において中空部６　（Ｉ
ｔ！ｔの点７ａから外皮２の外表面の点７ｂに至る曲線
部（太線部））の距離Ｓを長くすることが可能となり、
また、ギャップ部８（外皮２の外表面によって形成され
るシーム部近傍の凹部）の断面積Ａを小さくすることが
でき、潤滑剤のかみ込みを少なくすることが可能なこと
を知見するとともに、アーク現象を安定化させ、ワイヤ
の直進性を確保するためには下記式を満たすことが必要
であることを見い出し、本発明をなすに至った。

１．２ｔ２＜ｔ、≦２．２ｔま ただし、 ｔｌ　：ラップ部における外皮の最大厚（ｍｍ） ｔ２　：ラップ部具外における外皮の最小厚（ｍｍ） アーク現象を安定化させ、ワイヤの直進性を確保すると
いう点から、通常、溶接用フラックス入りワイヤの外皮
は、全周にわたり、均一な厚さであることが望まれる。

しかし、帯鋼の両端が重なり合っている場合には、その
重なり合っている部分（以下ラップ部という）の外皮厚
がラップ部以外の外皮厚よりも厚くなり、溶接中にアー
クの偏り現象が生じたり、ワイヤの直進性が損なわれる
場合がある。

アークの偏り現象が生じると、溶接部の溶は込み不良や
スラグ巻き込み等の欠陥が生じ易くなり、また、ワイヤ
の直進性が損なわれると、半自動溶接の場合はそれ程顕
著な弊害は表われ難いが、自動溶接の場合には、被溶接
物に対するワイヤの狙い位置を溶接前にセットするため
、溶接中にワイヤは異方向に振れ、溶接ビードの蛇行現
象となフて表れ、ビード外観を損ない、溶接部の品質を
劣化させることがある。

従って、このラップ部の外皮厚とラップ部以外の外皮厚
との差がどの程度でアーク現象の安定性やワイヤの直進
性に影響するかを鋭意研究・調査した。

幾多の研究・調査の結果、ラップ部の外皮最大厚ｔ、が
ラップ部以外の外皮最小厚ｔ２の２．２倍以下であれば
アーク現象の安定化やワイヤの直進性に影響のないこと
を確認した。

ここに、外皮の最大厚ｔ、とは、帯鋼の端が重なり合っ
ている部分における外皮の最大肉厚（第１図参照）であ
り、ｔ、は重なり合っている部分以外の外皮の最小肉厚
（第１図参照）である。

以上説明したように、アーク現象の安定化やワイヤの直
進性の点からは、１．≦２．２１２の関係が好ましい。

中でも、ｔ＋＝ｔｚの場合が良好であると考えられるが
、その一方、１．＝１．とすると、ワイヤ強度がラップ
部で逆に弱くなるという現象を発見した。

その原因を鋭意調査したところ、ワイヤ強度がラップ部
で逆に弱くなるのは、ラップ部にシーム部があるためで
はないかとの知見を得た。

そこで、ｔ、とｔ、とがいかなる関係を満たせば、強度
の問題を解決し得るかを調査したところ、ラップ部の外
皮最大厚ｔ、が、ラップ部以外の外皮最小厚ｔ２の１．
２倍を越えると強度の問題が解決されることを確認した
。従って、強度の面からは１．２ｔ、＜ｔｌ　と定めた
。

なお、１．．１．の厚さは伸線速度、ダイススケジュー
ル、フラックス率、フラックス密度、成形工程での加工
度等によって変化するので、これらをコント−ロールし
て必要な１．．１．を得ることができる。

［実施態様の説明］ （第２請求項） 上述したように、ｔ１≦２．２ｔ２とした場合アークの
偏り現象やワイヤの直進性は向上する。

しかるに、ワイヤの直進性やアークの偏り現象に関する
品質のより一層の向上を図るべく数々検討した結果、ワ
イヤシーム部のラップ代Ｗとラップ部以外外皮最小厚ｔ
２との関係に適正な範囲のあることを知見した。

すなわち、 ＷＳ２．Ｏｔｚ を満足するＷを設定することにより、ワイヤの直進性や
アークの偏り現象に関する、より一層良好な品質を有す
るラップタイプの溶接用フラックス入りワイヤが得られ
ることを知見した。

ここで、Ｗは、中空部の中心とシーム部の中空部側の点
７ａを結んだ線が外皮２の外表面と交わる点と、外皮２
の外側の開口点７ｂとの間の円弧部の長さである。

ただ、Ｗがラップ部以外の外皮最小厚ｔ２の４．０倍を
越える場合にはラップ代が大きくなり過ぎ、ワイヤの直
進性及びアークの偏り現象に関する品質につき、それ以
上のより一層の向上は期待できない。

ワイヤの直進性やアークの偏り現象に関する、より一層
良好な品質を得るためには、Ｗはｔ２に比べ小さいほど
よいが、あまり小さすぎると、製造時の成形が困難とな
ったり、また、溶接時のワイヤ送給ローラの加圧調整方
法によっては形状の崩れを招いたりするので、これらを
防止する上からは、下限は、 １．５ｔ２＜Ｗ とすることが好ましい。

（第３請求項） フラックスのこぼれをより少なくするために数々の調査
を行ったところ、 Ｗ／Ｓ＜１ を満足するようにＷとＳとの関係を定めれば、シームの
方向が円周方向に平行に近づいてくるので、充填フラッ
クスがより一層こぼれにくくなり、耐錆性もより一層向
上するをことを知見した。

ここで、Ｓは、シーム部（帯鋼が重なり合っている部分
、すなわち、第１図において中空部６側の点７ａから外
皮２の外表面の点７ｂに至る曲線部）の距離である。

充填フラックスのこぼれをより少なくするにはＷ／Ｓの
値を１より小さくすればするほどよいが、あまりに小さ
すぎると成形が困難となるので、成形性の観点からは、
Ｗ／Ｓの下限は、０．５≦Ｗ／Ｓ とすることが好ましい。

（第４請求項） 本発明において、耐錆性の一層の品質向上を図る意味で
、ラップ部のギャップへの潤滑剤のかみ込みにつ゛いて
調べた。すなわち、ギャップ部の断面積を小さくしてみ
たり等の各種の検討を重ねたが、単にギャップ部の断面
積を小さくするのみでは潤滑剤のかみ込みをより一層少
なくすることはできなかった。その他の数々の検討を重
ねるうちにギャップ部の断面積とワイヤの最小外皮厚と
に何らかの関係がある場合に潤滑剤のかみ込みがより一
層少なくなることを発見した。

そして、ギャップ部の断面積とワイヤの最小外。

皮厚とがいかなる関係にある場合に潤滑剤のかみ込みが
少なくなるかを逐一調査したところ、ラップ部のギャッ
プ部の断面積をＡ、ワイヤの最小外皮厚をｔｌとした場
合、 Ａ＜ｔｌ　”　／４ となるように材料、加工方法を特定することにより潤滑
剤のかみ込みが一層少なくなり、耐錆性に優れたワイヤ
が得られ、かつ製造も容易にできることを確認した。

ここに、ギャップ部の断面積Ａは、外皮２の外表面によ
って形成されるシーム部近傍の凹部の断面積である。

（第５請求項） また、Ｗ／Ｓの比とともに、ワイヤの製造中あるいは使
用中に生ずるフラックスの゛こぼれを防止するには中身
のフラックス粒度も大きく影響すると考えられる。

すなわち、フラックスの粒度が大きければシーム部から
のフラックスのこぼれは少なくなるが、フラックスの粒
度が細かい場合はフラックスのこぼれが多くなる。

一般にワイヤ製造時、フラックスを挿入する場合、粗め
の方がフラックスの流動性が良好であるが、粗すぎると
挿入後、ワイヤの断線がおきやすくなる。

一方、細かめにするとフラックスの流動性が悪くなり、
フラックス率のバラツキが大きくなる一因となる。

そこで、いかなる粒度のフラックスをいかなる割合で充
填すれば、こぼれがより少なくなるかを調査した。

その結果、適正な粒度範囲は、７４〜３５０μｍが６０
％以上、７４μｍ以下が４０％以下であることを確認し
た。

すなわち、この範囲の粒度であれば、製造時あるいは送
給時に、フラックスのこぼれの問題、ひいては、フラッ
クスのこぼれに起因する送給性、耐錆性の劣化の問題も
なくなることがわかった。

［実施例］ 厚み約０．９ｍｍ、幅１３ｍｍのフープに、下記成分組
成のフラックスを充填し、フラックス率を１３〜１６ｉ
量％になるよう調整し、伸線後、１．２ｍｍφに仕上げ
、ワイヤを作成した。

ｔｌ、ｔ、、ｗ、ｓ、Ａ、フラックス粒度については、
表１に示すように数々変化させた。

フープ：軟鋼 フラックス：ルチール；３５〜４５％ Ｆｅ−５ｔ；７〜１８％ Ｆｅ−Ｍｎ　；　１５〜３０％ 長石；３〜８％ アルミナ；２〜１０％ 残；Ｆｅ 以上のワイヤを試験に供した。

〈試験方法〉 なお、各種試験の試験方法は下記によった。

１）アークの偏り ビードオンプレートでビード長３０ｃｍで溶接した場合
のアーク現象を高速ビデオカメラにて撮影し、アー゛り
の偏りがない場合は○、数回ある場合は△、頻繁にある
場合は×とした。

２）ワイヤの直進性 ワイヤを一定高さくチップ先端迄１５０ｍｍ）から一定
長さを等間隔に５００本送給し、その都度チップから１
５０ｍｍの距離でのワイヤの振れを光センサで読み取り
、ワイヤの振れの小さいものをＯ１中程度のものを△、
大きいものを×とした。

３）耐錆性 ワイヤを３０℃×８０％ＲＨに１０日間放置し、錆発生
のないものを◎、点錆がごくわずかなが６発生したもの
をＯｌやや発生したものを△、全面錆発生したものを×
とした。

４）成形性：ワイヤ製造時の作り易さをワイヤ断面形状
サイズ及び人間の官能で評価し、良好なものは○、やや
問題のあるものはΔ、困難なものは×とした。

５）強度：引張試験機によりワイヤ１０本の引張試験を
行い、その平均値で強度の大小を表わした。

以上の試験結果を表２に示す。

なお、表２における左から第３欄〜第７柵において、各
請求項に規定する要件を満足するものを○で示し、満足
しないものを×で示した。

（従来例） Ｎｏ、２１は第２図（ａ）に示す従来例であり、Ｎｏ、
２２は第２図（ｂ）に示す従来例であるが、いずれもフ
ラックスのこぼれ潤滑剤のかみ込みがあり、全面に錆が
発生していた。

（比較例） Ｎｏ、１．Ｎｏ、２０はｔ、＞２．２ｔ２である比較例
であり、アークの偏りが頻繁にあり、また、ワイヤの振
れも大きかった。Ｎｏ、２は１．２ｔ２　＞ｔ＋である
比較例であり、強度が低かった。

（第１請求項に係る実施例） ＮＯ１３〜Ｎｏ、１９は第１請求項に係る実施例である
。すなわち、これらの実施例は、第１請求項に規定する
、 １．２ｔ２＜ｔ＋≦２．２ｔ。

を満足しており、アークの偏りが数回あるだけであり、
また、ワイヤの振れも小さく、かつ、強度も高かった。

すなわち、アークの偏り、ワイヤの振れについて他の条
件が同じ比較例を比較すると（Ｎ　ｏ。

１５〜Ｎｏ、１９とＮｏ、　１．　Ｎｏ、　２）第１請
求項に係る実施例はアークの偏り、ワイヤの振れについ
て優れていることがわかる。

（第２請求項に係る実施例） ＮＯ１５、Ｎｏ、９〜Ｎｏ、１２及びＮｏ。

１５〜Ｎｏ、１９は第３請求項に係る本発明の実施例で
ある。

すなわち、これらの実施例は第２請求項に規定する、 １．５ｔ２＜ＷＳ２．Ｏｔ２ を満足しており、アークの偏りはなく、また、ワイヤの
振れも小さかった。

アークの偏り、ワイヤの振れについて、他の条件が同じ
実施例同士を比較すると（Ｎｏ、３とＮ００５、Ｎｏ、
１３とＮｏ、１５〜Ｎｏ。

１９）、第２請求項に係る実施例はアークの偏り、ワイ
ヤの振りに関する品質について優れていることがわかる
。

また、成形性について他の条件が同じ実施例と比較する
と（Ｎｏ、４とＮｏ、５、Ｎｏ、１４とＮｏ、１５〜Ｎ
ｏ、１９）、第２請求項に係る実施例は成形性について
も優れていることがわかる。

（第３請求項に係る実施例） Ｎｏ、６．Ｎｏ、９．Ｎｏ、１０及びＮｏ。

１３〜Ｎｏ、１９は第３請求項に係る本発明の実施例で
ある。

すなわち、これらの実施例は第３請求項に規定する、 ０．５≦Ｗ／Ｓ＜１ を満足しており、フラックスのこぼれが少なく、また、
成形性も良好であった。

フラックスのこぼれに起因する耐錆性について、他の条
件が同じ実施例同士を比較すると（Ｎｏ、３とＮｏ、６
、Ｎｏ、１１とＮｏ。

１５〜Ｎｏ、１９）、第３請求項に係る実施例はいずれ
も耐錆性に優れていることがわかる。

また、成形性について他の条件が同じ実施例と比較する
と（Ｎｏ、１２とＮｏ、１５〜Ｎｏ。

１９）、第３請求項に係る実施例は成形性についても優
れていることがわかる。

（第４請求項に係る実施例） Ｎｏ、７．Ｎｏ、９．Ｎｏ、１１〜Ｎｏ、１９は第４請
求項に係る本発明の実施例である。

すなわち、これらの実施例は第４請求項に規定する、 Ａｃｔ２”　／４ を満足しており、潤滑剤のかみ込みはなかった。

潤滑剤のかみ込みに起因する耐錆性について、他の条件
が同じ実施例同士を比較すると（ＮＯ８３とＮｏ、７、
Ｎｏ、１０とＮｏ、１５〜Ｎｏ。

１９）、第４請求項に係る実施例はいずれも耐錆性に優
れていることがわかる。

（第５請求項に係る実施例） Ｎｏ、８．Ｎｏ、１０〜Ｎｏ、１９は第５請求項に係る
本発明の実施例である。

すなわち、これらの実施例はいずれも第５請求項に規定
する、フラックス粒度が３５０μｍ〜７４μｍが６０重
量％以上、７４μｍ未満が４０重量％以下という条件を
満足しており、フラックスのこぼれが少なかった。

フラックスのこぼれに起因する耐錆性について、他の条
件が同じ実施例同士を比較すると（Ｎｏ、３とＮｏ、８
、Ｎｏ、９とＮｏ、１５〜Ｎｏ、１９）、第５請求項に
係る実施例はいずれも耐錆性に優れていることがわかる
。

なお、以上の実施例においてはフープの材料として軟鋼
を使用したが、ステンレスを使用した場合にも軟鋼の場
合と同様な結果が得られた。

［発明の効果］ 本発明は以上のように構成したので、以下の数々の効果
が得られる。

フラックスのこぼれや潤滑剤の巻き込みがなく、ワイヤ
の送給性や耐錆性に優れていると共に、アークの安定性
が良好で且つワイヤ送給事の直進性も良好な溶接用フラ
ックス入りワイヤを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のノん木概念を示す溶接用フラックス
入りワイヤの断面図である。第２図は、従来例を示す溶
接用フラックス入りワイヤの断面図である。 １・・ワイヤ、２・・外皮、３ａ、３ｂ・・外皮端、４
・・シーム部、６・・中空部、７ａ、７ｂ・・開口、８
・・ギャップ部、９・・帯鋼。 １Ｏ１１−すきま。 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、帯鋼からなる外皮によって形成される中空部にフラ
   ックスを内蔵してなる溶接用フラックス入りワイヤにお
   いて、ワイヤの長手方向に垂直な断面における帯鋼の両
   端同士が略円周方向に重なり合っているとともに下記式
   を満たすことを特徴とする溶接用フラックス入りワイヤ
   。 １．２ｔ＿２＜ｔ＿１≦２．２ｔ＿２ ただし、 ｔ＿１：ラップ部における外皮の最大厚 （ｍｍ） ｔ＿２：ラップ部以外における外皮の最小厚（ｍｍ） ２、１．５ｔ＿２＜Ｗ≦４．０ｔ＿２ である特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の溶接用
   フラックス入りワイヤ。 ただし、Ｗ：ラップ代（ｍｍ） ３、０．５≦Ｗ／Ｓ＜１ である特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記
   載の溶接用フラックス入りワイヤ。 ただし、Ｓ：シーム部の距離（ｍｍ） ４、Ａ＜ｔ＿２＾２／４ である特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記
   載の溶接用フラックス入りワイヤ。 ただし、Ａ：ギャップ部断面積（ｍｍ＾２）５、フラッ
   クス粒度が３５０μｍ〜７４μｍが６０重量％以上、７
   ４μｍ未満が４０重量％以下である特許請求の範囲第１
   項乃至第５項のいずれかに記載の溶接用フラックス入り
   ワイヤ。