JPS6366640B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、品質の優れた溶接用フラツクス入り
ワイヤを高生産性の下に製造することのできる方
法に関するものである。

溶接用フラツクス入りワイヤの製造方法の１つ
として、適当な長さの金属鞘内に粉粒状フラツク
スを充填した後、該フラツクス充填鞘の複数本を
溶接継ぎして所定断面まで伸線加工する方法が提
案されている。この溶接継ぎは、例えば第１図
（一部破断側面図）に示す如くフラツクス充填鞘
１ａ，１ｂの両端を突き合わせて溶接することに
よつて行なわれる（図中２は溶接トーチである）。
ところが図面からも明らかな様に突き合わせ溶接
部の内部には粉粒状フラツクスＦが存在している
ので、突き合わせ溶接時の溶接熱によつてフラツ
クスＦの一部が溶融しフラツクスＦ中の合金成分
が突き合わせ溶接金属中に混入し、継手部のみが
異常に硬化することがある。そうなると次の伸線
工程で継手部の断線が起こり、生産性が著しく低
下する。ちなみに後記第１０図は従来法で溶接継
ぎを行なつた継手部における軸心方向の硬度（ビ
ツカース硬度：荷重１Kg）の変化を示したもので
あり、溶着金属の硬度は母材（非溶接部）部分の
約２倍の値を示しており、継手部で断線し易いこ
とが容易に理解できる。

本発明者等はこうした実状に鑑み、溶接用フラ
ツクス入りワイヤの生産性を向上する為には継手
部の異常な硬化を防止して伸線加工時の断線を防
止することが必要であると考え研究を進めてき
た。本発明はかかる研究の結果完成されたもので
あつて、その構成は、前述の様な粉粒状フラツク
ス充填鞘を軸方向に複数本溶接継ぎした後伸線加
工を行なつて溶接用フラツクス入りワイヤを製造
するに当たり、フラツクス充填鞘の両開口端部に
僅かな未充填部が残る様に固形フラツクスを挿入
し、該未充填部を突き合わせて溶接継ぎを行なう
ところに要旨を有するものである。

以下実施例図面を参照しながら本発明の構成及
び作用効果を詳細に説明するが、下記は代表例で
あつて本発明を限定する性質のものではなく、フ
ラツクス充填鞘の開口端部に挿入する固形フラツ
クスの寸法や形状或いは溶接法等を適当に変更し
て実施することはすべて本発明の技術的範囲に含
まれる。第２図は本発明で採用される溶接法を示
す要部破断側面図、第３図は第２図の−線断
面相当図であり、溶接継ぎを行なうべくフラツク
ス充填鞘の開口端部については、粉粒状フラツク
スＦに代えて固形フラツクスFsを充填すると共
に、該固形フラツクスFsの後端面（即ち開口側
端面）に若干のフラツクス未充填部Ｎを残してお
く。即ち溶接継ぎを行なう突き合わせ部は熱影響
を考慮してフラツクスを存在させない様に構成し
てから開口端部を突き合わせ溶接する。この様に
しておけば突き合わせ部内面側にはフラツクス未
充填部Ｎ，Ｎが中空のままで残されることになる
ので、溶接工程でフラツクスＦが溶融する恐れが
なく、従つて合金成分が溶接金属中に混入する恐
れもなくなる。従つて溶接金属の合金化による異
常な硬化が完全に防止され、ひいては以後の伸線
工程で継手部が断線する恐れも皆無となる。尚突
き合わせ部の溶接は、図示した様に非消耗電極を
用いて突き合わせ部の金属鞘Ｍを溶融させて接合
する方法が一般的であるが、この他共金系の消耗
電極を用いて溶接することも勿論可能であり、更
には磁気駆動溶接法やフラツシユバツト溶接法等
を採用することもできる。

この様に、本発明でフラツクス充填鞘１ａ，１
ｂの開口端に挿入される固形フラツクスFsは、
突き合わせ溶接部内面側にフラツクス未充填部Ｎ
を形成し且つ粉粒状フラツクスＦが該未充填部Ｎ
へ流入するのを阻止するものであり、しかも溶接
工程で固形フラツクスFs自身が溶接部方向へ移
動することがあつてはならない。その為には固形
フラツクスFsが金属鞘Ｍの内面に嵌合固定され
る様にフラツクスFsの寸法を調整する必要があ
る。但し固形フラツクスFsとして金属鞘Ｍの内
周面に密着する中実円柱形のものを使用すると、
溶接時に前記未充填部Ｎ内へ封じ込まれた空気が
溶接熱で膨張して溶接部にピンホール欠陥を生じ
ることがある。これに対して固形フラツクスFs
を例えば第３図の様な角柱状のものとし、角部が
金属鞘Ｍ内へ嵌合される様にしておけば、未充填
部Ｎに封じ込まれた空気は角柱の面部側に生じる
隙間を通して粉粒状フラツクスＦ充填層に到達
し、粉粒間の隙間内へ拡散していくので、継手部
にピンホール欠陥等を生じる恐れがなくなる。こ
うした理由から固形フラツクスFsとしては、粉
粒状フラツクスＦの充填部と未充填部Ｎの間に適
当な隙間が生じる様な形状のものとすることが望
まれる。この様な趣旨に沿う固形フラツクスFs
としては、第３図に示した様な角柱状のものの
他、第４，５図の様に真円の一部を切欠いたも
の、第６図の様な三角形状のもの、第７図の様な
楕円形のもの、第８図の様に内部に数個（勿論１
個だけでもよいが）の貫通孔を設けた真円形のも
の、更には第９図の様に線状で押出したフラツク
スを網状にからめて円柱状にかためたもの等を使
用することができる。尚実験の結果では固形フラ
ツクスFsの横断面積が金属鞘Ｍの横断面積のほ
ぼ1/2以上となる様に調整することによつて、溶
接部のブローホール欠陥を皆無にできることが確
認されている。しかし固形フラツクスFsの横断
面積が小さすぎると、未充填部Ｎ方向への粉粒状
フラツクスの流入を阻止することができなくなる
ので、これらを総合的に考えると、固形フラツク
スFsの横断面積を金属鞘の横断面積の略1/2にす
るのが最も好ましい。固形フラツクスFsの長さ
は特に制限されないが、粉粒状フラツクスＦの未
充填部Ｎ方向への流入を阻止するという目的から
すれば１cm程度で十分である。又未充填部Ｎは、
溶接熱の影響を実質的に受けない範囲とべきであ
ることは当然であり、後記第１０図の実験結果か
らすれば未充填部Ｎは２mm程度以上にすべきであ
る。しかし未充填部Ｎが長すぎるとこの部分のフ
ラツクス充填率が不足気味になるので3.5mm程度
未満、好ましくは3.0mm程度未満にするのがよい。

尚第２図からも明らかな様に本発明の方法でフ
ラツクス充填鞘１ａ，１ｂの溶接継ぎを行なつた
場合、継手部内周側にフラツクス未充填の空隙が
残るが、この空隙は、後の伸線工程で圧壊される
固形フラツクスFsによつて満たされるので、最
終製品のフラツクス充填率が継手部で極端に低く
なる恐れはない。もつとも継手部のフラツクス充
填率を他の部分と均等にする為には、フラツクス
未充填部Ｎ，Ｎの長さに応じてこの隙間が満たさ
れる様に固形フラツクスFsの長さ或は嵩密度を
調整すべきである。ちなみにフラツクス未充填部
の全長（Ｎ＋Ｎ）を約４mmとし、固形フラツクス
Fsの長さを10mmとした場合、固形フラツクスFs
の嵩密度を粉粒状フラツクスＦの約２倍にするこ
とによつて、最終製品のフラツクス充填率を全長
に亘つてほぼ均等となし得ることが確認されてい
る。

本発明は概略以上の様に構成されており、溶接
部内周側にフラツクス未充填部Ｎを形成した状態
でフラツクス充填鞘の溶接を行なう様にしたか
ら、フラツクス中の合金成分が溶接金属内へ混入
して継手部を硬化する恐れがなくなり、次いで行
なわれる伸線工程における断線事故を激減し得る
ことになつた。しかも前記フラツクス未充填部
は、伸線工程で圧壊される固形フラツクスによつ
て満たされるので、溶接継ぎ部分のフラツクス充
填率が低くなることもなく、全長に亘つて均質な
フラツクス入りワイヤを高生産性の下に製造し得
ることになつた。

次に実施例及び比較例を示す。

比較例 ルチールを主成分としFe―Mn、Fe―Si等のフ
エロアロイ及び少量の珪酸塩、炭酸塩、弗化物等
を含む粉粒状フラツクスを充填した軟鋼製金属鞘
（外径15mm、内径９mmφ、長さ１ｍ、化学成分：
Ｃ…0.01％、Mn…0.22％、Si…0.02％、Ｐ…
0.011％、Ｓ…0.008％）10本を、常法により下記
の条件で溶接継ぎした。

〔溶接条件〕

溶接法：フイラーワイヤ無しのTIG溶接法 溶接電流：60〜65(A)、DC・SP 溶接速度：16〜20秒／１周 シールドガス：Ar、20／分 得られた溶接継ぎワイヤを下記のダイススケジ
ユールで伸線加工しようとしたところ、９箇所の
継手部は何れも10.1mmφまでの伸線過程ですべて
断線した。

〔ダイススケジユール〕

15.0mmφ→13.5mmφ→12.4mmφ→11.8mmφ→ 10.1mmφ→………→1.35mmφ→1.20mmφ 断線した継手部の長手方向の硬度（ピツカース
硬度、荷重１Kg）の分布を調べたところ第１０図
の結果が得られ、継手部は溶接熱の影響を受けて
いない他の部位に比べて約２倍も高い硬度を示し
ていることが確認された。又断線部中央の化学成
分を調べたところ、Ｃ：0.05％、Mn：0.53％、
Si：0.46％、Ｐ：0.015％、Ｓ：0.018％であり、
特にMn及びSi量が母材に比べて大幅に増加して
いることが確認された。

実施例 １ フラツクス充填金属鞘の溶接継ぎ工程で、接合
端に下記の固形フラツクスを挿入した他は上記比
較例と同様にして実験を行なつた。

〔固形フラツクス〕

充填用粉粒状フラツクスにソーダ水ガラスを加
えて混練し、断面が半円形となる様に成形した後
加熱焼成したもの、長さ：10mm、挿込み深さ：未
充填部（Ｎ＋Ｎ）が約４mmとなる様に調整。

その結果、９箇所の継手部については前記ダイ
ススケジユールの全工程を通して断線は全く起こ
らず、1.20mmφまでスムーズに伸線加工を行なう
ことができた。又、溶接継ぎ部分の硬度分布を調
べたところ第１１図に示す結果が得られ、溶接金
属の硬度上昇は前記比較例（第１０図）に比べて
１／２程度に抑えられていることが確認された。更
に継手部中央の金属鞘の化学成分は〔Ｃ：0.01
％、Mn：0.24％、Si：0.02％、Ｐ：0.012％、
Ｓ：0.010％〕であり、母材の化学成分と実質的
に同一であつた。

又得られたフラツクス入りワイヤ（1.20mmφ）
を脱脂・洗浄後銅めつき処理し、通電性を高めた
上で溶接試験を行なつたところ、溶接継ぎ部分に
ついても溶接作業性の異常は全く認められず、他
の部分と同様良好な作業性を得ることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図はフラツクス充填鞘の従来の溶接継ぎ法
を示す要部破断側面図、第２図は本発明で採用さ
れるフラツクス充填鞘の溶接継ぎ法を例示する要
部破断側面図、第３図は第２図の―線断面相
当図、第４〜９図は本発明で使用する固形フラツ
クスの他の例を示す横断面図、第１０，１１図は
従来法及び本発明法で得た継手部の長手方向にお
ける硬度分布と示すグラフである。 １ａ，１ｂ…フラツクス充填（金属）鞘、２…
溶接トーチ、Ｍ…金属鞘、Ｆ…粉粒状フラツク
ス、Fs…固形フラツクス、Ｎ…フラツクス未充
填部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 金属鞘内に粉粒状フラツクスを充填して得ら
   れるフラツクス充填鞘が軸方向に複数本溶接継ぎ
   した後伸線加工を行なつて溶接用フラツクス入り
   ワイヤを製造するに当たり、フラツクス充填鞘の
   両開口端部に僅かな未充填部が残る様に固形フラ
   ツクスを挿入し、該未充填部を突き合わせて溶接
   継ぎを行なう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 特許請求の範囲第１項において、固形フラツ
   クスの横断面積を金属鞘内周横断面積の略1/2と
   するフラツクス入りワイヤの製造方法。 ３ 特許請求の範囲第１又は２項において、粉粒
   状フラツクスの略1/2の嵩密度からなる固形フラ
   ツクスを用いるフラツクス入りワイヤの製造方
   法。 ４ 特許請求の範囲第１〜３項のいずれかにおい
   て、高さが約10mmである柱状固形フラツクスを金
   属鞘の端面側に２〜3.5mmの隙間を残す様に挿入
   するフラツクス入りワイヤの製造方法。