WO1998043776A1 - Procede de production de fil de soudage - Google Patents

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WO1998043776A1
WO1998043776A1 PCT/JP1998/001411 JP9801411W WO9843776A1 WO 1998043776 A1 WO1998043776 A1 WO 1998043776A1 JP 9801411 W JP9801411 W JP 9801411W WO 9843776 A1 WO9843776 A1 WO 9843776A1
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welding
welding wire
lubricant
die
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PCT/JP1998/001411
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Inventor
Satoshi Inoue
Ichiro Masuda
Toru Ono
Original Assignee
Nippon Steel Welding Products & Engineering Co., Ltd.
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/40—Making wire or rods for soldering or welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C1/00—Manufacture of metal sheets, metal wire, metal rods, metal tubes by drawing
    • B21C1/003—Drawing materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special drawing methods or sequences
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/04—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of bars or wire
    • B21C37/042—Manufacture of coated wire or bars
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C9/00—Cooling, heating or lubricating drawing material

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a small-diameter welding wire such as a solid wire or a core wire used for automatic welding or semi-automatic welding, and particularly to a method for smoothly feeding a wire to a welding torch through a conduit tube during a welding operation.
  • a thin (0.8 to 1.6 mm) solid wire or cored wire is used for carbon dioxide gas shielded arc welding and MIG welding.
  • the solid wire is a uniform wire up to the center, and the core wire is a wire with a steel shell filled with flux and the like, and is also called a flux-cored wire.
  • These welding wires can be wound on spools or, when a long continuous wire is required, loaded into a belt pack for welding.
  • a method is used in which a driving force is applied to the wire by a wire feeding device provided near the spool or the belt pack, and the wire is fed through a conduit tube to a feeding tip portion in a welding torch at a welding position. It is customary.
  • the wire feeding device includes a wire feeding roller rotated by the power of a motor, and a free-rotating pinch roller for pinching and pressing the wire between the wire feeding roller.
  • a liner that is a flexible guide tube formed by turning a steel wire into a spiral shape.
  • the length of the conduit tube is usually 3 to 6 m, but when welding over a wide area, it may be as long as 2 Om, so it is selected and used according to the distance to the welding point.
  • a lubricant as a means to reduce the wire feeding resistance by the conduit tube. It such Therefore Konji' the liner to the Tochubu add solid lubricants, such as M o S 2 is carried out is it alone insufficient, a lubricant such as oil to the wire itself has to be coated cloth. In this case, it is conceivable to apply oil to the wire near the wire feeder, but it is practically difficult to accurately control the amount of oil applied, which places an excessive burden on the welding operator. . If the amount of oil applied is insufficient, it is natural that lubrication is insufficient and this is inconvenient.
  • the wire feeding roller If the force becomes excessive, slip may occur between the wire feeding roller and the wire, and the wire feeding speed may become unstable, or the amount of hydrogen in the weld metal due to oil may increase. Since the wire coming out of the wire feed roller is subjected to longitudinal compressive force, it will buckle if it is exposed, so the pipe connected to the conduit tube as soon as it comes out of the wire feed roller Has been introduced. Therefore, when the oil is applied to the wire, it must be performed on the upstream side of the wire feed roller, so that the slip problem occurs as described above.
  • Japanese Patent Publication No. 50-23656 discloses a welding wire in which lubricating oil is applied to a dense and smooth surface.
  • lubricating oil is applied to a dense and smooth surface.
  • Japanese Patent Publication No. 4-521197 discloses a technique of increasing the roughness of a wire surface by performing drawing after annealing in a specific gas atmosphere.
  • its generality is poor because an alloying element having a higher affinity for oxygen than iron is sufficiently required at the annealing temperature such as T i, S i, and M n during the wire composition.
  • Japanese Patent Publication No. 58-566677 states that the roughness of the wire surface can be reduced by increasing the lubricating oil pressure and forcibly lubricating the wire while drawing with a hole die. Techniques for increasing the size are disclosed. However, this method can reduce the flatness of the wire surface, but it is difficult to obtain large roughness, that is, deep unevenness. No improvement can be expected. In addition, other methods such as laser irradiation, shot blasting, and processing using a rough roll with a roughened surface have been proposed, but all have the disadvantage of high equipment and processing costs. This is not an appropriate method. Disclosure of the invention
  • the present invention makes the process of sequentially processing the wire from the element wire into a small diameter different from the conventional process in manufacturing the welding wire, thereby making it possible to obtain a rough material necessary for storing the lubricant.
  • a method for forming a surface on a wire surface By applying a feeding lubricant to the surface of such a wire, a welding wire that exhibits good feedability without running out of lubrication even in a severe use environment can be provided.
  • the present invention provides a dry-hole die wire drawing performed while supplying a powder lubricant in at least a part of a wire drawing process in a method of manufacturing a welding wire by drawing a wire strand, and then a cassette type roller. It is characterized by wire drawing using a die, followed by wet hole die drawing. Further, after that, the diameter of the product may be adjusted by a wire drawing step performed while applying lubricating oil using a hole die.
  • the preferred properly is to be characterized in that the roughness R a in the longitudinal direction of the profile of the wire at that time is 0. 3 m or more.
  • the welding wire which is a product according to the production method of the present invention is a solid wire or a flux cored wire, and preferably has a length It is also characterized in that the profile roughness R a is 0.08 ⁇ m or more.
  • FIG. 1 is a conceptual view showing an example of an apparatus for carrying out the manufacturing method of the present invention
  • FIG. 2 is a conceptual view of a cassette type roller die
  • FIG. 3 is an apparatus subjected to a wire feedability test.
  • FIG. FIG. 4 is a photograph of a scanning electron microscope of the surface of the welding wire according to the manufacturing method of the present invention
  • FIG. 5 is a photograph of a scanning electron microscope of the surface of the welding wire according to the manufacturing method of the comparative example.
  • the material supplied to the welding wire manufacturing process as a wire strand is a wire rod manufactured by hot rolling by a wire rod rolling mill when manufacturing a solid wire, and has a diameter of, for example, 1 O mm. Things.
  • a filler such as flux is fed into the tube from one end and filled.
  • the cored wire is not limited to a wire having a closed seam portion as described above, but also includes a wire in which the seam portion is folded without being closed and sealed.
  • the process of drawing such a wire strand to the diameter of the welding wire may be performed all at once, but here, the rough drawing process and the finish drawing are performed.
  • the process is performed separately from the process will be described.
  • the wire rod of the raw material is subjected to pickling to remove the scale generated by the high temperature during hot rolling, and then a lubricating film such as phosphate is formed on the surface.
  • Sent In the rough drawing process, the cross-sectional area is reduced by continuously passing through a plurality of hole dies. However, this is performed by dry drawing using a lubricant mainly composed of metal metal or the like.
  • a roller die drawing between free-form hole rolls may be performed instead of a part of the wire drawing by the hole die. This is because if the area reduction rate is increased by one time in hole die drawing, the pulling force will increase significantly and the material may be broken. This is because the rate can be increased.
  • the material that has been roughly drawn and drawn to a thickness several times the diameter of the product is hardened by work hardening, it is annealed to soften it so that the subsequent drawing process can be performed easily. After the surface is cleaned, it is copper-plated and sent to the finish drawing process. In the above process, copper plating may not be performed on a stainless steel welding wire or the like, and annealing may not be performed depending on the use of the welding wire.
  • finish wire drawing the diameter of the product is continuously passed through a plurality of hole dies to make the product diameter.In general, the hole die is immersed in emulsified oil or wet wire drawing is performed while spraying emulsified oil into the hole die. It is.
  • the welding wire must have appropriate strength and elasticity to prevent buckling at the time of feeding, but this is satisfied by work hardening by finish drawing.
  • the rough drawing is divided into two or more stages, and an annealing process for softening the material is inserted in the middle.
  • the annealing process includes a method in which the wound material is placed in a furnace and a method in which wires are continuously passed through the furnace. Also like this There are differences in details depending on each manufacturing plant, such as the continuous annealing process and the copper plating process performed continuously on one line.
  • the manufacturing process of the solid wire in the case of the cored wire, if the drawing is performed in a state where the step of adding the filler has been completed, the filler may approach the hole. Perform cold rolling with die rolls, reduce the surface area until the packing material becomes dense enough not to move in the pipe, and then perform rough drawing. The subsequent steps are the same as for the solid wire.
  • the present invention uses a conventional hole die for at least a part of the drawing process in the above-described series of processes for manufacturing a welding wire by drawing a wire and sequentially reducing the diameter of the wire.
  • a dry-type die drawing while feeding powder lubricant is performed, then a mouth-to-die die drawing, and then a wet-type die drawing.
  • a rough surface necessary for storing the lubricant is formed on the surface of the wire, and a welding wire having good feedability can be manufactured.
  • the finish wire drawing process is a process after a dry hole die drawing in a series of wire drawing processes.
  • the effect of the present invention can be achieved by combining at least a part of the drawing process, more specifically, at the final stage or immediately before the final stage of the drawing process, by combining the three types of drawing processes described above. can get. Therefore, the type of the rough drawing process is not particularly limited in the present invention, and another drawing process may be added before the above-described process of the present invention in the finish drawing process. The need for this is not normally present and does not depart from the spirit of the invention.
  • a hole die may be used to apply a lubricating oil while performing final wire drawing with a small area reduction rate to finish the product to a diameter.
  • the welding wire manufactured by the manufacturing method of the present invention has good feedability.
  • both a solid lubricant and a lubricating oil are provided attached to the surface.
  • the solid lubricant used is one or two of M o S 2 and WS 2.
  • the solid lubricant and the lubricating oil to be attached to the welding wire product as described above are hereinafter referred to as a solid lubricant for feeding and a lubricating oil for feeding, respectively, to be distinguished from the lubricant for wire drawing.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of an apparatus for performing the manufacturing method of the present invention.
  • the material wire 11 used in the manufacturing process of the present invention is wound around a supply reel 12 in this example.
  • This material wire is a material that is in the process of manufacturing a copper-coated or unplated solid wire or cored wire and has a diameter of about 2 to 5 mm.
  • Such roughness can often be achieved by performing hole die drawing using a dry lubricant at the end of rough drawing, but using a roller die whose surface has been roughened by shot blasting etc. It may be drawn. Alternatively, chemical corrosion such as adjusting the conditions of the pickling treatment performed as a pretreatment step for copper plating may be employed.
  • the roughness R a is the absolute value average roughness viewed in of the deviation from the center line in the roughness curve, similarly also in the Japanese Industrial Standard (JIS) than in many countries standards R a Is displayed as.
  • the surface roughness of the wire according to the present invention is a value measured as a roughness curve in the length direction of the wire as described above even when not otherwise specified. It is.
  • a powder lubricant including a solid lubricant for feeding is used, and wire drawing is performed by a hole die 13 without using a liquid lubricant.
  • reference numeral 31 denotes a take-up capstan that pulls the wire to apply a pull-out force, and the wire is wound around a rotationally driven cylinder a plurality of times.
  • Reference numerals 32 to 36 elsewhere are take-off capstans having the same function.
  • the wire surface after drawing has the same roughness as the material wire, and there is no dent in the surface Powder lubricant remains. It is desirable to use a rotary die as the hole die 13 used for dry-hole die drawing in order to maintain a uniform cross section.
  • roller die drawing is performed.
  • cassette type roller dies 21, 22, 23, 24 are used.
  • Fig. 1 four force-set roller dies are provided, and
  • Fig. 2 is a conceptual diagram of one of them.
  • small-diameter rollers 41 to 50 with grooves corresponding to the thickness of the wire 51 to be machined reference numerals 41 and 42, 43 and 44, 45 and 46, etc.
  • a pair of roller dies are formed in pairs.
  • a plurality of pairs of these roller dies for example, five pairs in FIG. 2, are arranged close to each other by changing their rotation axes by 90 degrees.
  • These roller dice pairs are called cassette-type roller dice because they are assembled as a single block in a compact manner.
  • the wire drawing by the roller die is performed without using a new lubricant, and the wire is sequentially reduced in diameter.However, due to the shape retention action of the powder lubricant remaining in the recess on the wire surface by the dry hole die drawing, the wire is drawn. The dents on the surface are less likely to collapse, so that the reduction in roughness is minimized. That is to say Unlike wire hole dies, there is no slip between the wire surface and the die, i.e., the roller, so that the powder lubricant remaining on the wire surface is less likely to be scraped off and remains pressed down. It is.
  • the wire reduced to a specified diameter by roller die drawing is drawn to about 1 to 2 mm, the product diameter, by wet hole die drawing.
  • the wet hole die wire drawing machine 14 is composed of a multi-stage slip type wire drawing machine in which a plurality of hole dies 15 are arranged in a lubricating oil tank. In the final stage, wet-hole die wire drawing reaches a speed of 100 Om / min.However, it has a cleaning function to remove excess lubricant and dirt on the wire surface, and a function to impart roundness to the wire. Having. On the other hand, in this wet-hole die drawing, the irregularities on the wire surface are gradually removed by drawing with a plurality of hole dice, and the powder lubricant remaining in the dents is reduced accordingly.
  • the surface reduction rate in the wet hole die drawing process is adjusted by adjusting the distribution of the area reduction rate between the dry hole die drawing process, the mouth die drawing process and the wet hole die drawing process at the end. Will be secured.
  • the hole diameter 16 is used to finish the wire while applying lubricating oil to finally make the product diameter.
  • reference numeral 17 denotes a take-up reel for winding the welding wire 18 manufactured in a series of drawing steps.
  • a part of the finishing wire drawing process which was conventionally performed exclusively by the hole die, is replaced with the roller die wire drawing to reduce the surface area by reducing the wet hole die drawing.
  • the area ratio is reduced.
  • the powder lubricant is embedded in the wire surface by dry hole die wire drawing, and the subsequent roller die wire drawing is a surface reduction process mainly using pressing force, so the powder lubricant in the dent is difficult to be discharged, and rough Degree is maintained.
  • Subsequent drawing of the wet-hole die is a surface reduction process by drawing in a liquid, so the powder lubricant in the dent is easily discharged and not replenished, and the dent gradually reduces. Therefore, by limiting the area reduction rate in the wet-hole die drawing, it is possible to secure the required roughness of the welding wire product.
  • Desired roughness as welding wire which exhibits good delivery performance is roughness R a in the longitudinal direction of the profile is 0. 0 8 // m or more.
  • the desirable amount of the lubricant for delivery which is the sum of the solid lubricant for delivery and the lubricant for delivery, is 0.3 g or more per 10 kg of wire.
  • M o S 2 alone, WS 2 or singly or be mixed Mo S 2 and WS 2 but to attach the wire 1 0 kg per 0. 0 1 g or more I Le M o S 2 and WS 2 reduces the friction between the liner internal wall and the wire Konji' Tochubu, there is the effect of suppressing the increase in feeding resistance.
  • the solid lubricant for feeding is attached to the wire surface by containing at least 10% of the powder lubricant used in the above-mentioned dry hole die drawing process at a ratio of 10%.
  • the lubricating oil for feeding may be any of animal oil, vegetable oil, mineral oil, synthetic oil, etc., but it is preferable that 0.2 g or more per 10 kg of wire adhere.
  • the lubricating oil for delivery adheres to the entire surface of the wire, and mainly serves to supplement the lubricating action of the solid lubricant for delivery attached to the recess of the wire. As described earlier with reference to FIG. 1, this feed lubricating oil can be attached to a product by using it as a lubricating oil for wire drawing in finish wire drawing using the hole die 16. Also, the product wound up on the reel can be applied and adhered to the wire surface when it is subsequently wound up.
  • Example 1 Example 1
  • a spool wound wire product with a diameter of 1.4 mm is prototyped according to the process shown in Fig. 1. did.
  • the product types are flux-cored wire (JISZ 313 YFW—C50DR, flux filling rate 15%) and solid wire (JISZ 3 3 1 2 YGW 11).
  • the feeding performance was examined. Note roughness R a in the longitudinal direction of the profile of the material of the wire was used and what the 1. 5 jLt m of 0. 7 m.
  • the wire was drawn at a reduction in area of 20% using a rotary die type hole die.
  • the powder lubricant used was a lubricant mixed with graphite, tetrafluoroethylene, potassium stone, titanium oxide, talc, wax, etc., and MoS and WS as lubricants for delivery. It is a mixture of 30 to 50%.
  • Wire drawing by a cassette type roller die was performed without using a lubricant at a surface reduction rate of 40 to 70%.
  • Table 1 shows the test conditions.
  • numbers 1 to 10 are conditions of the present invention.
  • Numbers 1 to 3 are obtained by changing the reduction rate of dry hole die wire drawing to 15, 20, and 25%, with the content of Mo S 2 in the powder lubricant being 40%.
  • Nos. 4 to 6 are obtained by changing the MoS 2 content in the powder lubricant to 30%, 40%, and 50%, assuming that the reduction in area of the dry-hole die wire drawing is 20%. is there.
  • the finishing diameter of the roller die wire drawing is 1.70 mm (area reduction 65 to 69%) for Nos. 1 to 3, and 2.20 mm (44% reduction) for Nos. 4 to 6. did. No.
  • the number 10 is an example in which the flux-cored wire of number 2 is replaced with a solid wire.
  • Numbers 11 to 15 are comparative examples that deviate from the conditions of the present invention.
  • Nos. 11 to 13 are those in which roller die drawing was not performed between the dry hole die drawing process and the wet hole die drawing process.Therefore, the reduction rate of wet hole die drawing was 70%. Above and big.
  • Nos. 14 and 15 do not perform dry hole die drawing and mouth die drawing, but are based on the conventional method of manufacturing a welding wire.
  • the above wire feedability test was performed using the apparatus shown in the conceptual diagram of Fig. 3.
  • the welding wire 62 wound on the spool 73 is fed to a welding position 66 via a conduit tube 65 connected to a wire feeding device 61.
  • a steel plate 68 is placed on the turntable device 69, and a bead-on-plate is formed on the steel plate 68 by a welding wire coming out of a welding torch 67 connected to the end of the conduit tube 65. Is welded.
  • the conduit tube 65 had a length of 6 m, and two rings 70 with a diameter of 15 Omm were formed in the middle of the conduit tube in order to provide a feeding resistance to the wire.
  • reference numeral 63 denotes a pinch roller.
  • a feed resistance received when the welding wire passed through the conduit tube was detected as a reaction force by a mouth cell 71 provided in a mechanism portion of the wire feeding roller 64. Then, the feed performance of the test wire was evaluated by the feed resistance and the slip ratio as described above.
  • the welding conditions in the above feeding test were as follows: carbon dioxide gas was used as the shielding gas, welding voltage was 33 V, welding current was 300 A, welding speed was 30 cm / min, and wire feeding speed was 10 m. / min. Table 2 Surface properties Delivery test
  • Numbers 1 to 10 under the conditions of the present invention all show low values of feed resistance of 2 to 4 kgf and slip rates of 3 to 7%, and have good feedability and stable arc.
  • Nos. 1, 2, 3 and 10 have smaller finish diameters of cassette-type roller dies and smaller reduction rates of wet-hole dies than Nos. 4, 5, 6, 8 and 9.
  • the feed resistance is lower and the slip ratio is slightly higher in the good range.
  • the numbers 7, roughness R a of the material of the wire 1. 5 / m and that higher roughness of the product from a large adhesion amount of feed for the solid lubricant has become slightly higher, as a result Sri The tapping rate is slightly higher than that of No. 5.
  • It number 1 1 is a comparative example 1 3, roughness R a of the product 0. 0 8 m and rather small, slightly small amount of deposition of feeding lubricant.
  • both the supply resistance and the slip rate were larger than those of Nos. 1 to 10 of the present invention, and the result was that the feedability was slightly inferior.
  • Nos. 14 and 15 have a small product roughness Ra of 0.08 m, and have no attached solid lubricant for feeding.
  • both the supply resistance and the slip rate were large, the feedability was poor, the arc was not stable, and good welding was not possible.
  • FIGS. 6 and 7 are photographs of the surface of the welding wire manufactured under the conditions of Nos. 2 and 11 in the above-described example, respectively, using a scanning electron microscope. Although the surface of the welding wire according to the manufacturing method of the present invention in FIG. 6 has a sufficient roughness, the surface of the welding wire according to the manufacturing method of the comparative example in FIG. 7 is slightly smooth. Understand. Industrial applicability
  • the present invention is to produce a welding wire by drawing a wire strand and sequentially reducing the diameter.
  • wire drawing for dry products is replaced by a process using dry hole die drawing, mouth-to-die die drawing, etc., instead of the conventional wire drawing using hole dies.
  • the rough surface required to store the lubricant is formed at low cost.

Landscapes

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  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)

Description

明細書 溶接用ワイヤの製造方法 技術分野
この発明は、 自動溶接や半自動溶接に用いるソリ ッ ドワイヤ、 コア一 ドワイヤ等の細径の溶接用ワイヤの製造方法に関し、 特に溶接作業時に コンジッ トチューブを通してワイヤを溶接トーチに送るさいに円滑な送 給を可能とするものを提供する。 背景技術
一般に炭酸ガスガスシールドアーク溶接、 M I G溶接等には細径 （ 0 . 8〜 1 . 6 m m ) のソリ ッ ドワイヤまたはコア一ドワイヤが使用さ れる。 ソリ ッ ドワイヤは中心部まで一様なワイヤであり、 コア一ドワイ ャは鋼製の外皮の内部にフラックスなどが充填されているものでフラッ クス入りワイヤとも称される。 これらの溶接用ワイヤはスプールに巻か れるか、 長く連続したものが必要なときはべ一ルパックに装填された形 態で溶接に供せられる。 溶接作業に当たっては上記スプールまたはべ一 ルパックの近傍に設けられたワイヤ送給装置によりワイヤに駆動力を与 え、 コンジッ トチューブを通して溶接位置にある溶接トーチ内の給電 チップ部分まで送給するという方式が慣用されている。 上記ワイヤ送給 装置はモータからの動力によって回転されるワイヤ送給ローラと、 ワイ ャ送給ローラとの間でワイヤを挟んで押しつける自由回転のピンチロー ラとによって構成されている。 また上記コンジッ トチューブのワイヤと 接触する中心部には、 鋼線をスパイラル状にして形成されたフレキシブ ルな案内管であるライナが設けられている。 ところでコンジッ トチューブの長さは通常 3ないし 6 mであるが、 広 領域の溶接を行なう場合には 2 O m程度の長尺のこともあり、 溶接個所 までの距離に合わせて選択使用される。 このようにコンジッ トチューブ を必要に応じて長くすることにより、 造船における溶接現場のような狭 隘な場所あるいは高低差がある場所であっても、 軽い溶接トーチのみを 移動すれば良いので容易に溶接作業を行なえる利点がある。
しかしながら、 コンジッ トチューブを長くすることによって溶接用ヮ ィャの送給に対する抵抗が大きくなるという問題が生ずる。 ワイヤは送 給装置の駆動力によってコンジッ トチューブのライナ内に押し込まれる 力 ライナ内面からは接触摩擦による送給抵抗力を受ける。 このときコ ンジッ トチューブが直線状態に近い場合には送給抵抗力はそれ程大きく ならないが、 屈曲個所が多いときや屈曲の曲率半径が小さいときには特 にコンジッ トチューブが長尺化した場合、 送給抵抗力が増加する。 安定 した溶接作業を行ない欠陥の無い溶接を行なうためには溶接用ワイヤを 決められた一定の速度で溶接個所に供給すること、 つまり送給性が良好 であることが必要である。 しかしながら上記のようにコンジッ トチュー ブによる送給抵抗力が大きくなると送給装置の駆動力とのバランスが崩 れ送給性が悪化する。
コンジッ トチューブによるワイヤの送給抵抗力を減少させる手段とし ては潤滑剤を使用することが必要である。 このためコンジッ トチューブ のライナ内に M o S 2 などの固体潤滑剤を入れるといったことが行なわ れるがそれだけでは不十分であり、 ワイヤ自体に油脂などの潤滑剤を塗 布する必要がある。 この場合ワイヤ送給装置の近くにおいてワイヤに油 を塗布することが考えられるが、 塗油量を正確に管理することは溶接作 業者に過剰な労力の負担を強いることになり事実上困難である。 塗油量 が不足であれば潤滑が不十分になって不都合であることは当然である 力 過剰になるとワイヤ送給ローラとワイヤとの間でスリップが生じて ワイヤ送給速度が不安定になったり、 さらには油に起因する溶接金属中 の水素量の増加のおそれもある。 なお、 ワイヤ送給ローラから出たワイ ャには長さ方向の圧縮力が加わっているためむき出しにしておけば座屈 するので、 ワイヤ送給ローラを出るとすぐコンジッ トチューブに接続さ れた管に導入されるようになっている。 したがってワイヤに油を塗布し ようとするとワイヤ送給ローラの上流側で行なわなければならないの で、 上記のようにスリップの問題が生ずるのである。
このようなことから溶接用ワイヤの製造者において適量の潤滑剤をあ らかじめ塗布したものを供給することが要求されており、 現在において はこのような製品が製造されている。 例えば日本特許公告昭 5 0— 2 3 5 6号には、 緻密平滑な表面に潤滑油を塗布した溶接用ワイヤが開示さ れている。 ところがその後ワイヤ表面が緻密平滑であると所定量の潤滑 油をむらなく安定して塗布することが困難なことが判明した。 このため 十分な潤滑性を有するワイヤを得ようとすると潤滑油を多く塗布せざる を得ず、 前述のようにワイヤ送給ローラがスリップし易くなつたり溶接 金属中の水素量が増加するといった問題がある。
そこで、 ワイヤ表面の粗度を大きくしてその凹みに潤滑油を保持させ ることにより、 潤滑油をワイヤ長手方向のむらがなく、 かつ安定して塗 布する技術が提案された。 例えば、 日本国特許公告平 4— 5 2 1 9 7号 には特定のガス雰囲気下で焼鈍した後伸線加工することにより、 ワイヤ 表面の粗度を大きくする技術が開示されている。 しかしながらワイヤ成 分中に T i 、 S i 、 M n等の焼鈍温度において鉄以上に酸素と親和力の 強い合金元素を十分に必要とすることから一般性に乏しい。
また日本国特許公告昭 5 8— 5 6 6 7 7号には、 潤滑油圧力を高めて 強制潤滑しつつ孔ダイスにより伸線加工することでワイヤ表面の粗度を 大きくする技術が開示されている。 しかしながらこの方法はワイヤ表面 の平坦率は小さくできるものの大きな粗度すなわち深い凹凸は得にく く、 そのため表面の潤滑油付着量がワイヤ 1 0 k g当たり 2 . O g以上 と多量でないと送給性の改善は望めない。 またその他レーザー照射によ る方法、 ショ ッ トブラストによる方法、 表面を凹凸加工した超硬ロール で加工する方法等の粗面形成方法が提案されているがいずれも設備費や 加工費が高いという欠点があり、 適当な方法とはいえない。 発明の開示
本発明は上記のような問題点から、 溶接用ワイヤを製造するに当たり 素線から順次細径に加工していく工程を従来と異なるものにすることに より、 潤滑剤を溜めるのに必要な粗面をワイヤ表面に形成させる方法を 提供する。 このようなワイヤの表面に送給用潤滑剤を塗布することによ り、 過酷な使用環境下においても潤滑切れを起こさず良好な送給性を発 揮する溶接用ワイヤが提供できる。
すなわち本発明は、 ワイヤ素線を伸線して溶接用ワイヤを製造する方 法における伸線工程の少なくとも一部分において、 粉体潤滑剤を供給し つつ行なう乾式孔ダイス伸線、 次いでカセッ ト型ローラダイスなどによ る口一ラダイス伸線、 さらに次いで湿式孔ダイス伸線を行なうことを特 徴とするものである。 またさらにその後、 孔ダイスを使用し潤滑油を塗 布しつつ行なう伸線工程により製品の径にすることとしてもよい。
ここにおいて前記乾式孔ダイス伸線が行なわれる前のワイヤは、 好ま しくはその時のワイヤの長さ方向のプロフィルの粗度 R a が 0 . 3 m 以上であることも特徴とする。
また本発明の製造方法による製品である溶接用ワイヤは、 ソリッ ドヮ ィャであるかフラックスコア一ドワイヤであり、 また好ましくは長さ方 向のプロフィルの粗度 R a が 0 . 0 8 ^ m以上であることも特徴とす る。 図面の簡単な説明
図 1は本発明の製造方法を実施するための装置の例を示す概念図であ り、 図 2はカセッ ト型ローラダイスの概念図であり、 図 3はワイヤ送給 性試験を行なった装置の概念図である。 また図 4は本発明の製造方法に よる溶接用ワイヤの表面の走査型電子顕微鏡の写真、 図 5は比較例の製 造方法による溶接用ワイヤの表面の走査型電子顕微鏡の写真である。 発明を実施するための最良の形態
本発明においてはワイヤ素線を伸線し順次細径にして溶接用ワイヤを 製造する方法において、 伸線工程の終わりの方の段階の少なくとも一部 分を従来から行なわれている方法と異なるものにする。 すなわちワイヤ 素線として溶接用ワイヤの製造工程に供される材料は、 ソリッ ドワイヤ を製造する場合は線材圧延機により熱間圧延されて製造された線材で あって、 たとえば直径 1 O m mといった寸法のものである。 またコア一 ドワイヤを製造する場合においては外径 1 O mmといった寸法の長い管 に振動を加えつつ、 一端から内部にフラックス等の充填剤を送り込んで 充填したものや、 帯状の板を連続的に送りながら成形ロールで U字形に 曲げ、 この中に充填剤を入れた後さらに曲げて円筒状にしつつ連続的に シーム部を溶接したものである。 なお本発明においてはコア一ドワイヤ は上記のようにシーム部が閉鎖されているものに限らず、 シーム部が閉 鎖密封されずに折り込んだりした状態のものも対象である。
このようなワイヤ素線を伸線して溶接用ワイヤの径までにする工程は 一挙に連続的に行なう場合もあるが、 ここでは荒引伸線工程と仕上伸線 工程とに分けて行なう場合を説明する。 ソリ ッ ドワイヤを製造する場合 であると、 素材の線材は熱間圧延時の高温によって生じたスケールが酸 洗によって除去されたのち燐酸塩などの潤滑皮膜が表面に形成され、 荒 引伸線工程に送られる。 荒引伸線工程では複数の孔ダイスを連続的に通 して断面積が減少されるが、 金属石險などを主成分とする潤滑剤を使用 した乾式伸線によって行なわれる。 この荒引伸線工程においては、 自由 回転の孔型ロールの間を通すローラダイス伸線が上記孔ダイスによる伸 線の一部に代えて行なわれることもある。 これは孔ダイス伸線では 1回 の減面率を大きくしょうとすると引抜力の増加が著しくなり材料が破断 するおそれがあるが、 ローラダイス伸線ではこのような問題が少なく 1 回の減面率を大きくできるからである。
製品の径の数倍の太さまで荒引伸線された材料は加工硬化によって硬 くなっているので焼鈍を行なって軟化させ、 後の伸線工程が容易に行な えるようにする。 さらに表面を清浄にしたのち銅めつきを施して仕上伸 線工程に送られる。 なお上記工程において、 ステンレス鋼の溶接用ワイ ャなどにおいては銅めつきは行なわれないこともあり、 また溶接用ワイ ャの用途などによっては焼鈍が行なわれないこともある。 仕上伸線では 複数の孔型ダイスを連続的に通して製品の径にするが、 一般に孔ダイス を乳化油の中に浸漬するか、 孔ダイスに乳化油を噴射しつつ行なう湿式 伸線によって行なわれる。 溶接用ワイヤは送給時に座屈しないために適 度の強度と弾力性が必要であるが、 仕上伸線による加工硬化によってこ れが満足される。
上記のような溶接用ワイヤの製造工程において、 荒引伸線を 2段階以 上に分けて中間に材料を軟化させるための焼鈍工程を入れるといったこ とも行なわれる。 また焼鈍工程は巻き取った材料を炉内に入れて行なう 方法や、 線を連続的に炉内に通して行なう方法がある。 またこのような 連続的な焼鈍工程と銅めつきの工程を一つのラインで連続して行なうな ど、 それぞれの製造工場によっての細部の相違はある。 また上記はソ リ ッ ドワイヤの製造工程について述べたが、 コア一ドワイヤの場合は充 填剤を入れる工程が終了したままの状態では引抜きを行なうと充填剤が 寄ってしまうおそれがあるので、 孔型ロールによる冷間圧延を行ない充 填剤が管内で移動しない程度に密になるまで減面してから荒引伸線を行 なう。 以後の工程はソリッ ドワイヤの場合と同様である。
ところで本発明は、 ワイヤ素線を伸線し順次細径にして溶接用ワイヤ を製造する上記のような一連の工程のうち、 伸線工程の少なくとも一部 分を従来からのもっぱら孔ダイスを使用する伸線に代えて、 粉体潤滑剤 を送給しつつ行なう乾式孔ダイス伸線、 次いで口一ラダイス伸線、 さら に次いで湿式孔ダイス伸線を行なう工程にするものである。 これにより 潤滑剤を溜めるのに必要な粗面をワイヤ表面に形成させ、 送給性が良好 な溶接用ワイヤを製造できる。
本発明において仕上伸線工程とは、 一連の伸線工程において乾式孔ダ イス伸線以降の工程である。 伸線工程の少なくとも一部分において、 さ らに具体的には伸線工程の最終段階かその直前までの段階において、 前 記のような 3種類の伸線工程を組み合わせて行なえば本発明の効果が得 られる。 したがって荒引伸線工程をどのようなものにするかは本発明に おいて特に限定するものではなく、 また仕上伸線工程において本発明の 上記工程の前に別の伸線工程を付加することもその必要性は通常無いも のの本発明の趣旨から逸脱するものではない。 また一方後にも述べるよ うに、 上記工程の後に孔ダイスを使用し潤滑油を塗布しつつ行なう減面 率の小さな最終的な仕上伸線を行なって製品の径に仕上げることもあ る。
本発明の製造方法によって製造された溶接用ワイヤは良好な送給性を 具備するために固体潤滑剤と潤滑油との両方が表面に付着された状態で 提供される。 これらを均一にかつ安定に表面に付着させるような表面状 態の溶接用ワイヤを提供することが本発明の目的とするところである。 ここで固体潤滑剤としては M o S 2 や W S 2 の 1種または 2種が使用さ れる。 なお上記のように溶接用ワイヤの製品に付着させる固体潤滑剤と 潤滑油を以下においてはそれぞれ送給用固体潤滑剤と送給用潤滑油とし て、 伸線用の潤滑剤と区別する。 以下にさらに詳細に本発明の技術を説 明する。
図 1は本発明の製造方法を実施するための装置の例を示す概念図であ る。 本発明の製造工程に供される素材ワイヤ 1 1はこの例では供給リー ル 1 2 に巻かれている。 この素材ワイヤは銅めつきされた、 あるいは めっきなしのソリツ ドワイヤまたはコア一ドワイヤの製造工程の途中の 材料であり、 直径 2ないし 5 m m程度のものである。 また表面粗度は J I S B 0 6 0 1— 1 9 9 4で規定される R a でワイヤの長さ方向のプ 口フィルの粗度 R a が 0 . 3 m以上であるものが望ましい。 これは本 発明の工程の前の素材ワイヤがすでにある程度の粗度を有していた方 力^ 本発明における製品粗度の形成の効果がより有効に発揮できるから である。 このような粗度は荒引伸線において乾式潤滑剤を使用した孔ダ イス伸線を最後に行なうことにより達成できることが多いが、 表面を ショ ッ トブラスト等で粗面にしたローラダイスを使用して伸線してもよ い。 また銅めつきの前処理工程として行なう酸洗処理の条件を調整する といった化学的腐蝕によってもよい。 なお上記粗度 R a は粗さ曲線の中 心線からの偏差の絶対値の平均値で表示した粗さであり、 上記日本工業 規格 （ J I S ) 以外の多くの国の規格においても同じく R a として表示 されている。 また本発明におけるワイヤの表面粗度は特に断らない場合 においても上記のようにワイヤの長さ方向の粗さ曲線として測定した値 である。
まず本発明の最初の工程である乾式孔ダイス伸線の工程では、 送給用 固体潤滑剤を含む粉末潤滑剤を使用し、 孔ダイス 1 3によって液体潤滑 剤を使用せずに伸線を行なう。 図 1において 3 1はワイヤを引張って引 抜き力を与える引き取りキヤプスタンであって、 回転駆動される円筒に ワイヤが複数回巻き付けられている。 他の個所にある符号 3 2ないし 3 6も同じ機能を有する引き取りキヤブスタンである。 孔ダイス 1 3で伸 線することによりワイヤ表面に粉末潤滑剤が強く押し込まれる結果、 伸 線後のワイヤ表面は素材ワイヤと同程度の粗度になるとともに、 その表 面の凹みの中には粉体潤滑剤が残留する。 なお乾式孔ダイス伸線に使用 される孔ダイス 1 3としては、 均一な断面を維持するために回転ダイス を使用することが望ましい。
次いでローラダイス伸線を行なうが、 図 1の例においてはカセッ ト型 ローラダイス 2 1 、 2 2、 2 3、 2 4を使用している。 図 1において力 セッ ト型ローラダイスは 4個設けられているが、 図 2はその一つのもの の概念図である。 この図に示すように加工されるワイヤ 5 1の太さに見 合う溝を有する小径のローラ 4 1ないし 5 0力 、 符号 4 1 と 4 2、 4 3 と 4 4、 4 5と 4 6等というように対をなしてそれぞれ単位のローラダ イスを形成している。 そしてこれらローラダイスが複数対、 たとえば図 2においては 5対その回転軸を互いに 9 0度変えて接近させて配置され ている。 これらのローラダイスの対は全体を 1個のブロックとしてコン パク 卜に組み立てられているのでカセッ ト型ローラダイスと称される。 ローラダイスによる伸線は潤滑剤を新たに使用することなしに行なわれ ワイヤは順次縮径されるが、 前記乾式孔ダイス伸線によってワイヤ表面 の凹みに残留した粉体潤滑剤の保形作用により表面の凹みは潰れ難くな り、 したがって粗度の減少は極力抑えられる。 すなわち口一ラダイスに よる伸線では孔ダイスによる場合と異なりワイヤ表面とダイスすなわち ローラとのスリ ップがないので、 ワイヤ表面に残留した粉体潤滑剤がし ごき取られることが少なく押さえ付けられるようにして残るのである。 ローラダイス伸線により所定の径まで縮径されたワイヤは、 湿式孔ダ イス伸線で製品の直径である 1 ないし 2 m m程度まで伸線が行なわれ る。 湿式孔ダイス伸線装置 1 4は潤滑油槽内に複数の孔ダイス 1 5が配 置された多段式のスリ ップ型の伸線機により構成されている。 湿式孔ダ イス伸線は最終段階では毎分 1 0 0 O mもの速度に達するが、 ワイヤ表 面の余分な潤滑剤、 汚れ等を落とす洗浄機能とワイヤの真円性を付与す る機能とを有する。 一方この湿式孔ダイス伸線においては複数個の孔ダ イスによる引き抜き加工によりワイヤ表面の凹凸は次第に削ぎ取られ、 それに伴って凹みに残留した粉体潤滑剤も減少していく。 したがって湿 式孔ダイス伸線の工程における減面率は製品として送給性の確保に必要 な粗度と送給用潤滑剤の付着量を確保しうる量に止める必要がある。 つ まり先の乾式孔ダイス伸線工程、 口一ラダイス伸線工程およびこの湿式 孔ダイス伸線工程との減面率の配分を調整して、 製品の粗度と送給用潤 滑剤の付着量を確保することになる。 図 1の例においてはさ らに湿式孔 ダイス伸線工程の後、 孔ダイス 1 6を使用し潤滑油を塗布しつつ行なう 仕上伸線により最終的に製品の径にしている。 このように湿式伸線の後 にワイヤ径の調整などの目的で製品の粗度の確保を害しない範囲で伸線 工程を付加することは本発明の趣旨から逸脱するものではない。 図 1 に おいて 1 7は一連の伸線工程で製造された溶接用ワイヤ 1 8を巻き取る 巻取り リールである。
このように本発明は従来はもっぱら孔ダイスによる伸線を行なってい た仕上伸線の工程のうち、 一部をローラダイス伸線に置き換えて減面率 を負担し、 湿式孔ダイス伸線の減面率を軽減したものである。 これによ り乾式孔ダイス伸線で粉体潤滑剤がワイヤ表面に埋め込まれ、 その後の ローラダイス伸線は押し付け力を主とする減面加工であるから凹み内の 粉体潤滑剤は排出され難く、 粗度は維持される。 その後の湿式孔ダイス 伸線は液体中での引き抜きによる減面加工であることから凹み中の粉体 潤滑剤は排出され易くまた補充もされず、 凹みは次第に縮小する。 した がって湿式孔ダイス伸線における減面率を制限することにより溶接用ヮ ィャの製品において必要な粗度を確保できる。
良好な送給性能を発揮する溶接用ワイヤとして望ましい粗度は、 長さ 方向のプロフィルの粗度 R a が 0. 0 8 //m以上である。 また送給用固 体潤滑剤と送給用潤滑油との合計である送給用潤滑剤の望ましい付着量 はワイヤ 1 0 k g当たり 0. 3 g以上である。 送給用固体潤滑剤は前記 した通り、 M o S 2 単独、 WS 2 単独あるいは Mo S 2 と WS 2 を混合 してもよいが、 ワイヤ 1 0 k g当たり 0. 0 1 g以上付着させるのがよ レ M o S 2 や WS 2 はコンジッ トチューブのライナ内壁とワイヤとの 摩擦を低減し、 送給抵抗の増加を抑制する作用がある。 送給用固体潤滑 剤は前記の乾式孔ダイス伸線工程で使用する粉体潤滑剤に少なくとも 1 0 %の割合で含有させることによりワイヤ表面に付着させる。
また送給用潤滑油は動物油、 植物油、 鉱物油あるいは合成油等のいず れでもよいが、 ワイヤ 1 0 k g当たり 0. 2 g以上付着するのがよい。 送給用潤滑油はワイヤ表面全体に付着することにより、 主にワイヤの凹 みに付着した送給用固体潤滑剤の潤滑作用を補完する役目を持つ。 この 送給用潤滑油は図 1によって先に説明したように、 孔ダイス 1 6を使用 する仕上伸線において伸線用潤滑油として使用することにより製品に付 着させることができる。 またリ一ルに巻き取られた製品をその後に巻替 える時にワイヤ表面に塗布して付着させることもできる。 実施例
以下、 本発明を実施例によって具体的に説明する。 荒引伸線工程によ り直径 3. 3 mmにした後、 焼鈍、 銅めつき処理をしたワイヤを素材と して、 図 1に示す工程に従って直径 1. 4 mmのスプール巻きワイヤの 製品を試作した。 製品の種別はフラックス入りワイヤ （ J I S Z 3 3 1 3 YFW— C 5 0 DR、 フラックス充填率 1 5 %) とソリ ッ ドワイ ャ （ J I S Z 3 3 1 2 YGW 1 1 ) であり、 これらの表面性状と送 給性能を調べた。 なお素材のワイヤの長さ方向のプロフィルの粗度 R a は 0. 7 mのものと 1 . 5 jLt mのものを用いた。
乾式孔ダイス伸線においては、 回転ダイス方式の孔ダイスにより減面 率 2 0 %で伸線した。 使用した粉体潤滑剤はグラフアイ ト、 4弗化工チ レン、 カリ石鹼、 酸化チタン、 タルク、 ワックス等を混合した潤滑剤中 に、 送給用潤滑剤として M o S や WS を全体の 3 0ないし 5 0 %に なるように混合したものである。
カセッ ト型ローラダイスによる伸線では潤滑剤を使用せずに減面率 4 0ないし 7 0 %で伸線した。
湿式孔ダイス伸線においては、 伸線槽内に合成油とァニオン活性剤を 主成分とする乳化油を入れ、 5ないし 1 0個の孔ダイスにより減面率 3 0ないし 6 0 %となるように伸線を行なった。 さ らに最終仕上ダイス (図 1の符号 1 6 ) で送給用潤滑剤を兼ねたパ一ム油を使用して伸線を 行ない製品径に仕上げた。 表 1
Figure imgf000015_0001
* F :フラックス入りワイヤ S :ソリッドワイヤ 表 1に試験条件を示す。 表 1で番号 1ないし 1 0は本発明の条件のも のである。 番号 1から 3は粉体潤滑剤中の M o S 2 含有率を 4 0 %とし て、 乾式孔ダイス伸線の減面率を 1 5、 2 0、 2 5 %と変化させたもの である。 また番号 4から 6は乾式孔ダイス伸線の減面率を 2 0 %とし て、 粉体潤滑剤中の M o S 2 含有率を 3 0、 4 0、 5 0 %と変化させた ものである。 またローラダイス伸線の仕上径を番号 1から 3では 1. 7 0 mm (減面率 6 5ないし 6 9 %) とし、 番号 4から 6では 2. 2 0 m m (減面率 44 %) とした。 また番号 7は番号 5において素材の表面粗 度を変更した例、 番号 8および 9はそれぞれ番号 5において送給用固体 潤滑剤の種類を変更した例である。 また番号 1 0は番号 2のフラックス 入りワイヤに代えてソリッ ドワイヤにした例である。
番号 1 1ないし 1 5は本発明の条件から外れた比較例である。 番号 1 1から 1 3は乾式孔ダイス伸線工程と湿式孔ダイス伸線工程との間で ローラダイス伸線を行なわなかったもので、 このため湿式孔ダイス伸線 の減面率は 7 0 %以上と大きい。 また番号 1 4および 1 5は乾式孔ダイ ス伸線と口一ラダイス伸線を行なっておらず、 従来技術による溶接ワイ ャの製造方法によるものである。
これらの試験における効果の確認のために、 試作ワイヤの表面性状の 調査と送給性試験を行なった。 表面性状調査はワイヤの長さ方向のプロ フィルの粗度 Ra 、 送給用固体潤滑剤および送給用潤滑油の付着量を調 ベた。 ワイヤ送給性試験は後に説明する要領で実施し、 送給抵抗力とヮ ィャのスリップ率を調べた。 そして測定値が以下の範囲であれば良好と した。
粗度 Ra 0. 1 0 m以上 送給用固体潤滑剤 · · · · ワイヤ 1 0 k g当たり 0. 1 0 g以上 送給用潤滑油 ワイヤ 1 0 k g当たり 0. 1 0 g以上 送給抵抗力 6. 0 k g i以下 スリ ップ率 1 0. 0 %以下 上記のワイヤ送給性試験は図 3に概念図を示す装置により行なった。 スプール 7 3に巻かれた溶接用ワイヤ 6 2はワイヤ送給装置 6 1に接続 されたコンジッ トチューブ 6 5を経て溶接位置 6 6まで送給される。 溶 接位置 6 6には鋼板 6 8がターンテーブル装置 6 9上に配置され、 コン ジッ トチューブ 6 5の先端に結合された溶接トーチ 6 7から出た溶接用 ワイヤにより鋼板 6 8にビードオンプレートの溶接が行なわれる。
コンジッ トチューブ 6 5は長さ 6 mのものを使用し、 ワイヤに送給抵 抗を付与するためにコンジッ トチューブの途中には直径 1 5 Ommの輪 7 0を 2個形成した。 ワイヤ送給装置 6 1のワイヤ送給ローラ 6 4の周 速度 V r (=ワイヤの設定速度） を計測すると共に、 走行する溶接用ヮ ィャ 6 2に接触して測定するワイヤ速度検出器 7 2を設けてワイヤ速度 V ωを計測した。 なお図中 6 3はピンチローラである。 これらの計測値 が図示しない演算器に送られ、 下式の計算によりスリ ップ率 が求め られ表示される。
S L = ( V r - V ω) / V r 1 0 0 %
またワイヤ送給ローラ 6 4の機構部分に設けられた口一ドセル 7 1に より、 溶接用ワイヤがコンジッ トチューブを通過する時に受ける送給抵 抗カを反力として検出した。 そして供試ワイヤの送給性能を前記のよう に送給抵抗力とスリ ップ率の値で評価した。
上記の送給性試験における溶接条件は、 シールドガスとして炭酸ガス を使用し、 溶接電圧 3 3 V、 溶接電流 3 0 0 A、 溶接速度 3 0 c m/m i nで、 ワイヤ送給速度は 1 0 m/m i nに設定した。 表 2 表 面 性 状 送給 性 試 験
番
製品の 送給用潤滑剤 総合評価 表面粗度 (gZワイヤ 10kg当り) 抵抗力 スリップ率 号 Ra (k g f ) (%)
(βτη) 固体潤滑剤 潤滑油
1 0.18 0.66 0.64 2.4 5.5 良好
2 0.17 0.54 0.53 2.5 5.3 良好
3 0.17 0.67 0.55 2.3 5.6 良好
4 0.12 0.20 0.49 3.3 3.0 良好
5 0.13 0.24 0.56 3.5 3.5 良好
6 0.13 0.30 0.54 3.4 4.3 良好
7 0.19 0.73 0.63 2.1 6.9 良好
8 0.12 0.18 0.57 3.2 3.2 良好
9 0.12 0.21 0.71 3.3 3.5 良好
10 0.17 0.53 0.82 2.5 5.7 良好
11 0.08 0.06 0.51 6.7 11.1 やや不良
12 0.08 0.05 0.48 7.2 13.8 やや不良
13 0.08 0.07 0.52 6.8 12.7 やや不良
14 0.06 0 0.56 8.9 30.5 不良
15 0.06 0 0.49 9.0 36.7 不良 試験結果を表 2に示す。 本発明の条件のものである番号 1から 1 0は いずれも送給抵抗力が 2ないし 4 k g f 、 スリ ップ率が 3ないし 7 %と 低い値を示し、 送給性が良好でアークが安定していた。 その中で番号 1 、 2 、 3および 1 0は番号 4 、 5 、 6 、 8および 9 に比べてカセッ ト 型ローラダイス伸線の仕上径が細く、 湿式孔ダイス伸線の減面率が小さ いことから粗度の減少が小さ くなり、 製品の粗度が大きく送給潤滑剤の 付着量が多い。 したがって番号 1 、 2 、 3および 1 0はでは、 送給抵抗 力が低めになると共に、 スリ ップ率は良好域内でやや高めになってい る。 また番号 7は、 素材のワイヤの粗度 R a が 1 . 5 / mと大きいこと から製品の粗度も高く、 送給用固体潤滑剤の付着量がやや高めになって おり、 その結果スリ ップ率も番号 5に比べてやや高くなつている。
比較例である番号 1 1ないし 1 3は、 製品の粗度 R a が 0 . 0 8 m と小さ く、 送給用潤滑剤の付着量がやや少ない。 その結果、 供給抵抗 力、 スリ ップ率ともに本発明のものである番号 1ないし 1 0に比べて大 きく、 送給性がやや劣る結果になった。 また番号 1 4および 1 5は製品 の粗度 R a が 0 . 0 8 mと小さく、 また送給用固体潤滑剤の付着量は ない。 その結果、 供給抵抗力、 スリ ップ率が共に大きく、 送給性が不良 でアークが安定せず良好な溶接ができなかった。
図 6および図 7はそれぞれ上記実施例において番号 2 と番号 1 1の条 件で製造された溶接用ワイヤの走査型電子顕微鏡による表面の写真であ る。 図 6の本発明の製造方法による溶接用ワイヤの表面は十分な粗度を 有しているが、 図 7の比較例の製造方法による溶接用ワイヤの表面は平 滑気味になっていることがわかる。 産業上の利用可能性
本発明は、 ワイヤ素線を伸線し順次細径にして溶接用ワイヤを製造す る一連の伸線工程において、 従来からのもっぱら孔ダイスを使用する伸 線に代えて、 乾式孔ダイス伸線、 口一ラダイス伸線などによる工程に置 き換えることによって、 製品の溶接用ワイヤに潤滑剤を溜めるのに必要 な粗面を低コス トで形成させるものである。 このようなワイヤの表面に 送給用潤滑剤を塗布することにより、 過酷な使用環境下においても潤滑 切れを起こさず良好な送給性を発揮する溶接用ワイヤが提供できる。

Claims

請求の範囲
1 . ワイヤ素線を伸線して溶接用ワイヤを製造する方法における伸線ェ 程の少なく とも一部分において、 粉体潤滑剤を供給しつつ行なう乾式孔 ダイス伸線、 次いでローラダイス伸線、 さらに次いで湿式孔ダイス伸線 を行なうことを特徴とする溶接用ワイヤの製造方法。
2 . さ らにその後、 孔ダイスを使用し潤滑油を塗布しつつ行なう伸線ェ 程により製品の径にすることを特徴とする請求項 1 に記載の溶接用ワイ ャの製造方法。
3 . 前記ローラダイス伸線はカセッ ト型ローラダイスによって行なうこ とを特徴とする請求項 1 または 2に記載の溶接用ワイヤの製造方法。
4 . 前記乾式孔ダイス伸線が行なわれる前のワイヤは、 焼鈍および銅 めっきの一方または両方がされた状態のものであることを特徴とする請 求項 1ないし 3のいずれかに記載の溶接用ワイヤの製造方法。
5 . 前記乾式孔ダイス伸線が行なわれる前のワイヤの長さ方向のプロ フィルの粗度 R a が 0 . 3 i m以上であることを特徴とする請求項 1な いし 4のいずれかに記載の溶接用ワイヤの製造方法。
6 . 前記溶接用ワイヤはソリ ツ ドワイヤであることを特徴とする請求項 1ないし 5のいずれかに記載の溶接用ワイヤの製造方法。
7 . 前記溶接用ワイヤはシ一ム部が閉鎖されているコアードワイヤであ ることを特徴とする請求項 1ないし 5のいずれかに記載の溶接用ワイヤ の製造方法。
8 . 前記溶接用ワイヤは長さ方向のプロフィルの粗度 R a が 0 . 0 8 / m以上であることを特徴とする請求項 1ないし 7のいずれかに記載の溶 接用ワイヤの製造方法。
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