JP2000087058A - 溶接ワイヤ伸線用固体潤滑剤およびフラックス入り溶接ワイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 伸線性や溶接作業性に優れるのは言うまでも
なく、溶接ワイヤとして巻締めフラックス入りワイヤを
用いる場合であっても、吸着水分に起因した低温割れや
ピット、ブローホール等の問題が生じることのない、溶
接ワイヤ伸線用固体潤滑剤およびフラックス入り溶接ワ
イヤを提供する。 【解決手段】 溶接ワイヤの伸線時における潤滑剤とし
てMoS₂：５〜50wt％、CaCO₃ ：５〜50wt％、アルカリ金
属を含む化合物：１〜15wt％を含み、残部は実質的にマ
イカ、セリサイトおよびタルクのうちから選んだ少なく
とも一種の鉱物からなる固体潤滑剤を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、溶接ワイヤ伸線用固
体潤滑剤およびフラックス入り溶接ワイヤに関し、特に
伸線加工時における伸線性および溶接作業性の向上を図
ったものである。

【０００２】

【従来の技術】フラックス入り溶接ワイヤとして、細径
のシームレスパイプの内部にフラックスを充填したの
ち、伸線加工によって引き伸ばした、いわゆるシームレ
スワイヤが知られている。しかしながら、このシームレ
スワイヤは、パイプ内へのフラックスの充填という繁雑
な処理が必要であるため作業能率が悪く、また内部に充
填したフラックスが偏在するという問題があった。

【０００３】上記の問題を解決するものとして、フラッ
クスを薄鋼板で包んだのち、伸線加工によって引き伸ば
した、巻締めフラックス入りワイヤが開発された。しか
しながら、この巻締めフラックス入りワイヤの製造に際
しては、伸線加工時に使用した潤滑剤を除去するための
ベーキング処理が不可欠であることから、製造コストの
増大が避けられなかった。また、かかるベーキング処理
によって、溶接ワイヤの表面には Fe₂O₃を主成分とした
酸化膜が生成するため、給電チップ部における電気伝導
性が低下し、ひいては溶接作業性の劣化を招いていた。

【０００４】この点を解決するものとして、出願人は先
に、特開平５-23731号公報において、ポリ四弗化エチレ
ン：１〜60wt％、二硫化モリブデン：１〜50wt％および
グラファイト：１〜50wt％を含有し、残部は実質的にマ
イカ、セリサイトおよびタルクのうちから選んだ少なく
とも一種の鉱物からなる溶接ワイヤ伸線用潤滑剤、およ
びかかる潤滑剤を、溶接ワイヤ１kg当たり0.01〜5.0 ｇ
の範囲で付着させたフラックス入り溶接ワイヤを提案し
た。

【０００５】上記の溶接ワイヤ伸線用潤滑剤を用いれ
ば、伸線加工後に潤滑剤のベーキング処理が不必要にな
るため、製造コストの大幅な低減が達成でき、また溶接
作業性も改善された。しかしながら、上記の溶接ワイヤ
伸線用潤滑剤を用いてもなお、必ずしも十分満足いくほ
どの伸線性を得ることはできなかった。また、上記の潤
滑剤は、グラファイトを含有しているため、スパッタが
発生し易く、溶接作業性の面でも問題を残していた。

【０００６】その他、特開平８−257788号公報には、溶
接時の送給性および溶接作業性に優れた溶接ワイヤとし
て、ワイヤ表面に、二硫化モリブデン等：５〜50wt％、
融点50℃以上の脂肪酸等：３〜40wt％、金属石けん等：
３〜40wt％を含み、残部は常温で液体である潤滑剤を、
ワイヤ10kg当たり0.20〜1.80ｇの範囲で付着させたアー
ク溶接用細径鋼ワイヤが提案されている。

【０００７】しかしながら、上記の潤滑剤は、液体潤滑
剤であるため、溶接ワイヤが巻締めフラックス入りワイ
ヤの場合には、被覆鋼板の接合面から内部フラックスま
で水が浸透して低温割れやピット、ブローホール等が生
じるおそれが大きく、また耐錆性の面でも問題が残るこ
とから、巻締めフラックス入りワイヤ用の潤滑剤として
は用いることができない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記の問
題を有利に解決するもので、伸線性や溶接作業性に優れ
るのは言うまでもなく、溶接ワイヤとして巻締めフラッ
クス入りワイヤを用いる場合であっても、上述したよう
な吸着水分に起因した低温割れやピット、ブローホール
等の問題が生じることのない、溶接ワイヤ伸線用固体潤
滑剤およびフラックス入り溶接ワイヤを提案することを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】さて、発明者らは、上記
の問題を解決すべく、潤滑剤組成について鋭意研究を重
ねた結果、二硫化モリブデンやテフロン、マイカ等の無
機系潤滑剤に、ステアリン酸Ｋ，Na等の有機系潤滑剤を
数％含有させることによって、伸線性が格段に向上する
ことを新たに見出し、この発明を完成するに至った。

【００１０】すなわち、この発明は、MoS₂：５〜50wt
％、CaCO₃ ：５〜50wt％、アルカリ金属を含む化合物：
１〜15wt％を含み、残部は実質的にマイカ、セリサイト
およびタルクのうちから選んだ少なくとも一種の鉱物か
らなることを特徴とする溶接ワイヤ伸線用固体潤滑剤で
ある。

【００１１】また、この発明は、上記した溶接ワイヤ伸
線用固体潤滑剤を、溶接ワイヤ１kg当たり0.01〜5.0 ｇ
の割合でワイヤ表面に付着させたことを特徴とするフラ
ックス入り溶接ワイヤである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明において、潤滑剤
の成分組成を上記の範囲に限定した理由について説明す
る。 MoS₂：５〜50wt％ MnS₂は、極圧性の潤滑剤として伸線時における焼付防止
に有効に寄与するが、含有量が５wt％未満ではその添加
効果に乏しく、一方50wt％を超えると溶接ビード表面に
アバタが発生するだけでなく、ワイヤ表面に錆が発生し
易くなるので、含有量は５〜50wt％の範囲に限定した。

【００１３】CaCO₃ ：５〜50wt％ CaCO₃ は、造粒剤であり、伸線時にキャリアとして寄与
するだけでなく、MoS₂による酸性を中和して耐錆性を向
上させる有用成分である。しかしながら、含有量が５wt
％未満ではその添加効果に乏しく、一方50wt％を超える
とアークが不安定となり溶接作業性が悪化するので、含
有量は５〜50wt％の範囲に限定した。

【００１４】アルカリ金属を含む化合物：１〜15wt％ この発明において、アルカリ金属を含む化合物とは、L
i, Na, Ｋ, Rb, Cs等のアルカリ金属を少なくとも一種
含有する無機化合物および有機化合物のことであり、ス
テアリン酸Na, Ｋ等の他、Na₂CO₃, NaNO₃ 等が有利に適
合する。かかるアルカリ金属を含む化合物は、伸線性を
著しく向上させるだけでなく、MoS₂やCaCO₃ その他の付
着物をコントロールする成分としても有用であるが、含
有量が１wt％に満たないとその効果に乏しく、一方15wt
％を超えるとワイヤ表面の付着量が増大し、ワイヤ送給
性および溶接作業性が低下するので、含有量は１〜15wt
％の範囲に限定した。特に好適な含有量は１〜10wt％で
ある。

【００１５】マイカ、セリサイトおよびタルク：残部 マイカ、セリサイトおよびタルクはいずれも、伸線時に
おけるキャリアとしての役目を担っていて、これらが含
有されていないと伸線性が劣化し、伸線時に破断が生じ
るおそれがあるので、これらのうち少なくとも一種を必
須成分として含有させるものとした。上記の作用の面か
らの好適含有量範囲は５〜50wt％である。

【００１６】次に、フラックス入り溶接ワイヤについて
説明する。この発明では、ワイヤの表面に、上記したよ
うな潤滑剤を溶接ワイヤ１kg当たり0.01〜5.0 ｇの割合
で付着させることが重要である。というのは、付着量が
ワイヤ１kg当たり0.01ｇに満たないと十分な伸線加工を
行うことができず、一方 5.0ｇを超えると送給性ひいて
は溶接作業性の低下を招くからである。なお、この発明
では、フラックス入り溶接ワイヤの種類は特に限定され
ず、従来から公知のフラックス入りワイヤいずれもが有
利に適合する。また、ワイヤ径については、初期径が3.
0 mmφ程度の素材を1.2 mmφ程度まで伸線したものを想
定している。

【００１７】

【実施例】表１に示す組成のフラックスを、板厚：0.8
mmの冷延鋼板で 3.0mmφに巻締めたのち、表２に示す配
合比率になる潤滑剤を、同じく表２に示す量付着させて
から、1.2 mmφまで伸線加工した。その時の伸線性、ワ
イヤ送給性、発錆性および吸着水分量について調べた結
果を表２に併記する。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【表２】

【００２０】同表から明らかなように、この発明に従う
固体潤滑剤を使用した場合はいずれも、優れた伸線性お
よびワイヤ送給性を呈し、錆発生のおそれも少なく、し
かも付着水分量も少なかった。これに対し、比較例１
は、MoS₂量が不足するため伸線性が悪化した。また、そ
のため、疵線となり易く、送給ローラでの摩擦が大きく
なるので、ワイヤ送給性も劣化した。比較例２は、MoS₂
量が過剰であるため、送給ローラに汚れが付着し、スリ
ップの発生により送給性が低下した。また、MoS₂に起因
した錆が発生した。比較例３は、CaCO₃ が少ないため、
MoS₂に起因した錆が発生した。比較例４は、CaCO₃ が過
剰なため、アークが不安定となり、溶接作業性が劣化し
た。比較例５は、アルカリ金属化合物が不足しているた
め伸線性が悪く、また疵線となり易いため送給性も劣化
した。比較例６は、アルカリ金属化合物が過剰なため、
潤滑剤の付着量が多くなりすぎ、また吸着水分量も多か
った。比較例７，８は、アルカリ金属化合物が過大なた
め潤滑剤付着量が多く、また吸着水分量も過大であっ
た。

【００２１】

【発明の効果】かくして、この発明によれば、伸線性や
溶接作業性に優れる溶接ワイヤを安価に製造することが
できる。また、この発明の伸線用潤滑剤は、固体潤滑剤
であるので、溶接ワイヤとして巻締めフラックス入りワ
イヤを用いる場合であっても、水分の吸着に起因した弊
害は生じない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２３Ｋ 35/36 Ｂ２３Ｋ 35/36 Ｇ 35/40 ３２０ 35/40 ３２０ // Ｃ１０Ｎ 40:32

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】MoS₂：５〜50wt％、 CaCO₃ ：５〜50wt％、 アルカリ金属を含む化合物：１〜15wt％ を含み、残部は実質的にマイカ、セリサイトおよびタル
   クのうちから選んだ少なくとも一種の鉱物からなること
   を特徴とする溶接ワイヤ伸線用固体潤滑剤。
2. 【請求項２】 請求項１に記載した溶接ワイヤ伸線用固
   体潤滑剤を、溶接ワイヤ１kg当たり0.01〜5.0 ｇの割合
   でワイヤ表面に付着させたことを特徴とするフラックス
   入り溶接ワイヤ。