JP2001239393A

JP2001239393A - 溶接用ワイヤ

Info

Publication number: JP2001239393A
Application number: JP2000050349A
Authority: JP
Inventors: Setsu Nishizawa; 節西澤; Masao Mizuno; 雅夫水野; Hiroyuki Shimizu; 弘之清水; Norihiro Asai; 法廣浅井
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2000-02-25
Filing date: 2000-02-25
Publication date: 2001-09-04
Anticipated expiration: 2020-02-25
Also published as: JP3566618B2

Abstract

(57)【要約】【課題】銅メッキが施されていないワイヤであって
も、スパッタの発生を抑制できる溶接用ワイヤを提供す
る。【解決手段】（００２）回折線のピーク位置から求め
た面間隔ｄ₀₀₂が０．３３５３ｎｍ乃至０．３３７２ｎ
ｍである黒鉛がワイヤの表面上又は表面直下にワイヤ１
０ｋｇ当たり０．０５乃至５ｇ存在する。また、粒径が
０．１乃至３０μｍであるＭｏＳ₂がワイヤの表面上又
は表面直下にワイヤ１０ｋｇ当たり０．０１乃至２ｇ存
在することが好ましい。更に、植物油、動物油、鉱物油
及び合成油からなる群から選択された少なくとも１種以
上の油が総量でワイヤの表面にワイヤ１０ｋｇ当たり
０．２乃至３ｇ存在することが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼等のアーク溶接
に使用され、且つワイヤの表面に銅メッキ等が施されて
いない溶接用ワイヤに関し、特に、スパッタ発生量の低
減を図った溶接用ワイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、アーク溶接用ワイヤのなかでも、
特に、ソリッドワイヤ及びシームレスフラックス入りワ
イヤは伸線途中で銅メッキを施している。この銅メッキ
は、最終製品において送給性及び防錆性等を向上させる
役割を担っている。また、銅メッキは、それ自体が優れ
た固体潤滑剤として作用し、伸線性の向上にも寄与して
いる。

【０００３】しかしながら、銅メッキをワイヤの表面に
施すためには、メッキ処理前に電解酸洗等の方法でワイ
ヤの表面（鋼地表面）を活性化し、銅メッキが付着しや
すい表面を準備する必要がある。この銅メッキを行う方
法としては、置換メッキ方法又は電気メッキ方法等があ
る。しかし、銅メッキ工程においては、メッキ液の濃度
管理並びに銅及び対電極の管理等の煩雑なライン管理が
必要である。このため、銅メッキ工程はワイヤの製造コ
ストを考慮すると、極めてコストの負担がかかる重荷な
工程である。更に、作業雰囲気中に酸ミストを撒き散ら
し廃液処理及び産業廃棄物処理を伴う銅メッキ工程は、
環境への配慮からも除きたい工程である。

【０００４】一方、従来、アーク溶接用ワイヤの送給性
を向上又は安定させることを目的として、ワイヤの表面
に塗布する潤滑剤としては、ＭｏＳ₂、ＷＳ₂、ＰＴＦ
Ｅ、Ｃ、フッ化黒鉛又は金属石鹸が提案されている（特
開平６−２８５６７８号公報、特開平９−７０６８４号
公報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、銅メッ
キ工程はワイヤの製造において負担になる工程である
が、単純に銅メッキ工程を除去してアーク溶接用のソリ
ッドワイヤ又はフラックス入りワイヤを生産しようとす
ると、ワイヤの伸線時の生産性及び製品としてのワイヤ
の品質に問題点がある。

【０００６】ワイヤの伸線時の生産性に関しては、近
時、上述の如く、良好な伸線潤滑剤が開発され、伸線時
の生産性の問題点は解決されつつある。一方、製品とし
てのワイヤの品質の問題点としては、スパッタが発生す
ることである。即ち、ワイヤの表面に銅メッキが施され
ていないと、溶滴の揺動が大きなり、スパッタ発生量が
増加するという問題点がある。

【０００７】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、銅メッキが施されていないワイヤであって
も、スパッタの発生を抑制できる溶接用ワイヤを提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る溶接用ワイ
ヤは、（００２）回折線のピーク位置から求めた面間隔
ｄ₀₀₂が０．３３５３ｎｍ乃至０．３３７２ｎｍである
黒鉛がワイヤの表面上又は表面直下にワイヤ１０ｋｇ当
たり０．０５乃至５ｇ存在することを特徴とする。

【０００９】この場合、粒径が０．１乃至３０μｍであ
るＭｏＳ₂が前記ワイヤの表面上又は表面直下にワイヤ
１０ｋｇ当たり０．０１乃至２ｇ存在することが好まし
い。

【００１０】また、植物油、動物油、鉱物油及び合成油
からなる群から選択された少なくとも１種以上の油が総
量で前記ワイヤの表面にワイヤ１０ｋｇ当たり０．２乃
至３ｇ存在することが好ましい。

【００１１】本発明においては、本願発明者等は銅メッ
キを施していないワイヤのスパッタの発生状況を観察す
るために、アーク溶接時に溶滴移行の安定性を観察した
結果、ワイヤの表面に（００２）回折線のピーク位置か
ら求めた面間隔ｄ₀₀₂が０．３３５３ｎｍ乃至０．３３
７２ｎｍである結晶性が良好な黒鉛を含有する黒鉛が一
定量存在すると、スパッタ発生量を極めて低減できるこ
とを見出した。

【００１２】また、ワイヤの表面にＭｏＳ₂が一定量存
在すると共に、油が存在すると、より一層スパッタ発生
量が低減する。更に、スパッタ発生量を低減するには適
正な油量が存在し、これがワイヤ１０ｋｇ当たり０．２
乃至０．３ｇである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例に係る溶接
用ワイヤについて詳細に説明する。溶接用ワイヤの組成
物、組成物の粒径及び組成物の量の限定理由について説
明する。

【００１４】黒鉛本願発明者等はスパッタ発生量を低減することを目的と
して、ワイヤの表面近傍の付着物の作用効果を検討する
と共に、付着物の量、付着状態、組成及び粒径の適正化
を行った。この結果、ワイヤの表面近傍に存在し、効果
的にスパッタ発生量を低減することができる物質として
は、天然に産出する結晶性が高い鱗状若しくは鱗片状黒
鉛又は人造黒鉛のなかでも結晶性が高い黒鉛であること
を明らかにした。また、黒鉛の炭素の純度が９７質量％
以上であるとき、スパッタ発生量を低減する効果が良好
である。更に、黒鉛は灰分等の不純物を２０質量％程度
含んでいても、スパッタの発生を効果的に防止すること
ができる。更にまた、面間隔ｄ₀₀₂が０．３３５３ｎｍ
乃至０．３３７２ｎｍである結晶性が良好な黒鉛がワイ
ヤ１０ｋｇ当たり０．０５乃至５ｇワイヤの表面近傍に
存在していれば、スパッタの発生を防止することができ
る。

【００１５】なお、結晶性が高い黒鉛を含有しているこ
とについては、ワイヤの表面を有機溶媒等で洗浄し、洗
浄液をろ紙で濾過し、このろ紙上に存在する黒鉛の粉末
の回折ピークをＸ線回折法により測定する。この結果、
回折角２θが約２６．５°の位置に明確なピークが存在
するかにより黒鉛の結晶性の高さを区別することができ
る。

【００１６】ワイヤ表面に２θ＝２６．５°の近傍に明
確な回折ピークを有する黒鉛以外の物質が存在する場合
には、２θ＝２６．５°よりも高角度側に存在する回折
ピークの有無で、黒鉛以外の物質と黒鉛とを区別するこ
とができる。即ち、２６．５°よりも高角度側の回折角
２θを有する回折ピークがあれば、黒鉛以外の物質が存
在する。

【００１７】また、２θ＝２６．５°に回折ピークを有
する黒鉛以外の物質と黒鉛とがワイヤ表面に存在する場
合には、ワイヤ表面の付着物を捕集した後、酸又はアル
カリ等の水溶液を使用して、黒鉛以外の付着物を溶解
し、フィルタによりろ過して黒鉛のみを捕集することが
できる。このようにして黒鉛のみを捕集して黒鉛のＸ線
回折ピークを得ることができる。

【００１８】黒鉛の量：ワイヤ１０ｋｇ当たり０．０５
乃至５ｇ結晶性が高い黒鉛がワイヤ１０ｋｇ当たり０．０５乃至
５ｇワイヤの表面近傍に存在していれば、スパッタの発
生を防止することができる。この黒鉛の量がワイヤ１０
ｋｇ当たり０．０５ｇ未満では、スパッタ発生量を低減
する効果がない。一方、この黒鉛の量がワイヤ１０ｋｇ
当たり５ｇを超えると、溶滴の離脱が阻害され、アーク
が不安定になり、逆にスパッタ発生量が増加する。ま
た、黒鉛の量がワイヤ１０ｋｇ当たり５ｇを超えて、ワ
イヤの表面に塗布されて存在すると、溶接金属中のＣの
含有量が０．０５質量％程度増加し、溶接金属の強度の
設計値からずれるという問題が生じる。従って、黒鉛の
量はワイヤ１０ｋｇ当たり０．０５乃至５ｇとする。

【００１９】また、黒鉛のワイヤへの付着状態について
は、黒鉛がワイヤの表面近傍に存在していればよいこと
が分かった。即ち、伸線潤滑剤として、黒鉛又は黒鉛と
他の潤滑剤とを混合して使用することができる。この他
の潤滑剤としては、例えば金属石鹸、ワックス、油脂、
グリース及び水等である。この伸線潤滑剤を使用して、
伸線工程でワイヤの表面の凹部に黒鉛を埋め込んだ場合
でも、また、ワイヤの表面直下に更に黒鉛を埋め込ん
で、その後、伸線工程で表面が薄い鋼皮で覆われた場合
であっても、スパッタ発生量を低減する効果に差異は見
られない。具体的には、黒鉛はワイヤの表面からその中
心方向に向かって１００μｍよりもその表面に近い位置
に存在していれば、スパッタ発生量を低減することがで
きる。

【００２０】伸線工程においては、穴ダイス、ローラダ
イス又はマイクロミルを使用することができる。いずれ
の装置を使用した場合においても、黒鉛がワイヤの表面
近傍に残留すれば、スパッタ発生量を低減することがで
きる。黒鉛は伸線工程又はワイヤを最終製品径にする直
前のスキンパス工程において、ワイヤの表面に塗布して
もよい。また、最終製品径のワイヤの表面に黒鉛を粉体
として塗布するか、又は、その表面に水分散液又は油分
散液として塗布してもスパッタ発生量は低減される。更
に、必要に応じて、黒鉛は、ワイヤの表面に黒鉛を固着
させるためのノリ剤と一緒に使用し、ワイヤの表面に塗
布してもよい。この場合においても、スパッタ発生量を
低減することができる。

【００２１】（００２）回折線のピーク位置から求めた
面間隔ｄ₀₀₂ ：０．３３５３ｎｍ乃至０．３３７２ｎｍスパッタの発生を効果的に低減するには黒鉛の量と共
に、黒鉛の結晶性が重要である。黒鉛のうち、特に、天
然の鱗状又は鱗片状の黒鉛粒子の形状は扁平のものが多
い。本願発明者等は鋭意研究の結果、黒鉛粒子の結晶性
が重要であることを明らかにした。結晶性が悪い、例え
ば石油系の人造黒鉛又は石炭系の人造黒鉛等をのみを使
用してワイヤを試作したが、この人造黒鉛では天然黒鉛
である鱗状若しくは鱗片状黒鉛又は人造黒鉛の中でも結
晶性が高い黒鉛のようなスパッタの低減効果は認められ
なかった。一方、スパッタの低減効果が認められたの
は、Ｘ線回折の結果、回折角２θが約２６．５°の位置
に明確なＸ線回折ピークが認められる程度に結晶性が高
い黒鉛が、結晶性が低い黒鉛に含まれている場合、又は
結晶性が高い黒鉛がワイヤの表面に存在する場合であ
る。

【００２２】粒径が０．１乃至３０μｍであるＭｏＳ₂
の量：ワイヤ１０ｋｇ当たり０．０１乃至２ｇ上述の黒鉛の場合と同様にして、銅メッキを施していな
いワイヤのスパッタ発生量とＭｏＳ₂の粒径及び付着量
との関係について調査した。この結果、ＭｏＳ₂の存在
位置は黒鉛と同様にワイヤの表面近傍であればスパッタ
発生を抑制できることがわかった。そして、黒鉛とＭｏ
Ｓ₂とがワイヤの表面に同時に存在する場合に、スパッ
タ発生量を低減する効果は黒鉛が単独でワイヤの表面に
存在する場合と比較して、著しく向上する。ＭｏＳ₂の
粒径が０．１乃至３０μｍであると、ＭｏＳ₂のワイヤ
の表面への付着性が良好になる。また、ＭｏＳ₂の粒径
が０．１μｍ未満又は３０μｍを超えると、ＭｏＳ₂の
ワイヤ表面への付着性が悪くなり、スパッタ発生量の低
減効果が小さくなる。また、粒径が０．１乃至３０μｍ
であるＭｏＳ₂の量がワイヤ１０ｋｇ当たり０．０１乃
至２ｇ存在すると、スパッタ発生量の低減効果が顕著で
あった。従って、粒径が０．１乃至３０μｍであるＭｏ
Ｓ₂の量はワイヤ１０ｋｇ当たり０．０１乃至２ｇであ
ることが好ましい。

【００２３】油の含有量：総量でワイヤ１０ｋｇ当たり
０．２乃至３ｇ上述の黒鉛の場合と同様にして、銅メッキを施していな
いワイヤのスパッタ発生量と油の粒径及び付着量との関
係について調査した。この結果、黒鉛とＭｏＳ ₂とが適
正量存在するワイヤの表面に油がワイヤ１０ｋｇ当たり
０．２ｇ乃至３ｇ存在すると、スパッタ発生量がより一
層低減することがわかった。この油としては、植物油、
動物油、鉱物油及び合成油からなる群から選択された少
なくとも１種以上の油を含有していればよい。従って、
植物油、動物油、鉱物油及び合成油からなる群から選択
された少なくとも１種以上の油を総量でワイヤ１０ｋｇ
当たり０．２乃至３ｇが存在することが好ましい。

【００２４】以下、本発明におけるワイヤの表面に存在
する黒鉛の結晶性の分析方法並びに黒鉛、ＭｏＳ₂及び
油の量の測定方法について説明する。

【００２５】黒鉛の量の測定方法について説明する。先
ず、ワイヤを有機溶媒（エタノール、アセトン又は石油
エーテル等）で洗浄する。洗浄液をガラスフィルタで濾
過した後、このガラスフィルタを乾燥させる。そして、
ガラスフィルタごと黒鉛の炭素量を測定する。この測定
量を（ａ）とする。この黒鉛の炭素量の測定には、堀場
社製のＥＭＩＡ−５２０ＦＡ等の高周波燃焼赤外線吸収
法を使用した。

【００２６】一方、ワイヤをエタノールで洗浄した後、
このワイヤを硝酸溶液（濃硝酸が１、水が２の割合で混
合した水溶液）に１２０秒間浸漬し、ワイヤの表面のみ
を溶解し、溶液をガラスフィルタで濾過する。その後、
このガラスフィルタを乾燥させる。そして、ガラスフィ
ルタをそのままの状態で捕集された黒鉛の炭素量を測定
する。この測定量を（ｂ）とする。

【００２７】上述の各工程で使用される各ガラスフィル
タについて、測定前に炭素量を測定し、これをブランク
値（ｃ１、ｃ２）とし、各測定値から差し引く。これに
より、ワイヤの表面に存在していた黒鉛だけの量が測定
される。なお、ワイヤ中に固溶している炭素はフィルタ
に捕集されず、濾液に溶解している。即ち、ワイヤの表
面に付着又はワイヤの表面直下に埋め込まれた遊離黒鉛
のみがフィルタに捕集される。従って、ワイヤの表面に
付着又は表面直下に埋め込まれた黒鉛の総量（Ｄ）は下
記数式１により算出することができる。

【００２８】

【数１】（Ｄ）＝（（ａ）＋（ｂ））−（（ｃ１）＋（ｃ２））

【００２９】この黒鉛の総量（Ｄ）をワイヤの質量で除
することにより、ワイヤ１０ｋｇ当たりの黒鉛の量を算
出することができる。

【００３０】次に、黒鉛の結晶性の分析方法について説
明する。先ず、ＣｕＫα線を使用し、走査速度を０．２
５°／分として粉末Ｘ線回折を行う。回折角度の補正は
高純度のシリコンをメノウ製の乳鉢にて３２５標準篩以
下に粉砕し、この粉末を黒鉛に１０乃至２０質量％添加
し、シリコンの（１１１）回折ピークを使用して補正し
た。回折角２θが約２６．５°のピーク位置はバックグ
ランドから図形高さの２／３の位置でバックグランドに
平行線を引き、その図形により区切られた線分の中点と
する。なお、バックグランドは２θ＝２９°付近を基準
として、ベースラインに対して接線を引く。この（００
２）回折線のピーク位置から黒鉛の面間隔ｄ₀₀₂を求め
る。また、測定に際しては、無反射試料板を使用する。
試料が少ない場合、試料の信号がベースライン上に乗っ
てくるので、無反射試料板を使用すると、試料が少ない
場合であっても、黒鉛の面間隔を測定することができる
ので好ましい。

【００３１】Ｘ線回折の測定には、黒鉛が０．０５乃至
０．１ｇ程度必要である。この黒鉛はワイヤを１０ｋｇ
程度上記方法で洗浄し、洗浄液で濾過することにより、
捕集できる。また、下記に示す方法によりワイヤ表面か
ら黒鉛を捕集することもできる。先ず、溶接で使用する
スプリングライナを３ｍ程度準備し、このライナをアセ
トン等の有機溶媒で脱脂洗浄する。次に、このライナを
８字に曲げ、ワイヤを連続的にこのライナ内を通過させ
る。このとき、スプリングライナ内部にはワイヤ表面か
ら黒鉛が剥離し、堆積する。次に、この堆積物及びスプ
リングライナを有機溶媒で超音波洗浄し、洗浄液を濾過
する。そして、ろ紙に残留した黒鉛を捕集すれば容易に
０．１ｇ程度のワイヤ付着物を得ることができ、これを
Ｘ線回折に供することができる。

【００３２】図１は横軸に回折角度をとり、縦軸に回折
強度をとって、捕集された黒鉛の測定結果を示す回折
図、図２は横軸に回折角度をとり、縦軸に回折強度をと
って、捕集された他の黒鉛の測定結果を示す回折図であ
る。なお、図１及び図２において、縦軸は任意単位であ
る。

【００３３】図１に示す黒鉛の測定は、理学電機製ＲＩ
ＮＴ−１５００を使用して、ターゲットをＣｕ、強度を
４０ｋＶ−２００ｍＡ、スリット発散の幅を１／２°、
散乱スリットの幅を１／２°、受光スリットの幅を０．
１５ｍｍ、モノクロメータの受光スリット幅を０．６ｍ
ｍ、走査速度を０．２５°／分及びサンプリング幅を
０．０１°とした測定条件で測定した。なお、黒鉛の量
は０．１ｇである。図１に示すように、回折角が２８．
５°における回折ピークはＳｉの（１１１）のピークで
ある。この場合、黒鉛の面間隔ｄ₀₀₂は０．３３５５３
８ｎｍであった。

【００３４】また、図２は、図１に示す黒鉛と同じ測定
条件により測定した他の黒鉛のＸ線回折結果である。図
２に示すように、図２に示す黒鉛は結晶が悪い黒鉛を含
んでいるのものの、ピーク位置を特定することができ
る。この場合、この黒鉛の面間隔面間隔ｄ₀₀₂は０．３
３５４１４ｎｍであった。一部に、このような結晶性が
悪い黒鉛が存在しても、明らかに黒鉛のピーク位置を同
定することができる程度の結晶性を有する黒鉛が含まれ
ていれば、スパッタを低減する効果は、結晶性が高い黒
鉛と同程度であった。

【００３５】次に、ＭｏＳ₂の量の測定方法について説
明する。先ず、ワイヤを有機溶媒（エタノール、アセト
ン及び石油エーテル等）で洗浄し、洗浄液をろ紙で濾過
した後、ろ紙を乾燥させる。このろ紙を混合水溶液（硫
酸（濃硫酸：水が１：１）が１、濃過塩素酸が１、濃硝
酸が１の割合で混合した水溶液）によりろ紙とＭｏＳ ₂
とを分解（白煙処理）し、ＭｏＳ₂を溶解する。そし
て、原子吸光法によりＭｏを定量化する。この測定量を
（ｅ）とする。

【００３６】また、ワイヤを有機溶媒（エタノール、ア
セトン及び石油エーテル等）で洗浄し、その後、ワイヤ
を塩酸溶液（濃度が３５質量％の塩酸１０ミリリットルが１、
水が１の割合で混合した水溶液）に浸漬して溶解し、ワ
イヤからＭｏＳ₂を遊離させる。そして、濾液をろ紙で
濾過した後、ろ紙を乾燥させる。このろ紙を混合水溶液
（硫酸（濃硫酸：水が１：１）が１、濃過塩素酸が１、
濃硝酸が１の割合で混合した水溶液）によりろ紙とＭｏ
Ｓ₂とを分解し、ＭｏＳ₂を溶解させる。その後、原子吸
光法によりＭｏの量を測定し、Ｍｏの量を定量化する。
この測定量を（ｆ）とする。従って、ワイヤの表面に付
着又は表面直下に埋め込まれたＭｏの総量（Ｇ）は下記
数式２により算出することができる。

【００３７】

【数２】（Ｇ）＝（ｅ）＋（ｆ）

【００３８】次に、Ｍｏの総量（Ｇ）を、ＭｏＳ₂に換
算し、ワイヤの質量で除することにより、ワイヤ１０ｋ
ｇ当たりのＭｏＳ₂の量を算出することができる。

【００３９】次に、ＭｏＳ₂の粒径の測定方法について
説明する。ＭｏＳ₂の粒径については、上述の如く、ワ
イヤを有機溶媒で洗浄し、洗浄液をろ紙で濾過した後、
ろ紙を乾燥させる。この後、走査型電子顕微鏡でＭｏＳ
₂の結晶粒を観察し、その粒径を測定する。

【００４０】一方、ワイヤの表面直下に埋め込まれたＭ
ｏＳ₂の粒径については、上述の如く、ワイヤを有機溶
媒（エタノール、アセトン及び石油エーテル等）で洗浄
し、その後、ワイヤを塩酸溶液（塩酸が１、水が１の割
合で混合した水溶液）に浸漬して溶解し、ワイヤからＭ
ｏＳ₂を遊離させる。そして、濾液をろ紙で濾過した
後、ろ紙を乾燥させる。この後、走査型電子顕微鏡でＭ
ｏＳ₂の結晶粒を観察し、その粒径を測定する。

【００４１】次に、油量の測定方法について説明する。
油量の測定方法については、ワイヤの表面を四塩化炭素
で洗浄した後、赤外線吸収法により油量を定量測定す
る。

【００４２】

【実施例】本発明の範囲に入る溶接用ワイヤの実施例に
ついて、その特性を比較例と比較した結果について具体
的に説明する。

【００４３】第１実施例ＪＩＳＺ３３１２のＹＧＷ１１に相当する銅メッキ無
しソリッドワイヤを使用し、このワイヤの伸線工程で使
用する潤滑剤の中に黒鉛及びＭｏＳ₂を混入させ、ワイ
ヤの表面に積極的に黒鉛及びＭｏＳ₂を埋め込んだ。更
に、直径が最終製品径であるワイヤの表面に黒鉛及びＭ
ｏＳ₂を油に分散させて塗布し、実施例及び比較例のワ
イヤを試作した。

【００４４】このワイヤの表面又は表面直下に存在する
黒鉛の面間隔、黒鉛の量（黒鉛塗布量）、ＭｏＳ₂の粒
径、ＭｏＳ₂の量（ＭｏＳ₂塗布量）及び油量を上述の測
定方法により測定した。そして、溶接電流が３００Ａ、
溶接電圧が３７Ｖ、ワイヤの突き出し長さが２５ｍｍ、
溶接速度が３０ｃｍ／分の溶接条件でビードオンプレー
ト溶接を行った。溶接の際に、溶接ビードの左右に飛散
する全てのスパッタを銅製の容器で捕集し、１分間当た
りに発生したスパッタ質量を測定した。ここで、銅メッ
キ無しソリッドワイヤの直径は１．２ｍｍである。これ
らの結果を下記表１及び表２に示す。なお、表１及び表
２に示す「Ｔｒ．」は、その量が微量であることを示
す。但し、カーボンブラックの場合、通常入手できる黒
鉛の面間隔は０．３４４ｎｍ程度であり、石油系、石炭
系コークスの面間隔は０．３４４〜０．３４３ｎｍであ
る。これを２０００乃至３０００℃の温度で熱処理する
ことにより、その面間隔を種々変えることができ、表２
に示す比較例No.２１乃至２７のワイヤに塗布された黒
鉛はこのようにして面間隔を調整したものである。

【００４５】

【表１】

【００４６】

【表２】

【００４７】上記表１及び表２に示すように、実施例N
o.１乃至１３は、スパッタ発生量が少なかった。

【００４８】一方、上記表２に示すように、比較例No.
２７は、黒鉛の面間隔が本発明の上限値を超え、黒鉛塗
布量が本発明の下限値未満であるので、スパッタ発生量
が多かった。

【００４９】比較例No.２８は、黒鉛の面間隔が本発明
の上限値を超えているので、スパッタ発生量が多かっ
た。

【００５０】比較例No.２９は、黒鉛の面間隔及び黒鉛
塗布量が本発明の上限値を超えているので、スパッタ発
生量が多かった。

【００５１】比較例No.３０は、黒鉛の面間隔が本発明
の上限値を超え、黒鉛塗布量が本発明の下限値未満であ
るので、スパッタ発生量が多かった。

【００５２】比較例No.３１は、黒鉛の面間隔が本発明
の上限値を超えているので、スパッタ発生量が多かっ
た。

【００５３】比較例No.３２は、黒鉛の面間隔が本発明
の上限値を超えているので、スパッタ発生量が多かっ
た。

【００５４】比較例No.３３は、黒鉛の面間隔が本発明
の上限値を超えているので、スパッタ発生量が多かっ
た。

【００５５】第２実施例ＪＩＳＺ３３１３のＹＦＷ−Ｃ５０ＤＭに相当する銅
メッキ無しフラックス入りワイヤを使用し、このワイヤ
の伸線工程で使用する潤滑剤の中に黒鉛及びＭｏＳ₂を
混入させ、ワイヤの表面に積極的に黒鉛及びＭｏＳ₂を
埋め込んだ。更に、直径が最終製品径であるワイヤの表
面に黒鉛及びＭｏＳ₂を油に分散させて塗布し、実施例
及び比較例のワイヤを試作した。

【００５６】このワイヤの表面及び表面直下に存在する
黒鉛の面間隔、黒鉛の量（黒鉛塗布量）、ＭｏＳ₂の粒
径、ＭｏＳ₂の量（ＭｏＳ₂塗布量）及び油量を上述の測
定方法により測定した。そして、溶接電流が３００Ａ、
溶接電圧が３７Ｖ、ワイヤの突き出し長さが２５ｍｍ、
溶接速度が３０ｃｍ／分の溶接条件でビードオンプレー
ト溶接を行った。溶接の際に、溶接ビードの左右に飛散
する全てのスパッタを銅製の容器で捕集し、１分間当た
りに発生したスパッタ質量を測定した。ここで、銅メッ
キ無しフラックス入りワイヤの直径は１．２ｍｍであ
り、そのフラックス率は１３．５％である。これらの結
果を下記表３及び表４に示す。なお、表３及び表４に示
す「Ｔｒ．」は、その量が微量であることを示す。

【００５７】

【表３】

【００５８】

【表４】

【００５９】上記表３及び表４に示すように、実施例N
o.１４乃至２６は、スパッタ発生量が少なかった。

【００６０】一方、上記表４に示すように、比較例No.
３４は、黒鉛の面間隔が本発明の上限値を超えているの
で、スパッタの発生量が多かった。

【００６１】比較例No.３５は、黒鉛の面間隔が本発明
の上限値を超えているので、スパッタの発生量が多かっ
た。

【００６２】比較例No.３６は、黒鉛の面間隔及び黒鉛
塗布量が本発明の上限値を超えているので、スパッタの
発生量が多かった。

【００６３】比較例No.３７は、黒鉛の面間隔が本発明
の上限値を超え、黒鉛塗布量が本発明の下限値未満であ
るので、スパッタの発生量が多かった。

【００６４】比較例No.３８は、黒鉛の面間隔が本発明
の上限値を超えているので、スパッタの発生量が多かっ
た。

【００６５】比較例No.３９は、黒鉛の面間隔が本発明
の上限値を超えているので、スパッタの発生量が多かっ
た。

【００６６】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、ワ
イヤの表面上又は表面直下に存在する黒鉛の面間隔及び
その量を適切に規定したので、銅メッキが表面に施され
ていないワイヤであっても、スパッタ発生量を低減する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】横軸に回折角度をとり、縦軸に回折強度をとっ
て、捕集された黒鉛の測定結果を示す回折図である。

【図２】横軸に回折角度をとり、縦軸に回折強度をとっ
て、捕集された他の黒鉛の測定結果を示す回折図であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者清水弘之神奈川県藤沢市宮前字裏河内100番１株式会社神戸製鋼所藤沢事業所内 (72)発明者浅井法廣神奈川県藤沢市宮前字裏河内100番１株式会社神戸製鋼所藤沢事業所内Ｆターム(参考） 4E084 AA31 AA33 BA05 CA24 DA09 EA04 EA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（００２）回折線のピーク位置から求め
た面間隔ｄ₀₀₂が０．３３５３ｎｍ乃至０．３３７２ｎ
ｍである黒鉛がワイヤの表面上又は表面直下にワイヤ１
０ｋｇ当たり０．０５乃至５ｇ存在することを特徴とす
る溶接用ワイヤ。
【請求項２】粒径が０．１乃至３０μｍであるＭｏＳ
₂が前記ワイヤの表面上又は表面直下にワイヤ１０ｋｇ
当たり０．０１乃至２ｇ存在することを特徴とする請求
項１に記載の溶接用ワイヤ。
【請求項３】植物油、動物油、鉱物油及び合成油から
なる群から選択された少なくとも１種以上の油が総量で
前記ワイヤの表面にワイヤ１０ｋｇ当たり０．２乃至３
ｇ存在することを特徴とする請求項２に記載の溶接用ワ
イヤ。