JP2008043990A

JP2008043990A - COPPER PLATED SOLID WIRE FOR Ar-CO2 MIXED GAS SHIELDED ARC WELDING

Info

Publication number: JP2008043990A
Application number: JP2006223758A
Authority: JP
Inventors: Atsutada Motoe; 敦忠本江; Shinichiro Iwakiri; 伸一郎岩切; Kimihiro Tsuji; 公博辻
Original assignee: Nippon Steel and Sumikin Welding Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Welding and Engineering Co Ltd
Priority date: 2006-08-21
Filing date: 2006-08-21
Publication date: 2008-02-28

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a copper plated solid wire for Ar-CO<SB>2</SB>mixed gas shielded arc welding which is excellent in welding workability such as the generation of small amount of sputter, favorable in wire feeding performance, reduced in the wear of a tip, and favorable in arc stability even if welding is performed from a low current region to a transition region for a long period of time. <P>SOLUTION: In the copper plated solid wire for Ar-CO<SB>2</SB>mixed gas shielded arc welding, a wire composition contains 0.02-0.10 mass% C, 0.40-0.95 mass% Si, 1.0-1.95 mass% Mn, 0.03-0.15 mass% Ti, and remaining Fe and inevitable impurities. The surface of the wire has liquid lubricating oil of 0.3-1.5 g per 10 kg of the wire at room temperature, the deposition amount of metal powder is 0.25 g or smaller, and the deposition amount of a solid content other than the metal powder is 0.10 g or smaller. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、Ａｒ−ＣＯ₂混合ガスシールドアーク溶接用銅めっきソリッドワイヤに関し、特に低電流域から遷移領域の溶接電流で長時間溶接する場合においても、スパッタ発生量が少なくワイヤ送給性が良好で、さらにコンタクトチップ（以下、チップという。）の摩耗が少なくアークの安定性が良いなど溶接作業性に優れたＡｒ−ＣＯ₂混合ガスシールドアーク溶接用銅めっきソリッドワイヤに関する。 The present invention relates to a copper-plated solid wire for Ar—CO ₂ mixed gas shielded arc welding, and in particular, even when welding for a long time with a welding current from a low current region to a transition region, the spatter generation amount is small and the wire feedability is good. Further, the present invention relates to a copper-plated solid wire for Ar—CO ₂ mixed gas shielded arc welding, which has excellent welding workability, such as less wear of contact tips (hereinafter referred to as tips) and good arc stability.

ガスシールドアーク溶接方法は、全姿勢溶接が可能で、信頼性の高い溶接継手が得られる。したがって、建築、橋梁、化工機を主体とする大型構造物や自動車等の輸送機器の鋼構造物製造に広く使用されている。シールドガスとしては、経済性と耐欠陥性からＣＯ₂ガスを使用する場合が多いが、ＣＯ₂ガスを使用するとスパッタ発生量が多く、溶接箇所周囲の鋼板表面の清掃作業（タガネやグラインダー等によるスパッタの除去作業）や溶接トーチ先端のシールドノズルの清掃作業（スパッタの除去）が必要となる。 In the gas shielded arc welding method, all-position welding is possible, and a highly reliable welded joint can be obtained. Therefore, it is widely used in the manufacture of steel structures for transportation equipment such as large structures mainly composed of buildings, bridges, and chemical machinery and automobiles. The shielding gas, due in many cases to use the CO ₂ gas from the economy and defect tolerance, the use of CO ₂ gas amount spatter generation much, cleaning welding point around the surface of the steel sheet (chisel or grinder Sputter removal work) and cleaning work of the shield nozzle at the tip of the welding torch (spatter removal) are required.

したがって、特にロボットを用いて溶接する場合にスパッタの発生を抑制するために、Ａｒに５〜２５体積％のＣＯ₂ガスを混合した混合ガスを使用することが多い。この混合ガスを使用する場合は、高電流域では溶滴の移行形態がスプレー状となり、スパッタ発生量は極めて少ない。しかし、低電流域ではＣＯ₂ガスを用いた溶接の場合と同様にスパッタ発生量が多くなる。また、高電流域と低電流域の中間である遷移領域の溶接電流においても比較的スパッタ発生量が多い。 Therefore, in particular, when welding is performed using a robot, a mixed gas in which 5 to 25% by volume of CO ₂ gas is mixed with Ar is often used in order to suppress generation of spatter. When this mixed gas is used, the droplet transfer form is sprayed in a high current region, and the amount of spatter generated is extremely small. However, in the low current region, the amount of spatter generated increases as in the case of welding using CO ₂ gas. Also, a relatively large amount of spatter is generated in the welding current in the transition region that is intermediate between the high current region and the low current region.

そのため、低電流域でのパッタ発生量を抑制する技術として、例えば特開平９−９９３９０号公報（特許文献１）や特開２００４−１３６３４２号公報（特許文献２）にパルス電源を用いたＡｒ−ＣＯ₂混合ガスシールドアーク溶接用ワイヤの提案がある。
しかし、これらの技術では低電流域から遷移領域の溶接電流でのスパッタ発生量は少なくなるが、使用するパルス電源が非常に高価であり、一般の溶接電源による溶接でのスパッタ発生量が少ない溶接用ワイヤが求められている。 Therefore, as a technique for suppressing the amount of occurrence of a patch in a low current region, for example, Ar − using a pulse power source in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-99390 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-136342 (Patent Document 2). There is a proposal of a wire for CO ₂ mixed gas shielded arc welding.
However, with these technologies, the amount of spatter generated in the welding current from the low current region to the transition region is reduced. However, the pulse power source used is very expensive, and the amount of spatter generated by welding with a general welding power source is small. Wire is needed.

Ａｒ−ＣＯ₂混合ガスを用いてスパッタ発生量を抑制した技術として、例えば特開平８−１３２２８０号公報（特許文献３）や特開２０００−２４６４８５号公報（特許文献４）にワイヤに微量のＣａ、Ｋを含有させる溶接用ワイヤの提案がある。
しかし、これらの技術は何れも高電流域での溶接、すなわち、溶滴の移行状態がスプレー状でのスパッタの低減を図ったものであって、低電流域での溶接においてはスパッタ抑制に十分ではない。 As a technique for suppressing the amount of spatter generated using an Ar—CO ₂ mixed gas, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-132280 (Patent Document 3) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-246485 (Patent Document 4) describe a trace amount of Ca. There is a proposal of a welding wire containing K.
However, both of these technologies are intended to reduce spatter when welding is performed in a high current range, that is, when the droplet transition state is in the form of a spray. is not.

また、ロボットを用いた場合の溶接作業は、ワイヤ供給装置の送給ローラにより、コンジットケーブルの内部に内包され螺旋状に形成されたコンジットチューブとそれにつながる溶接トーチのチップから連続的にワイヤを送り出しながらＡｒ−ＣＯ₂ガスの雰囲気でアーク溶解する方法で使用される。この場合、コンジットケーブルは溶接トーチの動きを容易にするために長尺でかつ軟質の物が用いられ、ワイヤ送給装置から溶接部までの距離の調整や狭隘部の溶接をするために上下あるいは左右に曲げたり、ループ状に巻きつけて使用されることが多い。 Also, when using a robot, welding work is performed by continuously feeding the wire from the conduit tube formed in a spiral shape inside the conduit cable and the tip of the welding torch connected by the feed roller of the wire feeder. However, it is used in a method of arc melting in an atmosphere of Ar—CO ₂ gas. In this case, the conduit cable is long and soft in order to facilitate the movement of the welding torch, and is adjusted up and down or in order to adjust the distance from the wire feeder to the welded part and to weld the narrow part. It is often used by bending left and right or winding it in a loop.

このような状況で使用された場合、前述の溶接用ワイヤでは螺旋状のコンジットチューブ内の表面と接触摩擦によってワイヤ表面の潤滑剤およびワイヤ製造時ワイヤ表面に付着した銅粉や鉄粉がコンジットチューブ内に蓄積され送給抵抗が非常に大きくなり、アークが不安定になって、ついにはアーク切れするという問題が生じて満足できるものではない。 When used in such a situation, in the above-mentioned welding wire, the lubricant on the surface of the wire by contact friction with the surface in the spiral conduit tube and the copper powder or iron powder adhered to the wire surface during wire production are the conduit tube. It is not satisfactory because the feeding resistance is very large and the arc becomes unstable, the arc becomes unstable, and finally the arc breaks.

一方、最近ではワイヤ表面に銅めっきが施されていないワイヤについても種々検討されており、例えば、特開平１１−１０４８８３号公報（特許文献５）や特開２００４−１０６１号公報（特許文献６）には、銅めっき無しでスパッタ発生量を少なくした溶接用ワイヤの開示がある。しかし、コンジットチューブに銅めっきの蓄積はないが高電流で長時間溶接しているとチップ摩耗が激しくアークが不安定になるので頻繁にチップを交換する必要がある。
特開平９−９９３９０号公報特開２００４−１３６３４２号公報特開平８−１３２２８０号公報特開２０００−２４６４８５号公報特開平１１−１０４８８３号公報特開２００４−１０６１号公報 On the other hand, recently, various studies have been made on a wire whose surface is not subjected to copper plating. For example, JP-A-11-104883 (Patent Document 5) and JP-A-2004-1061 (Patent Document 6). Discloses a welding wire in which spatter generation is reduced without copper plating. However, there is no accumulation of copper plating on the conduit tube, but if it is welded for a long time at a high current, the tip wear becomes severe and the arc becomes unstable, so it is necessary to change the tip frequently.
JP-A-9-99390 JP 2004-136342 A JP-A-8-132280 JP 2000-246485 A Japanese Patent Laid-Open No. 11-104883 JP 2004-1061 A

本発明は、Ａｒ−ＣＯ₂混合ガスシールドアーク溶接用銅めっきソリッドワイヤに関し、特に低電流域から遷移領域の溶接電流で長時間溶接する場合においても、スパッタ発生量が少なくワイヤ送給性が良好で、さらにチップの摩耗が少なくアークの安定性が良いなど溶接作業性に優れたＡｒ−ＣＯ₂混合ガスシールドアーク溶接用銅めっきソリッドワイヤを提供することを目的とする。 The present invention relates to a copper-plated solid wire for Ar—CO ₂ mixed gas shielded arc welding, and in particular, even when welding for a long time with a welding current from a low current region to a transition region, the spatter generation amount is small and the wire feedability is good. Furthermore, an object of the present invention is to provide a copper-plated solid wire for Ar—CO ₂ mixed gas shielded arc welding having excellent welding workability, such as less wear of the tip and good arc stability.

本発明の要旨は、Ａｒ−ＣＯ₂混合ガスシールドアーク溶接用銅めっきソリッドワイヤにおいて、ワイヤ成分としてＣ：０．０２〜０．１０質量％、Ｓｉ：０．４０〜０．９５質量％、Ｍｎ：１．０〜１．９５質量％、Ｔｉ：０．０３〜０．１５質量％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、かつ、ワイヤ表面にワイヤ１０ｋｇ当たり常温で液体の潤滑油を０．３〜１．５ｇ有し、金属粉の付着量が０．２５ｇ以下、金属粉以外の固形分の付着量が０．１０ｇ以下であることを特徴とする。また、ワイヤ表面に二硫化モリブデンを０．００５〜０．２５ｇ、リン脂質を０．００８〜０．１０ｇさらに有することも特徴とする。 The gist of the present invention is that, in a copper-plated solid wire for Ar—CO ₂ mixed gas shielded arc welding, as wire components, C: 0.02 to 0.10% by mass, Si: 0.40 to 0.95% by mass, Mn : 1.0 to 1.95% by mass, Ti: 0.03 to 0.15% by mass, consisting of the balance Fe and inevitable impurities, and liquid lubricating oil at room temperature per 10 kg of wire on the wire surface 0.3 to 1.5 g, the adhesion amount of the metal powder is 0.25 g or less, and the adhesion amount of solids other than the metal powder is 0.10 g or less. Moreover, it is characterized by further having 0.005-0.25 g of molybdenum disulfide and 0.008-0.10 g of phospholipid on the wire surface.

本発明のＡｒ−ＣＯ₂混合ガスシールドアーク溶接用銅めっきソリッドワイヤによれば、特に低電流域から遷移領域の溶接電流で長時間溶接する場合においても、スパッタ発生量が少なくワイヤ送給性が良好で、さらにチップの摩耗が少なくアークの安定性が良いなど溶接作業性に優れた溶接が可能になる。 According to the copper-plated solid wire for Ar—CO ₂ mixed gas shielded arc welding of the present invention, even when welding with a welding current from a low current region to a transition region for a long time, the spatter generation amount is small and the wire feedability is low. This makes it possible to perform welding with excellent welding workability, such as good wear resistance and low arc wear.

本発明者らは、前記課題を解決するために低電流域から遷移領域の溶接電流（例えば、ワイヤ径１．２ｍｍ、シールドガス：Ａｒ−２０％ＣＯ₂の場合１５０〜２８０Ａ程度）で、ワイヤ成分、ワイヤ表面に塗布する送給潤滑剤およびワイヤ表面状態について種々検討した。その結果、ワイヤ成分中Ｃ、Ｓｉ、ＭｎおよびＴｉの含有量を限定することによってアークの安定およびスパッタの発生を抑制し、ワイヤ表面に銅めっきおよび常温で液体である潤滑油を有し、金属粉および金属粉以外の固形分の付着量を少なくすることによって軟質で長尺のコンジットケーブルを使用して長時間溶接する場合においてもワイヤ送給性が良好で、チップ摩耗も極めて少なくなり安定したアークが得られる。さらに、ワイヤ表面の二硫化モリブデンおよびリン脂質を適量有することによって、ワイヤ送給性が良好で安定したアークが得られることを見出した。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have used a welding current from a low current region to a transition region (for example, a wire diameter of 1.2 mm, a shielding gas of about 150 to 280 A in the case of Ar-20% CO ₂ ), and a wire Various investigations were made on the components, the feed lubricant applied to the wire surface, and the wire surface condition. As a result, by limiting the content of C, Si, Mn, and Ti in the wire component, the stability of the arc and the occurrence of spatter are suppressed, and the wire surface has copper plating and lubricating oil that is liquid at room temperature, By reducing the amount of solids other than powder and metal powder, the wire feedability is good and the chip wear is extremely reduced and stable even when welding for a long time using a long and soft conduit cable. An arc is obtained. Furthermore, it has been found that by having appropriate amounts of molybdenum disulfide and phospholipid on the surface of the wire, a stable arc can be obtained with good wire feedability.

ワイヤ成分中のＣは、スパッタ発生量の抑制のために添加する。Ｃが０．０２質量％（以下、％という。）未満であると表面張力が低下するのでスパッタ発生量が多くなる。一方、Ｃが０．１０％を超えると表面張力が高くなりすぎるのとアークが強くなりすぎて大粒のスパッタが発生しやすくなる。 C in the wire component is added to suppress the amount of spatter generated. If C is less than 0.02% by mass (hereinafter referred to as “%”), the surface tension is lowered, so that the amount of spatter generated increases. On the other hand, when C exceeds 0.10%, if the surface tension becomes too high, the arc becomes too strong, and large spatter tends to occur.

Ｓｉは、アークの安定のために添加する。Ｓｉが０．４０％未満であるとアークが不安定となる。０．９５％を超えると表面張力が高くなりすぎてスパッタ発生量が多くなる。ＭｎもＳｉと同様にアークの安定のために添加する。Ｍｎが１．０％未満であるとアークが不安定となる。１．９５％を超えると表面張力が高くなりすぎてスパッタ発生量が多くなる。 Si is added to stabilize the arc. When Si is less than 0.40%, the arc becomes unstable. If it exceeds 0.95%, the surface tension becomes too high and the amount of spatter generated increases. Mn is also added to stabilize the arc as with Si. If Mn is less than 1.0%, the arc becomes unstable. If it exceeds 1.95%, the surface tension becomes too high and the amount of spatter generated increases.

Ｔｉは、特に低電流域の溶接電流で溶滴を小さくしてスパッタ発生を抑制する。Ｔｉが０．０３％未満であるとその効果がなく大粒のスパッタが多発する。一方、Ｔｉが０．１５％を超えると表面張力が高くなりすぎて逆にスパッタ発生量が多くなる。
なお、溶接金属の強度調整としてＮｉ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｚｒ、ＶおよびＮｂを微量添加できる。 Ti suppresses the generation of spatter by reducing the size of the droplets, particularly with a welding current in a low current range. If Ti is less than 0.03%, the effect is not obtained, and large spatters occur frequently. On the other hand, if Ti exceeds 0.15%, the surface tension becomes too high and the amount of spatter generated increases.
A small amount of Ni, Mo, Cr, Al, Zr, V and Nb can be added to adjust the strength of the weld metal.

ワイヤ表面の銅めっきは、コンジットチューブ内での摩擦抵抗を低減するとともにチップ先端での通電性を良好にしアークを安定させる。さらに、高電流の溶接条件で長時間溶接してもチップ摩耗が極めて少なく安定したアークを持続させることができる。銅めっきは通電性、潤滑性およびチップの耐摩耗性を向上させるとともに防錆性向上の効果も有する。めっき厚は０．３〜１．２μｍ程度が好ましい。 Copper plating on the wire surface reduces the frictional resistance in the conduit tube and improves the electrical conductivity at the tip of the tip to stabilize the arc. Furthermore, even if welding is performed for a long time under high current welding conditions, a stable arc can be sustained with very little tip wear. Copper plating improves the electrical conductivity, lubricity and wear resistance of the chip, and also has the effect of improving rust prevention. The plating thickness is preferably about 0.3 to 1.2 μm.

次に、ワイヤ表面に塗布する潤滑剤は、ワイヤ１０ｋｇ当たり常温で液体である潤滑油を０．３〜１．５ｇ（以下、ｇ／１０ｋｇＷという。）とする。常温で液体である潤滑油は、ワイヤ表面に皮膜を有し、ワイヤ送給時にワイヤ送給性を向上させる。潤滑油が０．３ｇ／１０ｋｇＷ未満であると、コンジットチューブ内で送給抵抗が大きくなりワイヤ送給性が不良となる。逆に、１．５ｇ／１０ｋｇＷを超えると、送給ローラ部でワイヤがスリップしてアークが不安定になる。 Next, the lubricant applied to the wire surface is 0.3 to 1.5 g (hereinafter referred to as g / 10 kgW) of lubricating oil that is liquid at room temperature per 10 kg of wire. Lubricating oil that is liquid at room temperature has a film on the surface of the wire, and improves wire feedability during wire feed. When the lubricating oil is less than 0.3 g / 10 kgW, the feeding resistance increases in the conduit tube, and the wire feeding property becomes poor. On the other hand, if it exceeds 1.5 g / 10 kgW, the wire slips at the feeding roller portion and the arc becomes unstable.

潤滑油は、動植物油、鉱物油あるいは合成油の何れでもよい。動植物油としてはパーム油、菜種油、ひまし油、豚油、牛油、魚油等を、鉱物油としてはマシン油、タービン油、スピンドル油等を用いることができる。合成油としては炭化水素系、エステル系、ポリグリコール系、ポリフェノール系、シリコーン系、フロロカーボン系を用いることができる。 The lubricating oil may be animal or vegetable oil, mineral oil or synthetic oil. Palm oil, rapeseed oil, castor oil, pig oil, cow oil, fish oil, etc. can be used as animal and vegetable oils, and machine oil, turbine oil, spindle oil, etc. can be used as mineral oils. As the synthetic oil, hydrocarbon type, ester type, polyglycol type, polyphenol type, silicone type and fluorocarbon type can be used.

ワイヤ表面の銅めっきは、前述のようにチップ先端での通電性を良好にし、チップ摩耗が少なく、さらに防錆性向上という効果がある。しかし、ワイヤ表面への銅めっきはワイヤ素線径（２．５〜３．５ｍｍ程度）で施された後に仕上げ伸線で製品径まで縮径されるが、この過程で銅めっきが剥がれワイヤ表面に多量付着する。また、同時にワイヤ表層部の鉄も削られてワイヤ表面に付着する。これらワイヤ表面に付着した金属粉は、コンジットチューブ内に蓄積されて長時間溶接していると送給抵抗が非常に大きくなりアークが不安定となって、ついにはアーク切れが生じるようになる。しかし、ワイヤ表面の金属粉付着量が０．２５ｇ／１０ｋｇＷ以下であると、コンジットチューブ内への蓄積量が少なく長時間溶接しても送給抵抗を大きくすることがない。 As described above, copper plating on the wire surface has the effect of improving the electrical conductivity at the tip of the tip, reducing the tip wear, and improving the rust prevention. However, copper plating on the wire surface is performed with the wire diameter (about 2.5 to 3.5 mm) and then reduced to the product diameter by finish drawing, but in this process the copper plating is peeled off and the wire surface A large amount adheres to the surface. At the same time, the iron on the surface of the wire is also scraped off and adheres to the wire surface. When these metal powders adhering to the wire surface are accumulated in the conduit tube and welded for a long time, the feeding resistance becomes very large, the arc becomes unstable, and finally an arc breakage occurs. However, if the adhesion amount of the metal powder on the surface of the wire is 0.25 g / 10 kgW or less, the accumulation amount in the conduit tube is small and the feeding resistance is not increased even if welding is performed for a long time.

銅粉や鉄粉などの金属粉以外に、ワイヤ表面には残留した固形伸線潤滑剤や湿式伸線潤滑剤中の汚れ、ほこり等が付着してコンジットチューブ内に蓄積されて長時間溶接していると送給抵抗が大きくなりアークが不安定となる。しかし、金属粉以外の固形分（以下、固形不純物という。）の付着量が０．１０ｇ／１０ｋｇＷ以下であると、コンジットチューブ内への蓄積量が少なくなり、コンジットチューブが摩耗して交換するまで送給抵抗を大きくすることがない。 In addition to metal powder such as copper powder and iron powder, residual solid wire lubricant or dirt in the wet wire lubricant adheres to the wire surface and accumulates in the conduit tube and welds for a long time. If so, the feeding resistance increases and the arc becomes unstable. However, if the amount of solids other than metal powder (hereinafter referred to as solid impurities) is 0.10 g / 10 kgW or less, the amount accumulated in the conduit tube decreases, and the conduit tube is worn out and replaced. Does not increase the feeding resistance.

さらに、ワイヤ表面に二硫化モリブデンを有することによって、コンジットチューブ内で送給抵抗を抑制してワイヤ送給性をさらに良好にする。二硫化モリブデンが０．００５ｇ／１０ｋｇＷ未満であると、コンジットチューブ内で送給抵抗が大きくなりワイヤ送給性が不良となる。逆に、二硫化モリブデンが０．２５ｇ／１０ｋｇＷを超えると、アークが不安定になってスパッタ発生量が多くなる。 Furthermore, by having molybdenum disulfide on the wire surface, the feeding resistance is suppressed in the conduit tube to further improve the wire feeding property. When the molybdenum disulfide is less than 0.005 g / 10 kgW, the feeding resistance increases in the conduit tube, and the wire feeding property becomes poor. Conversely, when molybdenum disulfide exceeds 0.25 g / 10 kgW, the arc becomes unstable and the amount of spatter generated increases.

なお、二硫化モリブデンはコンジットチューブとの接触により長時間溶接しているとコンジットチューブ内に少量蓄積されるが、この蓄積された二硫化モリブデンは送給抵抗を小さくする働きをする。また、二硫化モリブデンの粒径は１．０μｍ以下であることが送給抵抗を低減してワイヤ送給性を良好にするので好ましい。 When molybdenum disulfide is welded for a long time by contact with the conduit tube, a small amount of molybdenum disulfide accumulates in the conduit tube. This accumulated molybdenum disulfide serves to reduce the feeding resistance. Moreover, it is preferable that the particle size of molybdenum disulfide is 1.0 μm or less because the feeding resistance is reduced and the wire feeding property is improved.

また、リン脂質をワイヤ表面に有することによって、常温で液体である潤滑油と共存してワイヤ表面の二硫化モリブデンを均一に分散させる作用を有する。リン脂質が０．００８ｇ／１０ｋｇＷ未満であると、ワイヤ表面の二硫化モリブデンが均一に付着せず、コンジットチューブ内で送給抵抗が大きくなる部分がありワイヤ送給性が不良になる。逆に、リン脂質が０．１０ｇ／１０ｋｇＷを超えると、スパッタ発生量が多くなる。 Moreover, by having a phospholipid on the wire surface, it has the effect | action which coexists with the lubricating oil which is liquid at normal temperature, and disperse | distributes molybdenum disulfide on the wire surface uniformly. When the phospholipid is less than 0.008 g / 10 kgW, molybdenum disulfide on the wire surface does not adhere uniformly, and there is a portion where the feeding resistance increases in the conduit tube, resulting in poor wire feeding performance. Conversely, when the phospholipid exceeds 0.10 g / 10 kgW, the amount of spatter generated increases.

本発明にいうリン脂質とは、レシチン（フォスファチジルコン）、フォスファチジルエタノールアミン、フォスファジルイニシトールなどのリン酸脂質を９５％程度含有する粉末状のもの、リン酸脂質を約６５％および大豆油などの植物油を３５％程度含有するペースト状のものなどあり、いずれも使用することができ、中でも大豆油から得られるレシチンが好ましい。 The phospholipid referred to in the present invention is a powder containing about 95% of phospholipid such as lecithin (phosphatidylcon), phosphatidylethanolamine, phosphatidylinitol, about 65% of phospholipid and There are pastes containing about 35% vegetable oil such as soybean oil, and any of them can be used. Among them, lecithin obtained from soybean oil is preferable.

本発明のＡｒ−ＣＯ₂混合ガスシールドアーク溶接用銅めっきワイヤの製造方法は、ワイヤ原線を一次伸線したワイヤ素線を焼鈍してワイヤ表面にめっきを施したのち、製品径まで仕上げ伸線して、ワイヤ表面を例えば洗浄や機械的に浄化し、常温で液体である潤滑油または潤滑油と二硫化モリブデンおよびリン脂質をワイヤ表面に塗布してスプール巻きまたはペールパック入りワイヤとする。 The method for producing a copper-plated wire for Ar—CO ₂ mixed gas shielded arc welding according to the present invention comprises annealing a wire strand obtained by primary drawing of a wire original wire and plating the surface of the wire, and then finish-drawing to the product diameter. For example, the wire surface is cleaned or mechanically purified, and lubricating oil or lubricating oil and molybdenum disulfide and phospholipid, which are liquid at room temperature, are applied to the surface of the wire to form a spool or pail-packed wire.

以下、本発明の効果を実施例により具体的に説明する。
表１に示すワイヤ径１．２ｍｍの溶接用ワイヤの成分、ワイヤ表面状態および潤滑剤塗布量を変えたものを試作してスプール巻きワイヤとした。 Hereinafter, the effect of the present invention will be described in detail with reference to examples.
A spool-wound wire was manufactured by changing the components of the welding wire having a wire diameter of 1.2 mm shown in Table 1, the wire surface condition, and the amount of lubricant applied.

各試作ワイヤにつきワイヤ送給性、チップ摩耗量、アーク状態およびスパッタ発生量を調査した。ワイヤ送給性、チップ摩耗量およびアーク状態の評価は、図１に示す装置を用いて行った。図１において送給機１にセットされたスプール巻きワイヤ２は、送給ローラ３により引き出され、コンジットケーブル４に内包されたコンジットチューブを経てその先端のトーチ５からチップ６まで送給される。そしてチップ６と鋼板７との間でビードオンプレート溶接を行う。コンジットケーブル４は６ｍ長さで、送給抵抗を与えるために１５０ｍｍ径のループを２つ形成した屈曲８を設けた。送給機１には送給ローラの周速度Ｖｒ（設定ワイヤ速度）の検知器（図示せず）およびワイヤの実速度Ｖｗ検出器９を備えている。

The wire feedability, tip wear, arc state, and spatter generation were investigated for each prototype wire. The wire feedability, tip wear amount, and arc state were evaluated using the apparatus shown in FIG. In FIG. 1, the spool winding wire 2 set in the feeder 1 is pulled out by the feeding roller 3 and fed from the torch 5 at the tip thereof to the chip 6 through the conduit tube included in the conduit cable 4. Then, bead-on-plate welding is performed between the tip 6 and the steel plate 7. The conduit cable 4 was 6 m long and provided with a bend 8 formed with two 150 mm diameter loops to give a feeding resistance. The feeder 1 is provided with a detector (not shown) for the peripheral speed Vr (set wire speed) of the feed roller and an actual wire speed Vw detector 9.

ワイヤ送給性評価指標のスリップ率ＳＬは、ＳＬ＝（Ｖｒ−Ｖｗ）／Ｖｒ×１００で表される。また、送給ローラ部分に設けられたロードセル１０によりワイヤ送給時にワイヤがコンジットチューブから受ける反力を送給抵抗Ｒとして検出した。溶接は試作ワイヤ毎に新しいコンジットチューブを用いて表２に示す条件Ｎｏ．１の溶接条件で１００分溶接し、溶接開始後４０分から溶接終了までの２０分間スリップ率ＳＬと送給抵抗Ｒを測定して平均値を求めた。スリップ率ＳＬが１０％以下で送給抵抗Ｒが６ｋｇｆ以下の場合にワイヤ送給性良好と判定した。また、チップの摩耗量は、試作ワイヤ毎に新しいチップ（内径１．４ｍｍ）を用いて溶接終了後最も摩耗の大きい箇所の内径を測定した。チップ摩耗量の評価は、摩耗量が０．１５ｍｍ以下を良好として評価した。 The slip rate SL of the wire feedability evaluation index is represented by SL = (Vr−Vw) / Vr × 100. Further, the reaction force that the wire receives from the conduit tube during wire feeding by the load cell 10 provided in the feeding roller portion was detected as the feeding resistance R. For welding, use a new conduit tube for each prototype wire and check the condition No. shown in Table 2. The welding was performed for 100 minutes under the welding conditions of 1, and the average value was obtained by measuring the slip rate SL and the feeding resistance R for 20 minutes from the start of welding to the end of welding for 40 minutes. When the slip rate SL was 10% or less and the feed resistance R was 6 kgf or less, it was determined that the wire feedability was good. In addition, the wear amount of the tip was measured by using a new tip (inner diameter: 1.4 mm) for each prototype wire and measuring the inner diameter of the portion with the greatest wear after welding. The chip wear amount was evaluated as good when the wear amount was 0.15 mm or less.

スパッタ発生量は、上記ワイヤ送給性およびチップ摩耗性の試験終了後、コンジットチューブおよびチップを交換せずに銅製の捕集箱を用いて、ビードオンプレート溶接により表２に示す条件Ｎｏ．１およびＮｏ．２の溶接条件で５回溶接（１回の溶接時間１．５ｍｉｎ）して捕集したスパッタを１分間の発生量に換算した。スパッタ発生量は０．５ｇ／ｍｉｎ以下でアークが安定して作業性が良好である。また、スパッタ発生量測定後、コンジットチューブのループ部を切断して、潤滑剤、金属粉および固形不純物の蓄積状態を観察した。それらの結果を表３にまとめて示す。

The amount of spatter generated was determined according to the condition Nos. Shown in Table 2 by bead-on-plate welding using a copper collection box without replacing the conduit tube and tip after the wire feedability test and tip wear test were completed. 1 and no. Spatters collected by welding five times under the welding conditions of 2 (one welding time of 1.5 min) were converted to the amount generated for one minute. The amount of spatter generated is 0.5 g / min or less, the arc is stable, and the workability is good. Further, after measuring the amount of spatter generated, the loop portion of the conduit tube was cut, and the accumulation state of the lubricant, metal powder and solid impurities was observed. The results are summarized in Table 3.

表１および表３中、ワイヤＮo.１〜９が本発明例、ワイヤＮo.１０〜１８が比較例である。

In Tables 1 and 3, wires No. 1 to 9 are examples of the present invention, and wires No. 10 to 18 are comparative examples.

本発明例であるワイヤＮo.１〜９は、ワイヤ成分範囲が適正で銅めっきを有し、ワイヤ表面の潤滑油量が適正で金属粉量および固形不純物が少ないので、スリップ率ＳＬおよび送給抵抗Ｒが低くワイヤ送給性が良好で、チップ摩耗量および低電流域から遷移領域の溶接電流でのスパッタ発生量も少なくアークが安定して溶接作業性が良好でコンジットチューブ内への蓄積量が少ないなど極めて満足な結果であった。 Wire Nos. 1 to 9, which are examples of the present invention, have an appropriate wire component range, have copper plating, an appropriate amount of lubricating oil on the wire surface, and a small amount of metal powder and solid impurities. Low resistance R, good wire feedability, less tip wear, less spatter generation at welding currents from low current region to transition region, stable arc, good welding workability, accumulated amount in conduit tube It was a very satisfactory result such as a small amount.

なお、ワイヤＮo.１はワイヤ表面に二硫化モリブデンおよびリン脂質が付着していないので、ワイヤＮo.２はリン脂質が付着していないので、いずれもワイヤ送給抵抗Ｒが若干高くなった。比較例中ワイヤＮo.１０は、ワイヤ成分のＣが高いので大粒のスパッタが発生した。また、ワイヤ表面の二硫化モリブデンの付着量が少ないので送給抵抗Ｒも高くなった。 Since wire No. 1 had no molybdenum disulfide and phospholipid attached to the surface of the wire, wire No. 2 had no phospholipid attached, so that the wire feeding resistance R was slightly increased. In the comparative example, the wire No. 10 has a large spatter due to the high C of the wire component. Moreover, since the adhesion amount of molybdenum disulfide on the wire surface is small, the feeding resistance R is also increased.

ワイヤＮo.１１は、ワイヤ成分のＣが低いのでスパッタ発生量が多かった。また、ワイヤ表面のリン脂質付着量が少ないので送給抵抗Ｒも高くなった。ワイヤＮo.１２は、ワイヤ成分のＳｉが高いのでスパッタ発生量が多かった。また、ワイヤ表面の潤滑油付着量が多いのでアークが不安定でスリップ率ＳＬも高くなった。ワイヤＮo.１３は、ワイヤ成分のＳｉが低いのでアークが不安定であった。また、ワイヤ表面の二硫化モリブデンの付着量が多いのでスパッタ発生量も多くなった。 Wire No. 11 had a large amount of spatter due to the low C of the wire component. Further, since the amount of phospholipid attached to the wire surface was small, the feeding resistance R was also increased. The wire No. 12 had a large amount of spatter due to the high Si of the wire component. Further, since the amount of lubricant attached to the wire surface was large, the arc was unstable and the slip rate SL was also high. The wire No. 13 had an unstable arc because the wire component Si was low. In addition, the amount of sputter generation increased due to the large amount of molybdenum disulfide deposited on the wire surface.

ワイヤＮo.１４は、ワイヤ成分のＭｎが高いのでスパッタ発生量が多かった。また、ワイヤ表面の潤滑油付着量が少ないので送給抵抗Ｒも高くなった。ワイヤＮo.１５は、ワイヤ成分のＭｎが低いのでアークが不安定であった。また、ワイヤ表面のリン脂質付着量が多いのでスパッタ発生量も多くなった。ワイヤＮo.１６は、ワイヤ成分のＴｉが低いので大粒のスパッタ発生量が多かった。また、ワイヤ表面の金属粉付着量が多いのでコンジットチューブ内の蓄積量が多くなって送給抵抗Ｒが高くアークも不安定であった。 Wire No. 14 had a large amount of spatter due to its high Mn wire component. In addition, since the amount of lubricant attached to the wire surface is small, the feeding resistance R is also high. The wire No. 15 had an unstable arc because the wire component Mn was low. In addition, the amount of spatter generated increased due to the large amount of phospholipid adhering to the wire surface. The wire No. 16 had a large amount of spatter generated due to the low Ti of the wire component. Further, since the amount of metal powder adhering to the wire surface is large, the amount of accumulation in the conduit tube is large, the feed resistance R is high, and the arc is also unstable.

ワイヤＮo.１７は、ワイヤ成分のＴｉが多いのでスパッタ発生量が多かった。また、ワイヤ表面の固形不純物の付着量が多いのでコンジットチューブ内の蓄積量が多くなって送給抵抗Ｒが高くアークも不安定であった。ワイヤＮo.１８は、ワイヤ表面にめっきが施されていないのでチップ摩耗量が多くアークが不安定であった。 The wire No. 17 had a large amount of spatter due to a large amount of Ti as a wire component. Further, since the amount of solid impurities adhering to the wire surface is large, the amount of accumulation in the conduit tube is large, the feed resistance R is high, and the arc is also unstable. Since the wire No. 18 was not plated on the wire surface, the tip wear amount was large and the arc was unstable.

本発明の実施例におけるワイヤ送給試験の装置を示す図面である。It is drawing which shows the apparatus of the wire feeding test in the Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１送給機
２スプール巻きワイヤ
３送給ローラ
４コンジットケーブル
５トーチ
６チップ
７鋼板
８コンジットケーブルの屈曲部
９ワイヤの実速度検出器
１０ロードセル

特許出願人日鐵住金溶接工業株式会社
代理人弁理士椎名彊他１

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Feeder 2 Spool winding wire 3 Feed roller 4 Conduit cable 5 Torch 6 Tip 7 Steel plate 8 Bending part of conduit cable 9 Wire actual speed detector 10 Load cell

Patent Applicant Nippon Steel & Sumikin Welding Industry Co., Ltd.
Attorney Attorney Shiina and others 1

Claims

Ａｒ−ＣＯ₂混合ガスシールドアーク溶接用銅めっきソリッドワイヤにおいて、ワイヤ成分としてＣ：０．０２〜０．１０質量％、Ｓｉ：０．４０〜０．９５質量％、Ｍｎ：１．０〜１．９５質量％、Ｔｉ：０．０３〜０．１５質量％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、かつ、ワイヤ表面にワイヤ１０ｋｇ当たり常温で液体の潤滑油を０．３〜１．５ｇ有し、金属粉の付着量が０．２５ｇ以下、金属粉以外の固形分の付着量が０．１０ｇ以下であることを特徴とするＡｒ−ＣＯ₂混合ガスシールドアーク溶接用銅めっきワイヤ。 In the copper-plated solid wire for Ar—CO ₂ mixed gas shielded arc welding, as wire components, C: 0.02 to 0.10 mass%, Si: 0.40 to 0.95 mass%, Mn: 1.0 to 1 .95% by mass, Ti: 0.03 to 0.15% by mass, consisting of the balance Fe and unavoidable impurities, and 0.3-1. A copper-plated wire for Ar—CO ₂ mixed gas shielded arc welding, comprising 5 g, having an adhesion amount of metal powder of 0.25 g or less, and an adhesion amount of solids other than metal powder being 0.10 g or less.

ワイヤ表面に二硫化モリブデンを０．００５〜０．２５ｇ、リン脂質を０．００８〜０．１０ｇさらに有することを特徴とする請求項１記載のＡｒ−ＣＯ₂混合ガスシールドアーク溶接用銅めっきワイヤ。 0.005~0.25g molybdenum disulfide on the wire surface, according to claim 1, wherein the Ar-CO ₂ mixed gas shielded arc welding of copper-coated wire, characterized in that it comprises a phospholipid 0.008~0.10g further .