JPH0242039B2

JPH0242039B2 -

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Publication number: JPH0242039B2
Application number: JP59248188A
Authority: JP
Priority date: 1984-11-26
Filing date: 1984-11-26
Publication date: 1990-09-20
Also published as: JPS61126995A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明は、ガスメタルアーク溶接に用いるソリ
ツドワイヤの製造方法に関し、この明細書では、
適当な潤滑剤を採用することにより、素線から最
終線径に至るまでの工程を焼鈍やめつきの工程を
経ることなく連続的に伸線製品とする技術につい
て提案するものである。（従来の技術）溶接用ワイヤの一般的製造方法は、まず熱間圧
延により製造された線材についてその表面のスケ
ールを除去する工程、伸線前処理剤を付着させる
コーテイング工程、中間径まで伸線する１次伸線
工程、１次伸線による加工硬化を除去する焼鈍工
程、酸洗・めつき工程、および製品径まで仕上げ
る２次伸線（仕上伸線）工程、そして最後に巻
替・梱包工程と７工程に分けて製造されている。上記従来製造方法の場合次のような問題点が指
摘されていた。 (1) 作業工程が細分化されているために作業能率
面で効率が悪い。 (2) 焼鈍工程などがあつて製造日数が長くかか
る。 (3) 製造コストが高い。 (4) 銅めつきを施すこととしているため廃液処理
に大きな設備と費用がかかる。かような実情に鑑みその解決を目指した次のよ
うな従来技術がある。例えば、特開昭55−54296
号は、原線ワイヤを中間で焼鈍することなく伸線
加工を行うことにより、連続的な短時間で製造す
る方法が述べられている。この方法は、連続伸線
を行うことができるが、めつきまでも省略する方
法ではないから上記(4)の欠点が残り、また引張強
さのばらつきやアーク安定に対する配慮がないこ
とから、溶接作業性改善に対し積極的にその改良
を行つている技術とは言い難い。また、同じく連続工程を採用する従来技術とし
て、特開昭56−151197号があるが、この方法は、
焼鈍・めつき工程があるので上記(2)、(3)、(4)の欠
点が残り、製造工程の簡素化のメリツトが減殺さ
れている。さらに、特公昭58−43195号としての提案の技
術は、ワイヤ成分、特にＣ、Si、Ti量を規定し、
製品径までの伸線を可能にしたものであるが、上
記の限られた成分系にのみ適用できるものであ
り、ワイヤの送給性や給電性の改良は論じられて
いない。（発明が解決しようとする問題点）本発明は、従来技術のもとで指摘されていた製造時間およびコストのかかる焼鈍工程を省
き、廃液処理等で問題点のあるめつき工程を省
き、しかも素線から製品ワイヤまでの作業を連続化
することを目的とする。そしてこのことにより、
作業工程の簡素化に伴う製造コスト削減、製造日
数の短縮およびめつき工程の省略つまり銅めつき
がなされないことによる溶接時のコンジツトチユ
ーブ内への銅粉の目づまりの防止を実現すること
にある。（問題点を解決するための手段）本発明の着想の基盤となる点は、焼鈍工程およ
びめつき工程を省略化し、かつ工程の連続化を図
ることにある。ただこのことによつて、例えば焼
鈍工程の省略で熱間での引張強さのバラツキが残
留しワイヤ送給時の送給性の不均一を招いたり、
まためつき工程の省略により給電抵抗が高まり、
特にチツプ部でのワイヤ融着現象に基づく均一送
給が困難となるという問題が生じる。このことに対して本発明では、次のような手段
を採用してその克服を図ることとした。すなわ
ち、酸洗工程を経た線径4.5〜5.5mφの素線を焼鈍
およびめつきの工程を経ることなしに複数のダイ
スによつて伸線加工するに当り、伸線初期のダイ
スにおける潤滑剤として二硫化モリブデン又は窒
化硼素を３〜15％含有する伸線潤滑剤を、また少
なくとも最終ダイスにおける潤滑剤としては給電
向上剤ならびにアーク安定剤を含有する油性潤滑
剤を用いるものとし、最終ダイスにおいて、減面
率が２〜12％、ワイヤ製品表面に残留する給電向
上剤及びアーク安定剤がそれぞれ50〜300ppm、
10〜300ppmの範囲を満足する条件下に伸線加工
も施し、しかるのち巻替えをする連続工程からな
る溶接用ソリツドワイヤの製造方法について提案
する。そして、伸線潤滑剤として、伸線初期たとえば
第１ダイス及び第２ダイスに二硫化モリブデンも
しくは窒化硼素を３〜15％含有した潤滑剤を用い
ることにより、焼鈍、メツキ各工程省略の不足を
この潤滑剤コーテイングにより補うことにした。
さらに、最終ダイスに用いる油性潤滑剤に関して
は、ワイヤ製品表面に、給電向上剤として、50〜
300ppm、アーク安定剤として、10〜300ppmを残
留させるべく、給電向上剤とアーク安定剤を含有
するものを用いる。（作用）本発明の特徴は、素線は焼鈍・めつき工程を経
ることなく直接伸線加工し、巻替工程までの４工
程を連続的に行う点にある。このような連続伸線
加工を行うと、ワイヤ自体が加工硬化を起し極端
に伸線性が劣化する。しかしながら、本発明者らの研究によれば、か
かる工程において、伸線初期たとえば第１ダイス
及び第２ダイスに二硫化モリブデン又はこれと同
等の効果をもつ窒化硼素を、３〜15％含有する潤
滑剤を使用すれば、伸線性を低下させることなく
伸線が可能になるとの知見を得た。これに対し乾式潤滑剤により連続的な伸線加工
を行うと、伸線潤滑剤がワイヤ表面に多く残留す
るため、溶接中のワイヤ送給時にコンジツトチユ
ーブ内に該潤滑剤が付着して送給を妨げ、さらに
は該残留潤滑剤により溶接チツプでの給電性が劣
化し、送給性能の劣化と溶接作業性（アーク安定
性）を阻害することが実験の結果明らかとなつ
た。このような事実から本発明者らは伸線最終ダイ
ス部の潤滑剤及びその減面率を工夫することに着
目した。つまり潤滑剤には防錆性及び潤滑性を有
する油性潤滑剤（たとえばパーム油、オリーブ油
の精製品）を採用し、かつその中には給電向上剤
（たとえば炭素など）及びアーク安定剤（たとえ
ばアルカリ金属）を含有させることとし、一方上
記減面率としては２〜12％で伸線を行うという条
件を採用したのである。まず本発明において油性潤滑剤を選んだ理由
は、第３図から明らかなように前工程で付着残留
している乾式潤滑剤の除去を図るのに好適で、コ
ンジツトチユーブ内にかすの残留が少ないこと、
及び乾式潤滑剤より防錆、潤滑効果が優れている
からである。なお、さらに乾式潤滑剤の除去効果を高めたい
場合あるいはアーク安定剤等の添加効果を高めた
い場合には、前工程のダイスにも同様の潤滑剤を
用いることが好ましい。次に、かかる油性潤滑剤中に含有させる給電向
上剤について述べる。溶接作業性を良くするため
にワイヤの送給性を改善することは有効なことで
あるが、ワイヤ潤滑性だけがコンジツトチユーブ
内送給性に影響を及ぼすのではなく、給電状況も
ワイヤ送給性能に影響を及ぼすことが明らかとな
つた。第４図に示すように、電機子電流はワイヤ送給
量を一定として非溶接時にワイヤのみ送給する場
合：つまりインチング状態のときと、溶接時に送
給モータで送給するときを比較すると、前者の方
が小さいことがわかる。すなわちインチング状態
では、電流の変動が少なく、一様にワイヤが送ら
れているが、溶接時では急に変動が大きくなり給
電チツプ部での給電状態が送給性に大きく影響
し、この変動が大きくなると、極端な場合ノツキ
ング現象、ワイヤづまりなど溶接性に悪影響を及
ぼす。したがつて、本発明のように、特に銅めつきの
ような給電を助ける媒体のない場合にはさらに給
電性の向上が望まれる。この点については本発明
者らの研究ではワイヤ表面上に給電向上剤つまり
炭素などを適量含有させることが有効であること
をつきとめた。その添加量は、給電効果について
みると多い程好ましいが、また多過ぎるとコンジ
ツトチユーブ内へのかすの残留等で悪影響を及ぼ
すので、第５図から下限として50ppm、また上限
を300ppmとした。次にアーク安定剤について述べる。溶接作業性
向上のため、ワイヤ送給性のほかにアーク自体の
安定性を保つことが必要である。そのためには、
ワイヤ表面に電離電圧の低い元素を残留させ、金
属イオンの発生を促しアーク長の安定化を維持す
ることが有効である。この目的に叶うものとし
て、アルカリ金属（Li、Ｋ、Cs等）が好適であ
る。このようにアーク安定剤の添加により、第６
図に示すように、短絡回数（短絡移行域）が増加
し、細かい溶滴移行となつてアークが安定する。
この添加量としては、10ppm以上の添加が有効
で、上限としては給電向上剤とのかね合いもあ
り、送給性を阻害しない点を考慮して300ppmと
した。ワイヤの引張強さについては、ワイヤ送給性能
に関係しアークの安定性にも影響することが知ら
れている。従つて、引張強さが均一なワイヤの製
造を行わなければならない。この点連続伸線工程
では、均一な引張強さを維持することはきわめて
困難であり、しかも標準偏差（σ値）値でワイヤ
10m当り1.2Kgｆ／mm²を下回るものを製造するの
は困難であつた。この不均一な引張強さ：すなわちσ＝1.2Kg
ｆ／mm²以上では、第７図に示すように、依然送給
性能に問題があるため、σ＜1.2に維持すべく検
討を進めた結果、伸線時の保有熱を除去すること
が有効であることがわかる。最後に減面率の範囲の限定理由について述べ
る。減面率を２％以上12％以下としたのは、２％
未満では減面率が小さいため製品表面への潤滑剤
のもち出しが多く、また潤滑剤の付着量が不均一
となりやすいためである。一方12％を越える場
合、これまでにワイヤはかなりの加工硬化を受け
ているため著しくダイス寿命が劣化すること、及
び潤滑剤中の添加剤の付着量が一定に維持し得る
限界となるからである。第１表は以上の結果をまとめたものであるが、
上述した総ての条件を満足するものが最も有効で
ある。

【表】＊各因子は、請求の範囲の項目であ
り、○、×は、その範囲内にある
かないかの差を示すものである。さ
らに効果は、良好と思われるも
のが５であり、以下少なくなる程劣
化する。
（実施例）第１図にもとずき本発明製造法を、従来製造法
（第２図）との比較のもとに説明する。まず本発
明の場合、熱間圧延線材（素線）１を、酸洗２お
よび油性潤滑剤コーテイング３工程を経由させ、
そしてタンデムに配列した最終製品径にまで伸線
する伸線機４に導き、最後に巻替機８に供給して
製品とする。この点従来のものは、第２図に示す
ように、素線１をスケール除去１ａして第１次伸
線機１ｂにて伸線し、焼鈍１ｃ−酸洗１ｄ−めつ
き１ｅと経て、最終線径とする２次伸線９′を行
うという多数の工程を経なければならない。さて、本発明方法につきさらに詳しく説明する
と、まず5.5mmφの熱間圧延線材１（JIS Ｚ
3312YGW−12）を酸洗し、油潤滑剤コーテイン
グ３後、10数個の伸線ダイス４に通し、線速
（1.2mmφ）500m／分で伸線しその後巻替５を行
つた。このとき第１ダイスでは二硫化モリブデン
７％、ステアリン酸カルシウム50％、残り石灰と
いう乾式潤滑剤を用い、最終ダイスにはオリーブ
油系の油性潤滑剤に給電向上剤として炭素を、そ
して安定剤として炭酸リチウム＋炭酸カリウムを
添加したものを用い、7.2％の減面率にて1.2mmま
で伸線加工し、伸線残留量としてそれぞれ給電向
上剤が120ppm、アーク安定剤が208ppmになるよ
うにした。またこのときのワイヤ引張強さは、ワ
イヤ10mにおいて平均112Kgｆ／mm²、標準偏差0.8
Kgｆ／mm²であつた。上記ワイヤを使つた溶接試験結果を第２表に示
すがいずれも好ましい結果が得られた。

【表】（発明の効果）以上説明したように本発明によれば、焼鈍をし
ないので製造工程が簡素化して製造効率が高くコ
ストも安くなる上、銅めつきを施さないのでワイ
ヤ送給時の目詰りもなく、さらには良好な溶接性
を示す溶接用ソリツドワイヤが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる溶接用ワイヤの製造
工程の略線図、第２図は、従来法にかかる溶接用
ワイヤの製造工程の略線図、第３図は、コンジツ
トライナー内の残留物量に及ぼすワイヤ使用量の
影響を示すグラフ、第４図は、ワイヤ送給性への
給電による影響を示すグラフ、第５図は、給電向
上剤の効果を示すグラフ、第６図は、アーク安定
剤の効果を示すグラフ、第７図は、ワイヤ送給性
への引張強さとばらつきの影響を示すグラフであ
る。１……ワイヤ（素線）、２……酸洗工程、３…
…コーテイング工程、４……伸線工程、５……巻
替工程。

Claims

【特許請求の範囲】１酸洗工程を経た線径4.5〜5.5mmφの素線を焼
鈍およびめつきの工程を経ることなしに複数のダ
イスによつて伸線加工するに当り、伸線初期のダイスにおける潤滑剤として二硫化
モリブデン又は窒化硼素を３〜15％含有する伸線
潤滑剤を、また少なくとも最終ダイスにおける潤
滑剤としては給電向上剤ならびにアーク安定剤を
含有する油性潤滑剤を用いるものとし、最終ダイ
スにおいて、減面率が２〜12％、ワイヤ製品表面
に残留する給電向上剤及びアーク安定剤がそれぞ
れ50〜300ppm、10〜300ppmの範囲を満足する条
件下に伸線加工を施し、しかるのち巻替えをする
連続工程からなる溶接用ソリツドワイヤの製造方
法。