JPH0747490A - Manufacturing of gas shielded welding solid wire being excellent in welding workability - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To provide a gas shielded arc welding wire being excellent in feedability and arc stability, and welding workability of low spattering, etc., and its manufacturing method. CONSTITUTION:A welding wire is guided to a carburizing atmosphere after intermediate drawing, a carburizing/hardening treatment is executed for 10 seconds - 10 minutes at 650-900 deg.C, thereafter, by using a drawing lubricating agent containing K, finish drawing of >30% is executed by a cross sectional area decrease rate, a crack is generated on the surface of the wire, and in this crack, K of 1-50ppm per weight of the wire is held.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ガスシールドアーク溶
接用ソリッドワイヤに係わり、とくに溶接作業時に良好
なワイヤ送給性を示し、かつスパッタの発生量が極めて
少ないガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤおよび
その製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid wire for gas shielded arc welding, and particularly to a solid wire for gas shielded arc welding which exhibits good wire feedability during welding work and has a very small amount of spatter. The present invention relates to a manufacturing method thereof.

【０００２】[0002]

【従来の技術】ガスシールドアーク溶接法は溶着速度が
高く母材への溶け込みが良好で溶接姿勢の自由度も大き
く、信頼性の高い溶接継手が得られる。また溶接設備も
比較的安価であるなどの多くの長所を有している。この
ため、ガスシールドアーク溶接は建築、橋梁を主体とす
る大型鋼構造物や自動車などの輸送機器の薄板鋼構造物
の製造に幅広く用いられている。2. Description of the Related Art The gas shield arc welding method has a high welding speed, a good penetration into the base metal, a large degree of freedom in the welding posture, and a highly reliable welded joint. In addition, welding equipment has many advantages such as being relatively inexpensive. For this reason, gas shielded arc welding is widely used in the construction and manufacturing of large steel structures mainly composed of bridges and thin steel structures for transportation equipment such as automobiles.

【０００３】このガスシールドアーク溶接には、使用す
るシールドガスの種類とワイヤにより種々の方式がある
が、シールドガスとしては炭酸ガスおよびアルゴンまた
はアルゴンと炭酸ガスとの混合ガスが多用されている。
またワイヤとしてはソリッドワイヤ（以後単にワイヤと
いう）またはフラックス入りワイヤを使用するガスシー
ルドアーク溶接法が経済性の点で多く採用されている。There are various methods for this gas shielded arc welding depending on the type of shield gas and the wire to be used, and as the shield gas, carbon dioxide gas and argon or a mixed gas of argon and carbon dioxide gas is often used.
As a wire, a gas shielded arc welding method using a solid wire (hereinafter simply referred to as a wire) or a flux-cored wire is often adopted in terms of economy.

【０００４】近年、溶接工の高齢化などに伴う労働力不
足による人件費の高騰が深刻化し、溶接ロボットの導入
が急速に進展している。溶接ロボットによる溶接におい
てはその稼働率を高めることが納期短縮とコストの低減
に大きく寄与することから、溶接時のトラブル発生が少
ないことが要求される。とくに、ロボットによる溶接に
良く用いられる溶接材料であるソリッドワイヤについて
は、スプール、ボビンおよびペイルパックより払い出さ
れたワイヤが溶接機の送給装置を経てコンジットチュー
ブを通り、溶接トーチまで安定して送られてくることが
極めて重要である。これは一般にワイヤ送給性と呼ばれ
ているが、この特性が劣ると、極端な場合はコンジット
チューブ内の詰まりとなり送給停止に到るが、軽度の場
合でも溶接アーク不安定、ビード形状の不良、アンダー
カット発生および融合不良など種々の問題を誘発させ、
溶接作業性を低下させるとともに溶接品質の信頼性を低
下させる。In recent years, personnel costs have risen sharply due to labor shortages associated with the aging of welders, and the introduction of welding robots is rapidly progressing. In welding with a welding robot, increasing the operating rate greatly contributes to shortening the delivery time and reducing the cost, and thus it is required that there be few troubles during welding. In particular, for solid wire, which is a welding material often used in robot welding, the wire discharged from the spool, bobbin, and pail pack passes through the feeder of the welding machine, passes through the conduit tube, and stabilizes up to the welding torch. It is extremely important that they are sent. This is generally called wire feedability, but if this characteristic is inferior, in extreme cases the conduit tube will become clogged and feed will stop, but even in mild cases, welding arc instability and bead shape Inducing various problems such as defectiveness, undercut occurrence and fusion failure,
It reduces the welding workability and the reliability of the welding quality.

【０００５】また、溶接ワイヤの送給性が良好な場合に
おいても溶接作業効率を低下させる別の大きな要因とし
てスパッタの発生が挙げられる。スパッタの発生はノズ
ルに付着し、シールドガスの効果を低下させたり、母材
表面に溶着し、表面外観を劣化させるため、その除去の
ために多大のコストの上昇を招く。また、溶着金属の減
少により溶着効率の低下が起こり、長期的にはコストの
上昇を招く。さらに溶接作業者にとっては火傷などの安
全上および健康上の危険もあるなど、種々の弊害があ
る。The generation of spatter is another major factor that lowers the welding work efficiency even when the feedability of the welding wire is good. The generation of spatter attaches to the nozzle, reduces the effect of the shield gas, and welds to the surface of the base material, deteriorating the surface appearance, and therefore, a great increase in cost is required for its removal. In addition, the decrease in the amount of the deposited metal causes a decrease in the welding efficiency, which causes a cost increase in the long term. Further, there are various harmful effects to the welding operator, such as safety and health risks such as burns.

【０００６】これらの問題点に関し、(1) 溶接機電源波
形の制御、(2) シールドガスおよび(3) ワイヤの３種類
の方向からの改善法が検討されてきたが、本発明はワイ
ヤ側から改善する方法を提供するものである。ワイヤか
らの改善として多くの方法が提案されている。まずワイ
ヤ送給性の向上に対しては、特開昭５４−１４１３４９
号公報には伸線時に得られるワイヤ表面の平坦度を８０
％未満とし、その製法として、ワイヤの降伏応力の１５
〜８０％の潤滑剤圧力で強制潤滑しながら伸線加工する
技術が開示されている。また特開昭５６−１４４８９２
号公報にはワイヤ長手方向に対して３０〜１５０°の角
度を有する横溝を保有するワイヤが優れた送給性を示す
ことが述べられている。Regarding these problems, there have been studied methods for improving the power source waveform control of the welding machine, (2) shielding gas and (3) wire from three directions. It provides a way to improve from. Many methods have been proposed as improvements from wires. First, regarding improvement of wire feedability, Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-141349
In Japanese Patent Publication, the flatness of the wire surface obtained during wire drawing is 80
%, And the manufacturing method is 15% of the yield stress of the wire.
A technique for wire drawing while forcibly lubricating with a lubricant pressure of -80% is disclosed. In addition, JP-A-56-144892
The publication describes that a wire having transverse grooves having an angle of 30 to 150 ° with respect to the longitudinal direction of the wire exhibits excellent feedability.

【０００７】特開昭５８−１２８２９４号公報、特開昭
５８−１８７２９８号公報、特開昭５９−６１５９２号
公報にはワイヤ表層部酸素濃度を特定範囲に規制するこ
とにより微小な亀裂を生じさせた後、銅めっきを施し、
前記亀裂を起点に拡大した亀甲状の亀裂を発生せしめ、
この亀裂中に潤滑剤を保持させることによりワイヤの送
給性を高める方法が提案されている。In JP-A-58-128294, JP-A-58-187298, and JP-A-59-61592, fine cracks are generated by regulating the oxygen concentration in the wire surface layer in a specific range. Then copper plating,
Generate a hexagonal crack that expanded from the crack as a starting point,
A method has been proposed in which a lubricant is retained in the cracks to improve the wire feedability.

【０００８】スパッタ発生量の低減については、特公昭
５０−３２５６号公報、特開昭６３−２５２６９２号公
報に示されるようにＴｉ添加などワイヤ化学組成の調整
により溶接アークの安定性を向上させスパッタの発生を
防止している。しかしながら、このワイヤによっても、
スパッタ発生量の低減は未だ満足できるレベルには達し
ていない。As for the reduction of the spatter generation amount, as shown in Japanese Patent Publication No. 50-3256 and Japanese Patent Publication No. 63-252692, the stability of the welding arc is improved by adjusting the wire chemical composition such as addition of Ti. To prevent the occurrence of. However, even with this wire,
The reduction of spatter generation has not yet reached a satisfactory level.

【０００９】特開昭５８−１８７２９８号公報、特開昭
５９−１０４２９２号公報、特開昭６０−１６２５９５
号公報、特開昭６０−４０６８５号公報および特開昭６
３−１４９０９３号公報などに、ワイヤ表面に粒界酸化
により亀甲状の亀裂を生じさせ、酸素やアルカリ金属化
合物とくにＫ元素を富化することによりアーク安定化と
溶滴の溶融池への安定移行を図り、スパッタ発生を低減
しようとする方法が開示されている。JP-A-58-187298, JP-A-59-104292, and JP-A-60-162595.
JP, JP-A-60-40685, and JP-A-6-40685.
No. 3-149093, etc., arc-stabilization and stable transfer of droplets to a molten pool by forming a hexagonal crack on the wire surface by grain boundary oxidation and enriching oxygen and alkali metal compounds, especially K element. And a method for reducing the generation of spatters is disclosed.

【００１０】また特開昭５８−３７９７号公報にはワイ
ヤ表面にＬｉ、ＮａおよびＫなどを塗布する方法、特開
昭６１−１２６９９５号公報にはカリ分を油中に混ぜ、
ワイヤ表面に塗布する方法などが提案されている。さら
に、特開昭６３−１０８９９６号公報には、ワイヤ表面
の横溝の表面円周での存在率を規定し、Ｋ化合物を付着
させることが提案されている。Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-3797 discloses a method of applying Li, Na and K on the wire surface, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-126995 discloses a method in which a potassium component is mixed with oil.
A method of applying to the wire surface has been proposed. Further, Japanese Patent Laid-Open No. 63-108996 proposes to define the existence ratio of the lateral grooves on the surface of the wire on the surface circumference and to attach the K compound.

【００１１】[0011]

【発明が解決しようとする課題】このように数多くの提
案がなされているものの、その亀裂発生の手段としては
いずれもアルカリ化合物とくにＫ成分を塗布した後焼鈍
を施すものが多い。すなわちＫ成分を塗布して焼鈍時の
粒界酸化を促進し、この粒界酸化部を起点として亀裂を
発生させるものである。その亀裂発生の条件としてワイ
ヤ表層部酸素濃度を特定範囲に規定している。しかし、
この方法ではコイル内のワイヤ全体に均一に粒界酸化を
生じさせるのは困難で、焼鈍炉内の局所的に微妙に異な
る雰囲気条件に左右されやすく確実な方法とはいえな
い。そして粒界酸化の深さの制御が難しく浅すぎれば効
果は乏しく、深すぎれば溝の幅が広いこともあってめっ
き後にめっき剥がれを起こしやすい。しかもバッチ焼鈍
炉での焼鈍によるとすれば長時間を要し、また連続焼鈍
炉での高温短時間での焼鈍では制御が一層困難である。
また粒界酸化の方法で得た溝にＫを付着させると、Ｋ成
分は極めて吸湿しやすく、溝の幅が広いのでワイヤ表面
へ滲み出してワイヤ表面の銅めっきを酸化変色させやす
い。この酸化変色した部分は、溶接時にノズルチップで
の給電不良や送線性を低下させる原因となるので、ワイ
ヤの梱包や保管に特別な配慮が要求されるなどの問題が
ある。Although many proposals have been made as described above, as a means for generating cracks, most of them are applied with an alkali compound, especially K component, and then annealed. That is, the K component is applied to promote the grain boundary oxidation during annealing, and cracks are generated starting from the grain boundary oxidized portion. The oxygen concentration of the wire surface layer is defined in a specific range as a condition for the crack generation. But,
With this method, it is difficult to uniformly cause grain boundary oxidation in the entire wire in the coil, and it cannot be said to be a reliable method because it is easily affected by locally subtly different atmospheric conditions in the annealing furnace. It is difficult to control the depth of grain boundary oxidation, and if the depth is too shallow, the effect is poor. If the depth is too deep, the width of the groove is wide, and thus plating peeling easily occurs. Moreover, if annealing is performed in a batch annealing furnace, it takes a long time, and it is more difficult to control by annealing at a high temperature in a short time in a continuous annealing furnace.
Further, when K is attached to the groove obtained by the grain boundary oxidation method, the K component is very likely to absorb moisture, and since the width of the groove is wide, it exudes to the wire surface, and the copper plating on the wire surface is easily oxidized and discolored. This oxidatively discolored portion causes a defective power supply at the nozzle tip during welding and a reduction in wire transferability, so that there is a problem that special consideration is required for packing and storing the wire.

【００１２】一方、ワイヤの需要家では一旦梱包を開い
てワイヤを使用し始めるとワイヤの酸化変色を防げる環
境で使用されるとは限らず、経時変化による性能劣化が
大きな問題となっている。さらに、特開昭６３−２１５
３９５号公報では、ソリッドワイヤのかわりにアルカリ
金属化合物、とくにＫ元素を富化することによりアーク
安定化と溶滴の溶融池への安定移行化を図る考え方をフ
ラックス入りワイヤに適用し、金属粉とアーク安定剤と
してアルカリ金属と金属弗化物とからなるフラックスを
含有させたメタル系フラックス入りワイヤ（メタルコア
ードワイヤ）とする技術が開示されている。このフラッ
クス入りワイヤによりシールドガスとして安価な炭酸ガ
スを用いてもアークの安定性に優れ、スパッタ発生量の
低減に大きな効果を示す。しかしながら、ソリッドワイ
ヤと比較して、その価格がかなり高価であるのが欠点
で、広く普及するところまでは至っていない。On the other hand, in the consumer of the wire, once the package is opened and the wire is used, the wire is not always used in the environment in which the oxidation and discoloration of the wire can be prevented, and the deterioration of the performance due to the aging is a serious problem. Furthermore, JP-A-63-215
In Japanese Patent No. 395 gazette, the idea of arc stabilization and stable transfer of droplets to a molten pool by enriching an alkali metal compound, particularly K element, instead of a solid wire is applied to a flux cored wire, and metal powder And a technique of forming a metal-based flux-cored wire (metal cored wire) containing a flux of an alkali metal and a metal fluoride as an arc stabilizer. With this flux-cored wire, the arc stability is excellent even when an inexpensive carbon dioxide gas is used as the shield gas, and it is very effective in reducing the amount of spatter. However, compared with the solid wire, its price is considerably high, and it is not yet widely used.

【００１３】本発明は、上記の諸問題を解決し、溶接作
業性に優れたガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤ
の製造方法を提案することを目的とする。An object of the present invention is to solve the above problems and to propose a method for producing a solid wire for gas shielded arc welding which is excellent in welding workability.

【００１４】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の従
来技術の問題点に対し広範な研究を行い、本発明をなす
ことができた。すなわち、本発明者らはソリッドワイヤ
のガスシールドアーク溶接におけるワイヤの送給性、ア
ーク特性とスパッタの発生機構ならびにその具体的な製
造技術について広範な研究を行った。The present inventors were able to make the present invention by conducting extensive research on the above-mentioned problems of the prior art. That is, the present inventors have conducted extensive research on wire feedability, arc characteristics and spatter generation mechanism in gas shielded arc welding of solid wires, and specific manufacturing techniques thereof.

【００１５】その結果、ワイヤの送給性に著しい影響を
及ぼす因子として、ワイヤの表面硬さを上昇させるこ
と、およびその具体的な製造方法として表面部に浸炭焼
入れを行うことが有効であることを見出した。さらにこ
の方法で製造される過程で後述するようにワイヤ表面の
浸炭層部に微細な亀裂を導入することがきわめて大きな
影響を及ぼし、この表面の硬化層と亀裂の両方が存在す
る時、優れたワイヤ送給性が得られることを見出したの
である。As a result, it is effective to increase the surface hardness of the wire and to carburize and quench the surface of the wire as a factor that significantly affects the wire feeding property. Found. Furthermore, as will be described later in the process of manufacturing by this method, the introduction of fine cracks in the carburized layer part of the wire surface has a great influence, and when both the hardened layer and cracks on this surface are present, it is excellent. It was found that wire feedability can be obtained.

【００１６】さらにこの浸炭層に生じさせた非常に微細
な亀裂に特定範囲内の含有量のＫ化合物を保持させるこ
とにより、アーク安定化とスパッタの発生が著しく抑え
られることを見出したのである。そして、この微細な亀
裂に存在するＫ化合物は表層部に付着させた、あるいは
粒界酸化による幅の広い溝に付着させたＫ化合物と異な
り、吸湿性が著しく抑えられるため、ワイヤ表面の銅め
っき層を酸化変色させることがきわめて少ないことも見
出した。これらの新しい知見を用いることにより、従来
技術では克服できなかった各種の問題点を解消すること
が可能となった。Further, it has been found that by holding a K compound having a content within a specific range in a very fine crack generated in the carburized layer, arc stabilization and generation of spatter can be significantly suppressed. The K compound present in the fine cracks is different from the K compound attached to the surface layer portion or in the wide groove due to the grain boundary oxidation, and the hygroscopicity is remarkably suppressed. We have also found that there is very little oxidative discoloration of the layer. By using these new findings, it has become possible to solve various problems that cannot be overcome by the conventional techniques.

【００１７】すなわち本発明は、先ず第一発明が表面に
浸炭層を備え、さらに該浸炭層部に亀裂を備えるととも
に該亀裂内にワイヤ重量あたり１〜５０ｐｐｍのＫを含
む潤滑剤を保持してなることを特徴とする溶接作業性に
優れるガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤであ
り、第二の発明が溶接用ソリッドワイヤの製造に際し、
中間伸線後該ワイヤを浸炭性ガス雰囲気または浸炭性溶
融塩の中に導き、６５０〜９００℃の温度範囲で１０秒
〜１０分の浸炭及び焼入れ処理を行い、ついで必要に応
じて該ワイヤの表面を酸洗または／および銅めっきした
後、Ｋを含む伸線潤滑剤を用いて断面減少率として３０
％以上の仕上げ伸線することにより該ワイヤ表面の浸炭
層部に亀裂を生じさせ、Ｋとしてワイヤ重量当り１〜５
０ｐｐｍを保持させることを特徴とする溶接作業性に優
れるガスシールドアーク溶接用ワイヤの製造方法であ
る。That is, according to the present invention, firstly, the first invention is provided with a carburized layer on the surface, further has a crack in the carburized layer portion, and holds a lubricant containing 1 to 50 ppm of K per wire weight in the crack. A solid wire for gas shielded arc welding having excellent welding workability, which is characterized in that the second invention is in the production of the solid wire for welding,
After the intermediate wire drawing, the wire is introduced into a carburizing gas atmosphere or a carburizing molten salt, subjected to carburizing and quenching treatment for 10 seconds to 10 minutes in a temperature range of 650 to 900 ° C., and then, if necessary, After pickling or / and copper-plating the surface, a wire drawing lubricant containing K is used to reduce the cross-section reduction rate to 30.
% Of the wire drawing causes a crack in the carburized layer portion of the wire surface, and K is 1 to 5 per weight of the wire.
A method for producing a gas shielded arc welding wire excellent in welding workability, which is characterized by holding 0 ppm.

【００１８】これにより本発明の目的である送給性良好
なガスシールドアーク溶接用ワイヤが生産性高くかつ低
コストで製造できる。As a result, the wire for gas shielded arc welding, which is the object of the present invention and has good feedability, can be manufactured with high productivity and at low cost.

【００１９】[0019]

【作用】本発明では、ワイヤ表面にＫ成分をＫ換算でワ
イヤあたり１〜５０ｐｐｍ含有する亀裂を有する浸炭層
を設けることが第１の要件である。浸炭層に均一で微細
な亀裂を設けることにより溶接の際のワイヤの送給性を
維持する潤滑剤をこの亀裂に保持させることでき、送電
不安定によるアークの不安定化を防ぎ、また亀裂内に適
正量のＫ成分を保持させることにより一層のアーク安定
化、溶滴移行の安定化を達成することができる。In the present invention, the first requirement is to provide a carburized layer having a crack containing 1 to 50 ppm of K component on the wire surface in terms of K per wire. By providing uniform and minute cracks in the carburized layer, it is possible to retain a lubricant that maintains the feedability of the wire during welding, prevent the arc from becoming unstable due to unstable power transmission, and By further maintaining an appropriate amount of K component, it is possible to achieve further arc stabilization and droplet transfer stabilization.

【００２０】以上の本発明の効果を最大限に発揮するた
めには、さらに以下の製造条件を満足することが望まし
い。まず中間伸線後ワイヤを浸炭性ガス雰囲気または浸
炭性溶融塩の中に導き、６５０〜９００℃の温度範囲で
１０秒〜１０分の浸炭及び焼入れ処理を行う。この処理
により表面より数μm 〜数十μm の深さにわたる部分が
浸炭され硬化が起こる。この程度の浸炭層ではワイヤ全
体の強度を上昇させることは極めて少なく、表層部のみ
が硬化する。この結果、ワイヤの摺動性は著しく向上す
るためワイヤ送給性は改善され、溶接作業性は向上す
る。In order to maximize the above effects of the present invention, it is desirable to further satisfy the following manufacturing conditions. First, after intermediate wire drawing, the wire is introduced into a carburizing gas atmosphere or a carburizing molten salt, and carburizing and quenching treatment is performed for 10 seconds to 10 minutes in a temperature range of 650 to 900 ° C. As a result of this treatment, a portion extending from the surface to a depth of several μm to several tens of μm is carburized and hardening occurs. With such a carburized layer, the strength of the entire wire is hardly increased, and only the surface layer portion is hardened. As a result, the slidability of the wire is remarkably improved, the wire feeding property is improved, and the welding workability is improved.

【００２１】浸炭法として浸炭性ガス雰囲気または浸炭
性溶融塩のなかに導くことが望ましい理由は、単線また
はループ状のワイヤを処理するに際して均一性、安定性
および経済性などの観点からもっとも有利であるためで
ある。浸炭温度について下限を６５０℃にするのが望ま
しい理由としてこの温度未満では浸炭反応が著しく遅く
なるためである。また上限は９００℃が望ましいとした
のは、９００℃を越えると浸炭処理反応が早すぎ硬化深
さを制御することが困難になることと、ワイヤのミクロ
組織が粗大になり、その後の伸線加工性を劣化させるお
それがあるためである。The reason why it is desirable to introduce a carburizing gas atmosphere or a carburizing molten salt as a carburizing method is most advantageous from the viewpoints of uniformity, stability and economy when treating a single wire or loop wire. Because there is. The reason why it is desirable to set the lower limit of the carburizing temperature to 650 ° C. is that the carburizing reaction is remarkably slowed below this temperature. The upper limit of 900 ° C. is desirable because when it exceeds 900 ° C., the carburizing reaction becomes too fast and it becomes difficult to control the hardening depth, and the microstructure of the wire becomes coarse and subsequent wire drawing. This is because the workability may be deteriorated.

【００２２】浸炭時間については１０秒〜１０分が好ま
しい。１０秒未満では表層の浸炭層が僅かしか形成され
ず表層部の硬化が十分でなく、ワイヤ内部が軟化組織と
ならないおそれがあるためである。また、１０分を越え
ると浸炭層が深くなりすぎワイヤ全体の強度を上昇させ
てしまい、本発明の所期の目的を達成することが困難と
なりやすい。また、表層部の浸炭層が過度に厚くなると
溶接時にＣ原子がシールドガス中に侵入している酸素原
子と反応してガス化し、スパッタ発生の原因となるため
好ましくない。さらに、処理時間が長いことは、生産性
および経済性を損なうなど数多くの悪影響を誘発する危
険が高まる。The carburizing time is preferably 10 seconds to 10 minutes. This is because if it is less than 10 seconds, only a small amount of the carburized layer is formed on the surface layer, the surface layer portion is not sufficiently hardened, and the inside of the wire may not have a softened structure. Further, if it exceeds 10 minutes, the carburized layer becomes too deep and the strength of the entire wire is increased, which makes it difficult to achieve the intended purpose of the present invention. Further, if the carburized layer in the surface layer portion becomes excessively thick, C atoms react with oxygen atoms penetrating into the shield gas during welding and are gasified, which causes spatter generation, which is not preferable. In addition, the long processing time increases the risk of causing many adverse effects such as loss of productivity and economic efficiency.

【００２３】焼入れについてはガス冷却、気水冷却、水
冷却など任意の焼入れ方法が採用できる。浸炭処理の
後、ワイヤは表面性状および通電性の向上の必要性があ
る場合は適宜酸洗および銅めっきなどの表面処理を施す
ことができる。この状態で溶接用ワイヤとしての使用は
可能であるが、浸炭処理のため６５０〜９００℃に１０
秒〜１０分加熱保持されているので、一般的にワイヤ全
体としての強度が低く、表面硬化層の形成による摩擦抵
抗低下の効果は期待できるものの、ワイヤ強度が低いた
めにプッシュ方式のワイヤ送給ではコンジットチューブ
内でワイヤが座屈を起こしやすくなることがある。この
ため、ワイヤ強度を上昇させる目的で仕上げ伸線を施
す。一般的には、５．５〜１０ｍｍφの熱間圧延線材を
２〜３ｍｍφまで伸線した後、軟化焼鈍を行い、ついで
酸洗、水洗および銅めっきを施し、仕上げ伸線として１
〜２ｍｍφのワイヤにされることが多い。本発明法も仕
上げ伸線としてはこの一般的な製造方法が適用できる。
したがって、本発明においては上記の軟化焼鈍に代えて
浸炭処理を施すために従来の製造工程を大きく変更する
必要がないのが特徴である。For quenching, any quenching method such as gas cooling, steam cooling, and water cooling can be adopted. After the carburizing treatment, the wire can be appropriately subjected to surface treatment such as pickling and copper plating if it is necessary to improve surface properties and electric conductivity. Although it can be used as a welding wire in this state, it is heated to 650 to 900 ° C for 10 times due to carburizing treatment.
Since the wire is heated and held for 10 seconds to 10 minutes, the strength of the wire as a whole is generally low, and the effect of reducing the frictional resistance due to the formation of the surface hardened layer can be expected, but the wire strength is low, so the push-type wire feed May cause the wire to buckle easily in the conduit tube. Therefore, finish wire drawing is performed for the purpose of increasing the wire strength. Generally, after drawing a hot-rolled wire rod having a diameter of 5.5 to 10 mm to a diameter of 2 to 3 mm, it is softened and annealed, and then pickled, washed with water and copper-plated to obtain a finished wire.
It is often made a wire of ˜2 mmφ. In the method of the present invention, this general manufacturing method can be applied to finish wire drawing.
Therefore, the present invention is characterized in that it is not necessary to significantly change the conventional manufacturing process in order to perform the carburizing treatment instead of the softening annealing described above.

【００２４】ついで断面減少率として３０％以上の仕上
げ伸線工程によりワイヤ表面の浸炭層において亀裂が導
入される。すなわち、浸炭層は内部より炭素量が高く延
性が劣るために伸線加工など塑性変形量が多いと割れが
発生しやすくなる。ただ、浸炭層が本発明のようにきわ
めて薄い場合では発生した亀裂は内部へ向かって大きく
成長することはなく、浸炭層近傍に集中する。ここで、
仕上げ伸線加工量として、断面減少率で３０％未満では
加工硬化によりワイヤ強度は上昇するものの、十分な亀
裂の発生を得るためには断面減少率を３０％以上とする
のが望ましい。Then, a crack is introduced into the carburized layer on the wire surface by the finish wire drawing step with a cross-section reduction rate of 30% or more. That is, since the carburized layer has a higher carbon content than the interior and is inferior in ductility, if the amount of plastic deformation such as wire drawing is large, cracking easily occurs. However, when the carburized layer is extremely thin as in the present invention, the cracks generated do not grow largely inward and are concentrated in the vicinity of the carburized layer. here,
If the area reduction rate of the finish wire drawing is less than 30%, the wire strength increases due to work hardening, but the area reduction rate is preferably 30% or more in order to obtain sufficient cracking.

【００２５】本発明の亀裂発生の方法は、従来技術のよ
うな粒界酸化部を起点とする亀裂発生法と異なり、微妙
な炉内雰囲気条件に左右されることなく確実に亀裂発生
が得られ、しかもはるかに微細な亀裂が得られるところ
に特長がある。このようにして導入された表面の亀裂は
コンジットチューブ内壁とワイヤ表面との直接の接触を
避け、界面に摩擦抵抗低減の効果の大きな固体潤滑剤ま
たは液体潤滑油の保持場所として極めて有効である。ま
たＫ成分の保持場所としてもきわめて有効で、溝が微細
なため一旦保持したＫ成分は溝が微細なためにワイヤ表
面に滲み出すこともない。この点で本発明法は、特徴と
して得られる微細な亀裂が粒界酸化法のような粒界に沿
った形態ではなくランダムに均等化された分布形態をと
ることから、ワイヤ送給性向上およびＫ成分によるスパ
ッタ防止により大きな効果が得られることが特色であ
る。The crack generation method of the present invention is different from the crack generation method starting from the grain boundary oxidized portion as in the prior art, and the crack generation can be surely obtained without being influenced by delicate furnace atmosphere conditions. Moreover, it is characterized in that much finer cracks can be obtained. The surface crack thus introduced is extremely effective as a place for holding the solid lubricant or the liquid lubricant having a great effect of reducing frictional resistance at the interface while avoiding direct contact between the inner wall of the conduit tube and the surface of the wire. It is also extremely effective as a holding place for the K component, and since the groove is fine, the K component once held does not seep out to the wire surface because the groove is fine. In this respect, the method of the present invention has a feature that fine cracks obtained as a feature have a randomly equalized distribution form rather than a form along the grain boundary as in the grain boundary oxidation method. The feature is that a large effect can be obtained by preventing spatter by the K component.

【００２６】また、本発明ではＫ成分は仕上げ伸線工程
に使用する伸線潤滑剤から供給することにしている。潤
滑剤の中にはもともとＫを成分として含む場合もあり、
その場合はその潤滑剤を利用してもよい。それだけで不
十分な場合、あるいはもともとＫ成分を含まない場合に
はＫまたはＫ化合物を添加すればよい。浸炭層に生成さ
せた溝にＫを付着させるのは粒界酸化による溝に付着さ
せる場合よりも多少困難であるが、仕上げ伸線を断面減
少率で３０％以上行えば十分Ｋ成分を溝に侵入させるこ
とができる。Further, in the present invention, the K component is supplied from the wire drawing lubricant used in the finish wire drawing step. Some lubricants originally contain K as a component,
In that case, the lubricant may be used. If that is not enough, or if the K component is not originally contained, K or K compound may be added. It is more difficult to attach K to the groove formed in the carburized layer than to attach it to the groove by grain boundary oxidation, but if the finish wire drawing is performed at a cross-section reduction rate of 30% or more, the K component will be sufficient in the groove. Can be invaded.

【００２７】これにより、生じた亀裂中にＫが保持され
る。Ｋはアーク安定剤として広く知られている。本発明
法ではこの効果を最大限に発揮させるに必要なＫとして
Ｋ換算値でワイヤ重量あたり１〜５０ｐｐｍ保持させた
場合においてもその効果を十分発揮できることが見出さ
れた。この技術によりＫ化合物をアーク部まで損失なく
供給できることと、アーク柱のより内部に添加できるた
めアーク安定化にきわめて有効であることを見出したの
である。As a result, K is retained in the resulting crack. K is widely known as an arc stabilizer. In the method of the present invention, it was found that the K can be sufficiently exhibited even when the K is required to maximize this effect and the K conversion value is held at 1 to 50 ppm per wire weight. It has been found that this technique allows the K compound to be supplied to the arc portion without loss and is extremely effective for stabilizing the arc because it can be added more inside the arc column.

【００２８】本発明の適用範囲の制約はとくになく、ワ
イヤ化学成分については炭素鋼、特殊鋼およびステンレ
ス鋼用のシールドアーク溶接用ワイヤについて適用でき
る。また、浸炭処理方法についても浸炭性ガスまたは浸
炭性溶融塩による方法であればとくに制約はなく連続炉
およびバッチ炉のいずれにおいても使用可能である。ま
た、伸線加工においても孔ダイスによる乾式、湿式およ
び油性伸線のいずれでも可能である。圧延機やローラダ
イスなど圧延方式での製造も可能である。さらに、伸線
潤滑剤としてはステアリン酸カリウム、パルミチン酸カ
リウム、炭酸カリなど潤滑剤として広く用いられている
化合物を単独または複合して用いることが可能である。The scope of application of the present invention is not particularly limited, and the wire chemical composition can be applied to the shield arc welding wire for carbon steel, special steel and stainless steel. The carburizing method is not particularly limited as long as it is a method using carburizing gas or carburizing molten salt, and can be used in both continuous furnaces and batch furnaces. Further, in wire drawing, any of dry type, wet type and oil-based wire drawing using a hole die is possible. It is also possible to manufacture by a rolling system such as a rolling mill or roller die. Further, as the wire drawing lubricant, compounds widely used as lubricants such as potassium stearate, potassium palmitate and potassium carbonate can be used alone or in combination.

【００２９】以下実施例をもって詳細に説明する。A detailed description will be given below with reference to examples.

【００３０】[0030]

【実施例】表１に示すＪＩＳ規格ＹＧＷ−１１の化学組
成を有する５．５ｍｍφの熱間圧延線材コイルを用い
て、仕上げ伸線での減面率加工率を変化させる目的で
１．４〜２．８ｍｍφまでダイスにて冷間伸線し、引き
続き、ＮＸガスおよびＲＸガスの混合ガスで浸炭性雰囲
気とした炉に導き、表２に示す浸炭及び焼入れ処理を行
った。その後、銅めっきを施しさらに１．２ｍｍφまで
伸線し、ガスシールドアーク溶接用ワイヤを製造した。
また、この段階でＫを含む伸線潤滑を用いることにより
ワイヤの浸炭層部亀裂内にＫ化合物を塗布保持させた。
Ｋの濃度は伸線潤滑剤に混合する量を変化させることに
より調整した。このようにして製造されたシールドアー
ク溶接用ワイヤのワイヤ送給性評価および溶接性試験を
行った。Example Using a 5.5 mmφ hot-rolled wire coil having a chemical composition of JIS standard YGW-11 shown in Table 1, 1.4 to 1.4 for the purpose of changing the area reduction rate in finish drawing. The wire was cold drawn to a diameter of 2.8 mmφ with a die, and subsequently introduced into a furnace having a carburizing atmosphere with a mixed gas of NX gas and RX gas, and the carburizing and quenching treatments shown in Table 2 were performed. Then, copper plating was performed and wire drawing was performed up to 1.2 mmφ to manufacture a gas shielded arc welding wire.
Further, at this stage, the K compound was applied and held in the carburized layer portion crack of the wire by using the wire drawing lubrication containing K.
The concentration of K was adjusted by changing the amount mixed with the wire drawing lubricant. The wire feedability evaluation and the weldability test of the shielded arc welding wire thus manufactured were performed.

【００３１】[0031]

【表１】 [Table 1]

【００３２】[0032]

【表２】 [Table 2]

【００３３】ワイヤ送給性評価は４．５ｍコンジットチ
ューブの巻き径を１５０ｍｍφとしたループを３巻させ
た場合の送給ワイヤにゴムローラを押し付けて測定した
ワイヤの送り速度の変化を観察することにより評価し
た。また、溶接性試験の条件は、シールドガスとして流
量２０ｌ／分の炭酸ガス２０％−アルゴンガス８０％の
混合ガスを用い、直流電源で電流３４０Ａ、電圧３４
Ｖ、溶接速度４００ｍｍ／分、ワイヤ突き出し長さ２０
ｍｍにて、ビードオンプレート自動溶接を実施した。溶
接性試験についてはアーク安定性とスパッタ量について
評価を行った。アーク安定性は目視観察により評価し、
スパッタ発生量の測定は溶接部を覆う捕集板の周りに飛
散付着するスパッタを捕集し、その重量を測定すること
により行った。測定時間は２分とし単位時間当たりの重
量（ｇ／分）で評価した。The wire feeding property was evaluated by observing the change in the wire feeding speed measured by pressing a rubber roller against the feeding wire when three loops of a 4.5 m conduit tube with a winding diameter of 150 mmφ were wound. evaluated. The conditions of the weldability test were as follows: a shielding gas was a mixed gas of 20% carbon dioxide gas 20% / argon gas 80% at a flow rate of 20 l / min.
V, welding speed 400 mm / min, wire protrusion length 20
Bead-on-plate automatic welding was performed in mm. Regarding the weldability test, the arc stability and the amount of spatter were evaluated. Arc stability is evaluated by visual observation,
The amount of spatter generated was measured by collecting spatter scattered around and adhering to the collecting plate covering the welded portion, and measuring the weight thereof. The measurement time was 2 minutes, and the weight per unit time (g / min) was evaluated.

【００３４】これらの試験結果を表２に示す。いずれも
本発明請求範囲内で製造されたワイヤについてはアーク
安定性が良好で、スパッタ発生が比較例と比べて１／２
〜１／３程度まで低減している。The results of these tests are shown in Table 2. All of the wires produced within the scope of the claims of the present invention have good arc stability and spatter generation is 1/2 that of the comparative example.
It is reduced to about 1/3.

【００３５】[0035]

【発明の効果】以上のごとく、本発明法によれば、生産
性高くかつ経済的に、溶接作業性に優れるガスシールド
アーク溶接用ワイヤを製造することができる。As described above, according to the method of the present invention, it is possible to manufacture a gas shielded arc welding wire which has high productivity and is economically excellent in welding workability.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片岡 時彦 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者 中野 善文 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tokihiko Kataoka 1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba, Chiba Prefecture Technical Research Division, Kawasaki Steel Co., Ltd. (72) Yoshifumi Nakano 1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba-shi, Chiba Kawasaki Steel Corporation Technical Research Division

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 表面に浸炭層を備え、さらに該浸炭層部
に亀裂を備えるとともに該亀裂内にワイヤ重量あたり１
〜５０ｐｐｍのＫを含む潤滑剤を保持してなることを特
徴とする溶接作業性に優れるガスシールドアーク溶接用
ソリッドワイヤ。1. A carburized layer is provided on a surface of the carburized layer, and a crack is formed in the carburized layer portion.
A solid wire for gas shield arc welding, which is excellent in welding workability and is characterized in that it holds a lubricant containing K of ˜50 ppm. 【請求項２】 溶接用ソリッドワイヤの製造に際し、中
間伸線後該ワイヤを浸炭性ガス雰囲気または浸炭性溶融
塩の中に導き、６５０〜９００℃の温度範囲で１０秒〜
１０分の浸炭及び焼入れ処理を行い、ついで必要に応じ
て該ワイヤの表面を酸洗または／および銅めっきした
後、Ｋを含む伸線潤滑剤を用いて断面減少率として３０
％以上の仕上げ伸線することにより該ワイヤ表面の浸炭
層部に亀裂を生じさせ、Ｋとしてワイヤ重量当り１〜５
０ｐｐｍを保持させることを特徴とする溶接作業性に優
れるガスシールドアーク溶接用ワイヤの製造方法。2. When manufacturing a solid wire for welding, after intermediate drawing, the wire is introduced into a carburizing gas atmosphere or a carburizing molten salt, and the temperature is in the range of 650 to 900 ° C. for 10 seconds to 10 seconds.
Carburizing and quenching treatments are performed for 10 minutes, and then, if necessary, the surface of the wire is pickled and / or copper-plated, and then a wire drawing lubricant containing K is used to obtain a cross-sectional reduction rate of 30.
% Of the wire drawing causes a crack in the carburized layer portion of the wire surface, and K is 1 to 5 per weight of the wire.
A method for producing a gas shielded arc welding wire having excellent welding workability, which is characterized by holding 0 ppm.