JPH10249534A - 溶接ワイヤの接合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 接合部にバリを発生させることなく、溶接ワ
イヤの送給に支障のない所定の接合強度を安定して得る
ことができ、接合後にそのまま溶接に供することのでき
る溶接ワイヤの接合方法を提供する。 【解決手段】 接合すべきワイヤＷ1 ，Ｗ2 の端部を両
刃のワイヤカッターを用いて山形に切断すると共に、切
断された溶接ワイヤ先端の稜線部Ｅ1 ，Ｅ2 が十字状に
交差するように向い合わせた状態で通電してワイヤＷ1
およびＷ2 を接合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばミグ溶接や
マグ溶接、炭酸ガスアーク溶接などに用いられる溶接用
ワイヤの接合方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】リールに整列巻きされた溶接ワイヤや、
ペイル缶に収納された溶接ワイヤを用いて、上記のよう
なミグ溶接や炭酸ガスアーク溶接を行う場合、溶接ワイ
ヤの終端部には、ワイヤの送給がそれ以上不可能となっ
て溶接に使用することのできない端末ロスが生じる。こ
の長さは、溶接機の送給ローラ−からコンジットケーブ
ルを経て溶接トーチに至る距離に相当するものであり、
例えば、溶接ワイヤリール（２０ｋｇまたは２５ｋｇ巻
き）あるいはペイル缶（２００ｋｇまたは２５０ｋｇ巻
き）を１回交換する毎に、７００ｍｍから４０００ｍｍ
程度のワイヤが廃棄されることになる。

【０００３】このような溶接ワイヤのロスを防止するた
め、使い終ろうとする溶接ワイヤの終端部と、交換用の
新しい溶接ワイヤの始端部とを接合するためのバット溶
接機が市販されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たバット溶接機を用いて、通常の手順で溶接ワイヤを接
合した場合には、溶融金属のはみ出しによるバリの発生
を抑制することができないという問題点がある。

【０００５】すなわち、このバリは、上記したミグ溶接
や炭酸ガスアーク溶接など溶接法においては、溶接ワイ
ヤが送給ローラーや溶接トーチ内の通電チップを通過す
る障害となるので、バット溶接後に除去する必要がある
が、このようなバリの除去作業、とりわけ細径の溶接ワ
イヤにおける除去作業は、繁雑で時間がかかることか
ら、溶接作業現場においてほとんど実用されていないの
が実情であった。したがって、バリ発生を抑制し、バリ
の除去作業を軽減することのできる溶接ワイヤの接合法
の開発が溶接ワイヤの端末ロスをなくし、溶接コストを
低減するための課題となっていた。

【０００６】

【発明の目的】本発明は、従来の溶接ワイヤの接合方法
における上記課題に着目してなされたものであって、接
合部にバリを発生させることなく、溶接ワイヤの安定送
給に必要な接合強度を確実に得ることができ、接合後に
バリの除去作業を行うことなくそのまま溶接に供するこ
とのできる溶接ワイヤの接合方法を提供することを目的
としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的の
達成のため、バット溶接の溶接条件や接合しようとする
溶接ワイヤの先端形状、さらには溶接ワイヤを溶接トー
チに円滑に送給して安定な溶接を行うために必要な接合
強度などについて鋭意検討した結果、溶接ワイヤの接合
部分が送給ローラーの引張力によって破断したり、コン
ジットケーブル内において座屈したりしないようにする
ためには、使用する溶接機器によって送給抵抗に若干の
ばらつきがあるものの、２．５ｋｇ程度の引張荷重に耐
えれば十分であって、必ずしもワイヤ断面と同等の接合
断面で溶接する必要はないことを確認した。

【０００８】また、バット溶接時にバリを発生させない
ようにするためには、溶融金属がいずれの方向にも溶接
ワイヤの線径を超えてはみ出さないように、溶接ワイヤ
がワイヤの中心部において接合されている必要があり、
このためには、溶接ワイヤの接合先端部を山形に成形
し、山形に成形された溶接ワイヤ先端の稜線部を互いに
交差させた状態で接合することが、先端形状の変動をな
くし、接合に際して溶接ワイヤ同士を常にワイヤの中心
部近傍位置で接触させることができる点で極めて有効で
あることを見出すに至った。

【０００９】本発明は、上記知見に基づくものであっ
て、本発明の請求項１に係わる溶接ワイヤの接合方法
は、溶接ワイヤ同士をバット溶接して接合するに際し、
接合すべき両ワイヤの端部を山形に成形すると共に、山
形に成形された溶接ワイヤ先端の稜線部が互いに交差し
た状態に向い合わせて接合する構成としたことを特徴と
しており、このような溶接ワイヤ接合方法の構成を前述
した従来の課題を解決するための手段としている。

【００１０】本発明に係わる溶接ワイヤの接合方法の実
施態様として請求項２に係わる接合方法においては、溶
接ワイヤ同士をバット溶接して接合するに際し、接合す
べき両ワイヤの端部を山形に切断すると共に、山形に切
断された溶接ワイヤ先端の稜線部が互いに交差した状態
に向い合わせて接合する構成、同じく実施態様として請
求項３に係わる溶接ワイヤの接合方法においては、溶接
ワイヤ先端の山形の稜線部を十字状に交差させる構成、
請求項４に係わる溶接ワイヤの接合方法においては、溶
接ワイヤ先端の山形の頂角θが８０〜１２０°である構
成、さらに実施態様として請求項５に係わる溶接ワイヤ
の接合方法においては、ワイヤの端部を山形に切断する
に際して、両刃のワイヤカッターを用いて切断する構成
とし、このような溶接ワイヤ接合方法の構成を前述した
従来の課題を解決するための手段としたことを特徴とし
ている。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明に係わる溶接ワイヤの接合
方法において使用するバット溶接装置については、特に
限定されず、従来の市販品を使用することができるが、
溶融金属のはみ出しによるバリを発生させないようにす
るために、従来のバット溶接とは若干異なる条件設定が
必要となる。

【００１２】すなわち、上記のように、接合しようとす
る両ワイヤの端部をそれぞれ山形に成形したのち、山形
をなす切断先端部の稜線部を互いに交差させた状態で通
電を開始して接合するものであるが、両溶接ワイヤが接
触する直前に通電が開始されるように溶接ワイヤのセッ
ト間隔を調整することが望ましい。また、接合時の加圧
力については、ワイヤ溶融時の追随性を満足する程度の
最小の加圧力を採用することが望ましく、通電遮断のタ
イミングとしては、バリ発生の直前において溶接を終了
させる観点から、溶接ワイヤの溶融がワイヤ先端の山形
成形部の中腹程度まで進行した時点で通電を停止するこ
とが望ましい。

【００１３】本発明に係わる溶接ワイヤの接合方法にお
いては、溶接ワイヤの鋼種について特に限定されず、軟
鋼から高張力鋼用、ステンレス鋼用溶接ワイヤなどに適
用することができる。

【００１４】また、溶接ワイヤの径についても、特に限
定されず、例えば、０．８ｍｍから４．８ｍｍ程度まで
の溶接ワイヤに広く適用することができる。

【００１５】なお、溶接ワイヤ先端の稜線部の交差角度
については、請求項３に記載したように十文字、すなわ
ち９０°に交差させることが、接合の開始時点で溶接ワ
イヤ同士を常に点接触させることができ、通電初期の接
触面積を一定にして発熱量を安定させることができる点
で望ましい。

【００１６】また、溶接ワイヤ先端の山形の頂角θにつ
いては、請求項４に記載したように、８０〜１２０°の
範囲とすることが接合強度とバリ発生のばらつきを少な
くするうえで望ましい。

【００１７】さらに、溶接ワイヤの接合先端部を山形に
成形するに際しては、例えば、請求項５に記載したよう
に両刃のワイヤカッターを溶接ワイヤに直角に当てて切
断することにより、溶接ワイヤの接合端部を容易に山形
にすることができる。

【００１８】

【発明の作用】本発明の請求項１に係わる溶接ワイヤの
接合方法においては、接合しようとする両ワイヤの端部
をそれぞれ山形に成形したのち、山形をなすワイヤ先端
の稜線部を互いに交差させた状態で通電を開始して接合
するようにしているので、先端形状が常に一定なものと
なり、接合に際して溶接ワイヤ同士が常にワイヤの中心
部近傍位置で接触することになる。したがって、溶接ワ
イヤ同士が常にワイヤの中心部で接合され、溶融金属が
山形をなすワイヤ端面の間に安定に保持されることか
ら、接合部にバリを発生させることなく、溶接ワイヤの
送給に十分な接合強度が安定して得られることになる。

【００１９】図１（ａ）ないし（ｄ）は、このときのバ
ット溶接の進行状況を示す工程図であって、図１（ａ）
に示すように，固定側電極Ｄ1 にクランプされた溶接ワ
イヤＷ1 に対して，移動側電極Ｄ2 にクランプされた溶
接ワイヤＷ2 が接近し、図１（ｂ）に示す位置において
電極Ｄ1 ，Ｄ2 への通電回路が閉じられる。

【００２０】そして、図１（ｃ）において溶接ワイヤＷ
1 ，Ｗ2 の先端の稜線部Ｅ1 およびＥ2 が接触し、接触
と同時に通電が開始されて発熱が始まる。このとき、溶
接ワイヤＷ1 ，Ｗ2 は、常にワイヤ径の中心部近傍位置
において接触するので、溶接ワイヤＷ1 ，Ｗ2 は、常に
中心部から溶融し始め、ワイヤの外周方向に溶融が拡大
すると共に、溶接ワイヤＷ2 が溶接ワイヤＷ1 に対して
押し付けられ、溶融金属がはみ出てバリとなる直前に通
電を遮断することによって、図１（ｄ）に示すように、
溶接ワイヤＷ1 ，Ｗ2 がバリを発生させることなく、そ
の中心部において接合される。

【００２１】このときの通電遮断のタイミングは、溶接
ワイヤＷ1 ，Ｗ2 の溶融が山形成形部の中腹程度まで進
行した時点に合わせることが要求されるが、本発明にお
いては、溶接ワイヤＷ1 ，Ｗ2 の突き合わせ先端部がそ
れぞれ山形に形成されているので、通電時間の経過に対
して通電面積の拡大が相乗的に進行し、通電面積の拡大
に伴って抵抗発熱が相乗的に低下することから、通電を
遮断するタイミングの許容範囲が大きなものとなり、バ
ット溶接の適正条件範囲が広いものとなる。

【００２２】本発明に係わる溶接ワイヤの接合方法の実
施態様として請求項２に係わる接合方法においては、接
合しようとする両ワイヤの端部を山形に切断するように
しているので、溶接ワイヤ先端部の山形成形が容易なも
のとなる。

【００２３】同じく実施態様として請求項３に係わる溶
接ワイヤの接合方法においては、溶接ワイヤ先端の山形
の稜線部を十字に交差させるようにしているので、接合
の開始に際して溶接ワイヤ同士が常に点接触するように
なり、通電初期におけるワイヤ同士の接触面積が常に一
定なものとなって発熱量が安定し、溶接ワイヤの接合強
度やバリ発生状況がばらつきのないより安定したものと
なる。

【００２４】また、同じく実施態様として請求項４に係
わる溶接ワイヤの接合方法においては、溶接ワイヤ先端
の山形の頂角θを８０°〜１２０°の範囲としているの
で、ワイヤの接合速度が適切なものとなって、接合強度
のばらつきやバリの発生状況のばらつきが解消され、良
好な接合結果を得るための条件範囲がより広いものとな
る。さらに実施態様として、請求項５に係わる溶接ワイ
ヤの接合方法においては、溶接ワイヤの接合端部を山形
に切断するに際して、両刃のワイヤカッターを用いて切
断するようにしているので、溶接ワイヤ先端部の山形成
形がさらに容易易なものとなると共に、用いるワイヤカ
ッターの刃先角度の選択によって、ワイヤ先端の山形の
頂角θの角度調整が容易なものとなる。

【００２５】

【発明の効果】本発明の請求項１に係わる溶接ワイヤの
接合方法は、上記構成としたものであるから、接合部に
バリを発生させることなく、しかも所定の接合強度を得
るための条件範囲が広く、溶接ワイヤ同士を容易に接合
することができ、繁雑なバリ除去作業を行うことなく、
接合された溶接ワイヤをそのまま溶接に供することがで
きるという極めて優れた効果をもたらすものである。

【００２６】本発明に係わる溶接ワイヤの接合方法の実
施態様として請求項２に係わる接合方法においては、接
合すべき両溶接ワイヤの端部を山形に切断するようにし
ているので、溶接ワイヤ先端部を容易に山形に成形する
ことができ、同じく実施態様として請求項３に係わる溶
接ワイヤの接合方法においては、溶接ワイヤ先端の稜線
部を十字状に交差させるようにしているので、接合の開
始に際して、溶接ワイヤ同士を常に点接触させることが
でき、より安定に溶接が進行することから、よりばらつ
きのない接合が可能になり、請求項４に係わる溶接ワイ
ヤの接合方法においては、溶接ワイヤ先端の山形の頂角
θを８０°〜１２０°の範囲としているので、ワイヤの
接合速度が適当なものとなって接合のばらつきを解消す
ることができ、請求項５に係わる溶接ワイヤの接合方法
においては、溶接ワイヤの接合端部を両刃のワイヤカッ
ターを用いて切断するようにしているので、使用するワ
イヤカッターの刃先角度に応じて、接合しようとする溶
接ワイヤの端部を希望する角度の山形に容易に切断する
ことができるという優れた効果がもたらされる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。

【００２８】発明例 ＪＩＳ Ｚ ３３１２にＹＣＷ１として規定される軟鋼
および５０キロ高張力鋼用炭酸ガスアーク溶接ワイヤ
（１．２ｍｍ径）Ｗ1 の端部を、その先端部の頂角θが
９０°および６０°となるような山形に切断した。そし
て、図２に示すように、同様に切断した同種の溶接ワイ
ヤＷ2 と向かい合わせ、両溶接ワイヤＷ1およびＷ2 の
先端の稜線部Ｅ1 およびＥ2 が十字状に交差するように
位置させて、図１（ａ）に示したようにバット溶接装置
の電極Ｄ1 およびＤ2 にそれぞれクランプした。

【００２９】そして、電流を０．５Ａ、加圧力を０．８
ｋｇとし、通電時間を変化させることにより、種々の条
件でバット溶接を行い、接合部におけるバリの発生状
況、および接合強度（破断荷重）をそれぞれ調査した。

【００３０】この結果を表１に示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】なお、溶接ワイヤＷ1 およびＷ2 の切断に
際しては、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、９０
°の刃先角度を備えたワイヤカッターＣを用いて切断す
ることによって、ワイヤ先端部の頂角θを９０°にする
と共に、頂角θが６０°のものについては、上記カッタ
ーＣを用いて切断したのち、やすり仕上げによって角度
を調整した。

【００３３】従来例 上記発明例と同一の溶接ワイヤＷ1 ，Ｗ2 の端部を剪断
タイプのワイヤカッターを用いて、端部がほぼ平面状と
なるように切断し、上記発明例と同様に、電流を０．５
Ａ、加圧力を０．８ｋｇとして、通電時間を２段階に変
化させてバット溶接を行い、接合部におけるバリの発生
状況、および接合強度をそれぞれ調査した。

【００３４】この結果を表２に示す。

【００３５】

【表２】

【００３６】これらの結果、表１および表２から明らか
なように、溶接ワイヤＷ1 ，Ｗ2 の接合端部を頂角θ＝
９０°の山形に切断し、ワイヤ先端の稜線部Ｅ1 ，Ｅ2
を直角に交差させて接合した発明例の場合には、広範囲
の通電時間においてバリが発生せず、しかも２．５ｋｇ
以上の接合強度が得られるのに対し、溶接ワイヤＷ1，
Ｗ2 の端部をほぼ平面状に切断した従来例の場合には、
いずれもバリの発生を防止することができず、接合され
た溶接ワイヤを溶接に供するにはバリの除去作業が不可
欠であることが確認された。

【００３７】また、溶接ワイヤＷ1 ，Ｗ2 の接合端部を
頂角θ＝６０°の山形に切断した場合には、バリの発生
をなくし、かつ所定の接合強度を得ることができなくは
ないものの、強度およびバリ発生のばらつきが大きく、
接合方法としての安定性にやや欠けることが判明した。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）ないし（ｄ）は、本発明に係わる溶接ワ
イヤの接合方法におけるバット溶接の進行状況を順次説
明する概略工程図である。

【図２】本発明に係わる溶接ワイヤの接合方法における
被接合溶接ワイヤの位置関係を示す斜視図である。

【図３】（ａ）および（ｂ）は、本発明に係わる溶接ワ
イヤの接合方法における溶接ワイヤの切断要領の一例を
示すそれぞれ斜視図および断面図である。

【符号の説明】

Ｗ1 ，Ｗ2 溶接ワイヤ Ｅ1 ，Ｅ2 稜線部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩 瀬 正 幸 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶接ワイヤ同士をバット溶接して接合す
   るに際し、接合すべき両ワイヤの端部を山形に成形する
   と共に、山形に成形された溶接ワイヤ先端の稜線部が互
   いに交差した状態に向い合わせて接合することを特徴と
   する溶接ワイヤの接合方法。
2. 【請求項２】 溶接ワイヤ同士をバット溶接して接合す
   るに際し、接合すべき両ワイヤの端部を山形に切断する
   と共に、山形に切断された溶接ワイヤ先端の稜線部が互
   いに交差した状態に向い合わせて接合することを特徴と
   する請求項１に記載の溶接ワイヤの接合方法。
3. 【請求項３】 溶接ワイヤ先端の山形の稜線部を十字状
   に交差させることを特徴とする請求項１または請求項２
   に記載の溶接ワイヤの接合方法。
4. 【請求項４】 溶接ワイヤ先端の山形の頂角θが８０〜
   １２０°であることを特徴とする請求項１ないし請求項
   ３のいずれかに記載の溶接ワイヤの接合方法。
5. 【請求項５】 ワイヤの端部を山形に切断するに際し
   て、両刃のワイヤカッターを用いて切断することを特徴
   とする請求項２に記載の溶接ワイヤの接合方法。