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JP2000317679A - Non-plating wire for arc welding and arc welding method - Google Patents

Non-plating wire for arc welding and arc welding method

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Publication number
JP2000317679A
JP2000317679A JP11136297A JP13629799A JP2000317679A JP 2000317679 A JP2000317679 A JP 2000317679A JP 11136297 A JP11136297 A JP 11136297A JP 13629799 A JP13629799 A JP 13629799A JP 2000317679 A JP2000317679 A JP 2000317679A
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JP
Japan
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wire
arc welding
inorganic powder
welding
amount
Prior art date
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Application number
JP11136297A
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Japanese (ja)
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JP3529669B2 (en
Inventor
Takashi Miyamoto
隆志 宮本
Hiroyuki Shimizu
弘之 清水
Takaaki Ito
崇明 伊藤
Norihiro Asai
法廣 浅井
Norio Seike
規生 政家
Masao Mizuno
雅夫 水野
Hiroyuki Morimoto
啓之 森本
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a non-plating wire for arc welding and the arc welding method using this wire, with which the arc stability at the welding time is good and the developing quantity of spatter and fume is very little and good welded bead can be formed under smooth welding workability. SOLUTION: This wire is the one, in which insulating inorganic powder having 0.001-2 μm average grain diameter and/or electric conductive inorganic powder having 0.01-5 μm average grain diameter are stuck on the welding wire surface at 0.001-2 g/10 kg of the wire with water soluble macromolecula, and by this the non-plating wire for arc welding drastically reducing the developing quantity of the hume and the spatter, is obtd.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アーク溶接用のノ
ーメッキワイヤと該ワイヤを用いたアーク溶接法に関
し、より詳細には、溶接時におけるアーク安定性が良好
でスパッタやヒュームの発生量が非常に少なく、円滑な
溶接作業性の下で良好な溶接ビードを形成することので
きるアーク溶接用のノーメッキワイヤ、およびこれを用
いたアーク溶接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 non-plated wire for arc welding and an arc welding method using the wire. More particularly, the present invention has a good arc stability during welding and a very small amount of spatter and fume. The present invention relates to a non-plated wire for arc welding capable of forming a good weld bead under smooth welding workability and an arc welding method using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車、造船、鉄骨などの分野ではガス
シールドアーク溶接法が広く採用されている。アーク溶
接法を採用することによって得られる良好な溶接ビード
は、安定したアークによる規則正しい溶滴移行によって
もたらされるもので、アークが不安定になるとビードの
乱れが生じるばかりでなく、スパッタ発生による溶接部
の外観不良、溶接欠陥の増大、溶接作業性の悪化など、
多くの障害を引き起こす。従って、溶接継手の要求品質
が益々高まってきている昨今、アークの安定化および低
スパッタ化に対する要望は一段と高まっている。
2. Description of the Related Art Gas shielded arc welding is widely used in the fields of automobiles, shipbuilding, steel frames and the like. The good welding bead obtained by adopting the arc welding method is caused by regular droplet transfer by a stable arc, and when the arc becomes unstable, not only the bead is disturbed, but also the weld part due to spatter generation Poor appearance, increased welding defects, worsened welding workability, etc.
Causes many obstacles. Accordingly, in recent years where the required quality of welded joints has been increasing more and more, demands for arc stabilization and reduction of spatter have been further increased.

【0003】尚、溶接ワイヤ表面に銅などの導電性金属
材をメッキしたものは、通電チップとの通電性が良好で
あるためアーク安定性が良好であり、スパッタやヒュー
ム発生量も少なく、良好な溶接作業性を確保できるが、
ノーメッキワイヤではアーク不安定によるスパッタやヒ
ュームの多発や溶接ビードの形状不良がしばしば問題と
なっている。
[0003] In addition, a plating of a conductive metal material such as copper on the surface of a welding wire has good arc stability because of good conductivity with a current-carrying tip, and has a small amount of spatter and fume generation. Welding workability can be secured,
In the case of a non-plated wire, the occurrence of spatters and fumes due to arc instability and the defective shape of a weld bead are often problems.

【0004】そこで、ノーメッキワイヤについてもアー
クを安定化してスパッタを抑制するための手段が種々提
案されており、たとえば、溶接ワイヤの送給性を安定化
する方法、ワイヤへの充填フラックスやワイヤ表面塗布
物質によってアークを安定化させる方法などが試みられ
ている。
[0004] Therefore, various means have been proposed for stabilizing the arc and suppressing the spatter of a non-plated wire, for example, a method of stabilizing the feedability of the welding wire, a flux filled in the wire and a wire surface. A method of stabilizing an arc by a coating material has been attempted.

【0005】特に、ワイヤ送給装置の送給ローラーから
溶接トーチまでのコンジットチューブ内での摩擦による
送給抵抗の増大は、溶接ワイヤの安定送給を阻害し、ア
ーク長の大きな変動をもたらすことから、送給抵抗を低
下させることによりアークを安定化させる手法が多数提
案されている。これらには、特開平1−166899
号、同2−284792号、同6−285678号、同
8−155671号、同8−206879号、同9−7
0684号、同9−323191号に開示されている如
く、ワイヤ表面に油性潤滑剤や固体潤滑剤を塗付し、あ
るいは固体潤滑剤と安定化剤であるTiO2を塗布して
送給性を改善する方法、特開平7−47490号、同7
−328789号、同7−223087号、同8−19
7278号などに示されている如く、ワイヤ表面に凹凸
を設けたり、更にはその凹凸内に潤滑剤を充填してコン
ジットチューブ内での摩擦を低減する方法、さらには特
開平10−193175号に記載されている如く、鉄鋼
材の溶接ヒューム粉末を伸線用潤滑剤に添加しておき、
伸線工程で溶接ワイヤ表面の窪みに該ヒューム粉末を埋
め込んでから潤滑油を含侵させることにより、潤滑剤の
保持性を高めてコンジットチューブ内での送給抵抗を低
減させる手法などが挙げられる。
[0005] In particular, an increase in feed resistance due to friction in the conduit tube from the feed roller of the wire feeder to the welding torch impedes stable feeding of the welding wire and causes a large variation in the arc length. Therefore, many techniques have been proposed for stabilizing the arc by lowering the feed resistance. These include JP-A-1-166899.
No. 2-284792, No. 6-285678, No. 8-155571, No. 8-206879, No. 9-7
As disclosed in JP-A Nos. 0684 and 9-323191, an oil-based lubricant or a solid lubricant is applied to the surface of a wire, or a solid lubricant and a TiO 2 as a stabilizer are applied to improve wire feedability. Method for improvement, JP-A-7-47490,
No. 328789, No. 7-223087, No. 8-19
As shown in Japanese Patent No. 7278 or the like, a method of providing irregularities on the surface of a wire and further filling a lubricant in the irregularities to reduce friction in a conduit tube. As described, welding fume powder of steel material was added to the wire drawing lubricant,
By embedding the fume powder into the depressions on the surface of the welding wire in the wire drawing process and then impregnating the lubricating oil, a method of increasing the retention of the lubricant and reducing the feeding resistance in the conduit tube can be mentioned. .

【0006】ところがこれらの手法は、元々の送給抵抗
が著しく大きい場合にはある程度有効であるが、これら
の手法により送給抵抗を充分に低下させたとしてもスパ
ッタの発生などを皆無にできるわけではなく、市場の厳
しい品質要求を満たすまでには至っていない。つまりス
パッタの発生を送給安定性の改善だけで完全に解消する
ことはできず、他の改善手法と併用しなければ需要者の
要望を十分に満たすことはできない。
However, these methods are effective to some extent when the original feed resistance is extremely large. However, even if the feed resistance is sufficiently reduced by these methods, it is possible to eliminate the occurrence of spatter and the like. Instead, it has not yet met the stringent quality requirements of the market. In other words, the generation of spatter cannot be completely eliminated only by improving the feeding stability, and the demands of consumers cannot be sufficiently satisfied unless used in combination with another improvement method.

【0007】ところで、アーク溶接時における溶滴移行
を安定化させるには、アークの収斂状態を緩和させるこ
とが有効と考えられており、よりソフトなアークが得ら
れ易いArガスシールド溶接法が一般的に採用されてい
る。
In order to stabilize the transfer of droplets during arc welding, it is considered effective to alleviate the converging state of the arc, and an Ar gas shield welding method in which a softer arc is easily obtained is generally used. Has been adopted.

【0008】また最近、ワイヤ内の充填フラックス内、
あるいはワイヤ表面に低電離性の元素、例えばカリウム
やリチウムなどを含有させる方法が提案されており、た
とえば特開平7−47490号、同7−314179
号、同7−178588号、同9−136186号など
には、ワイヤ表面にカリウム源を付着させることによ
り、アークを安定化すると共にスパッタ低減を図る手法
が示されている。
[0008] Recently, in a filling flux in a wire,
Alternatively, a method has been proposed in which a low ionizing element such as potassium or lithium is contained in the surface of the wire, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 7-47490 and 7-314179.
Nos. 7-178588 and 9-136186 disclose a technique for stabilizing an arc and reducing spatter by attaching a potassium source to the surface of a wire.

【0009】しかし消耗電極型溶接であるそれらの溶接
法では、アーク溶接工程で蒸発するプラズマ構成元素の
大半が鉄原子であるため、フラックスの一部としてカリ
ウム源を添加したりワイヤ表面に相当量のカリウム源を
存在させたとしても、鉄蒸気に対して十分量のカリウム
をアークプラズマ内へ供給することは難しく、アーク状
態に顕著な影響を及ぼしてアークを安定化させるに足る
カリウム源を確保することは現実問題として非常に困難
であるため、満足のいく改質効果は得られ難い。
However, in those welding methods which are consumable electrode type welding, since most of the plasma constituent elements evaporated in the arc welding process are iron atoms, a potassium source is added as a part of the flux or a considerable amount of Even if a potassium source is present, it is difficult to supply a sufficient amount of potassium into the arc plasma with respect to iron vapor, and a sufficient potassium source that has a significant effect on the arc state and stabilizes the arc is secured. It is very difficult as a matter of fact to achieve a satisfactory reforming effect.

【0010】この他、特開平5−69181号や同7−
51882号には、スパッタ低減を目的としてワイヤ表
面のメッキ層に酸化物を含有させる提案がなされてい
る。これらの方法では、伸線加工時に酸化物粉末をメッ
キ層内へ押し込み、アーク溶接用メッキワイヤとしての
スパッタ低減を図るものであるが、伸線加工によりメッ
キ皮膜中に酸化物粉末を押し込む必要があるため、ダイ
スの摩耗など製造上の問題が生じてくる。またメッキ皮
膜中に酸化物を分散させる方法も提案されているが、製
造上の問題から品質安定性に難がある。
In addition, JP-A-5-69181 and JP-A-7-69181
No. 51882 proposes to include an oxide in a plating layer on the surface of a wire for the purpose of reducing spatter. In these methods, the oxide powder is pushed into the plating layer during wire drawing to reduce spatter as a plating wire for arc welding, but it is necessary to push the oxide powder into the plating film by wire drawing. As a result, manufacturing problems such as die wear occur. Although a method of dispersing an oxide in a plating film has also been proposed, there is a problem in quality stability due to manufacturing problems.

【0011】更に、規則正しい溶滴移行を促すことによ
りスパッタを低減する他の方法として、アーク溶接用の
電源にパルス電源を使用する方法も提案されている。こ
の方法は、通常用いられる定常溶接電流に対し意図的に
電流波形を変化させ、具体的には周期的なパルス波形を
定常電流に重畳させて溶滴移行を促す方法であるが、こ
の方法を実用化するには、高価な溶接電源を必要とし既
存の溶接設備を有する施工現場では利用できない、適用
条件範囲が狭い、パワーケーブルの長さ等の影響を受け
てパルス波形が変化する、といった様々の問題が指摘さ
れる。
Further, as another method of reducing spatter by promoting regular droplet transfer, a method of using a pulse power source as a power source for arc welding has been proposed. In this method, the current waveform is intentionally changed with respect to the normally used steady welding current, and specifically, a method in which a periodic pulse waveform is superimposed on the steady current to promote droplet transfer is used. To be practical, an expensive welding power source is required and cannot be used at construction sites with existing welding equipment, the range of application conditions is narrow, and the pulse waveform changes due to the length of the power cable, etc. Problem is pointed out.

【0012】また、溶接ワイヤの表面に塗布された前記
固体潤滑剤やアーク安定化剤は、長時間の使用によって
送給用コンジットチューブや給電チップの内面で脱落し
て堆積し、コンジットチューブや給電チップの詰まりを
引き起こすという問題がある。コンジットチューブや給
電チップ内で詰まりが生じると、溶接ワイヤの送給抵抗
が増大して送給安定性が阻害され、アーク状態はかえっ
て不安定になるため、特に長時間の安定操業が求められ
る自動溶接では大きな問題となる。
In addition, the solid lubricant and the arc stabilizer applied to the surface of the welding wire fall off and accumulate on the inner surface of the feeding conduit tube or the power feeding tip due to long-term use, and the conduit tube or the power feeding tip. There is a problem that the tip is clogged. If clogging occurs in the conduit tube or power supply tip, the feed resistance of the welding wire will increase and feed stability will be impaired, and the arc state will be rather unstable. It becomes a big problem in welding.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の様な事
情に着目してなされたもので、その目的は、たとえば長
尺のコンジットチューブを屈曲して用いた場合でも、コ
ンジットチューブ内での詰まりを起こすことなく優れた
送給安定性を示し、しかもアーク状態や溶滴移行が良好
で安定した溶接状態を継続することのできるアーク溶接
用ノーメッキワイヤを提供し、また該溶接用ノーメッキ
ワイヤを使用することにより少ないスパッタやヒューム
発生量の下で均質で良好な溶接ビードを形成することの
できるアーク溶接法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and its object is, for example, when a long conduit tube is bent and used. The present invention provides a non-plated wire for arc welding that exhibits excellent feeding stability without causing clogging, and that can maintain a stable welding state with a good arc state and droplet transfer. An object of the present invention is to provide an arc welding method capable of forming a uniform and good weld bead with a small amount of spatter and fume generation by using the method.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできた本発明に係るアーク溶接用ノーメッキワイヤと
は、平均粒子径が0.001〜2μmである絶縁性無機
質粉末及び/又は平均粒子径が0.01〜5μmである
導電性無機質粉末を、水溶性高分子により、溶接ワイヤ
表面にワイヤ10kg当たり0.001〜2g付着せし
めてなり、スパッタおよびヒューム発生量の低減された
アーク溶接用ノーメッキワイヤである。
Means for Solving the Problems A non-plated wire for arc welding according to the present invention which can solve the above-mentioned problems is an insulating inorganic powder having an average particle diameter of 0.001 to 2 μm and / or an average particle diameter. No. 1 to 5 g of conductive inorganic powder having a thickness of 0.01 to 5 μm is adhered to the surface of a welding wire by a water-soluble polymer at a rate of 0.001 to 2 g per 10 kg of a wire, thereby reducing spatter and fume generation. It is a wire.

【0015】本発明において、溶接用ノーメッキワイヤ
の表面に付着される上記絶縁性無機質粉末としては、カ
ーボン、炭化チタン、炭化タングステン、酸化アルミニ
ウム、酸化珪素、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化錫、酸化チタ
ン、弗化カーボン、硫化モリブデン、硫化タングステ
ン、硫化鉄、窒化チタン、窒化クロム、窒化硼素などが
例示され、また上記導電性無機質粉末の具体例として
は、錫、亜鉛、銅、鉄などが挙げられ、これらは単独で
使用し得る他、必要により2種以上を併用することがで
きる。
In the present invention, the insulating inorganic powder adhered to the surface of the non-plated wire for welding includes carbon, titanium carbide, tungsten carbide, aluminum oxide, silicon oxide, iron oxide, zinc oxide, tin oxide and titanium oxide. , Carbon fluoride, molybdenum sulfide, tungsten sulfide, iron sulfide, titanium nitride, chromium nitride, boron nitride, and the like. Specific examples of the conductive inorganic powder include tin, zinc, copper, and iron. These may be used alone or in combination of two or more as necessary.

【0016】また上記水溶性高分子は、前述した無機質
粉末をワイヤ表面に付着させるためのバインダーとして
機能するをものであり、様々の水溶性高分子が挙げられ
るが、中でも特に好ましいのはバインダーとしての性能
に加えて防錆効果を発揮するポリビニルアルコールであ
り、また該ポリビニルアルコールのワイヤ表面への好ま
しい付着量は、ワイヤ10kg当たり0.001〜0.
5gの範囲である。
The above-mentioned water-soluble polymer functions as a binder for adhering the above-mentioned inorganic powder to the surface of the wire, and various water-soluble polymers can be mentioned. Among them, the binder is particularly preferable as the binder. Is a polyvinyl alcohol that exhibits a rust-preventing effect in addition to the performance of the above-mentioned, and the preferable amount of the polyvinyl alcohol to be adhered to the wire surface is 0.001 to 0.
The range is 5 g.

【0017】また本発明のワイヤには、更にその表面
に、植物油、動物油、鉱物油または合成油を、好ましく
はワイヤ10kg当たり0.1〜2g程度塗付し、送給
性を一段と高めることも有効である。
Further, the wire of the present invention may be further coated with vegetable oil, animal oil, mineral oil or synthetic oil, preferably about 0.1 to 2 g per 10 kg of the wire, to further improve the feeding property. It is valid.

【0018】更に本発明に係る溶接法は、水溶性高分子
を介して表面に無機質粉末が付着された上記アーク溶接
用ノーメッキワイヤを使用し、通電チップとの間で断続
的な通電、遮断を繰り返すことによって溶滴の離脱を促
進し、スパッタおよびヒューム発生量を低減するところ
に要旨を有している。
Further, the welding method according to the present invention uses the above-mentioned non-plated wire for arc welding having an inorganic powder adhered to the surface thereof via a water-soluble polymer, and intermittently energizes and cuts off the current-carrying tip. The gist is to promote the detachment of the droplet by repeating the process and to reduce the amount of spatter and fume generation.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】本発明のアーク溶接用ノーメッキ
ワイヤ(以下、単に溶接用ワイヤということがある)
は、所定量の無機質粉末を水溶性高分子によりワイヤ表
面に付着させたもので、コンジットチューブ内での送給
抵抗を低く維持すると共に溶滴移行も円滑であり、これ
まで以上にスムーズな溶滴移行を実現することにより、
ヒュームやスパッタの発生量を激減しつつ良好な溶接ビ
ードを形成可能にしたものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A non-plated wire for arc welding according to the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as a welding wire).
Is a method in which a predetermined amount of inorganic powder is attached to the wire surface with a water-soluble polymer.The feed resistance in the conduit tube is kept low, and the droplet transfer is smooth. By realizing drop transfer,
It is possible to form a good weld bead while drastically reducing the amount of fumes and spatters generated.

【0020】ここで、溶接用ワイヤの表面に付着させる
無機質粉末としては、絶縁性の無機質粉末あるいは導電
性の無機質粉末が挙げられ、これら無機質粉末の具体例
としては、カーボンおよび炭化物(Ti,Zr,Hf,
Nb,W,Mo,Ta,V,Mn,Fe,Co,Ni,
Cr,Si,B,Fなどの炭化物)、酸化物(Al,S
i,Sn,Cu,Fe,Ti,Co,Ni,Nb,Z
r,In,Zn,Mo,W,Taなどの酸化物、あるい
は溶接ヒューム等の複合酸化物)、窒化物(Al,T
i,Zr,Hf,Nb,W,Mo,Ta,V,Mn,F
e,Co,Ni,Cr,B,Siなどの窒化物)、硫化
物(Sn,Pb,Cd,Sb,Cu,Mo,W,Fe,
Mn,Co,Ni,Znなどの硫化物)、金属粉末(S
i,Sn,Cu,Fe,Ti,Co,Nb,Zr,I
n,Zn,Mo,W,Taなど)が挙げられる。
Here, examples of the inorganic powder adhered to the surface of the welding wire include insulating inorganic powder and conductive inorganic powder. Specific examples of these inorganic powders include carbon and carbide (Ti, Zr). , Hf,
Nb, W, Mo, Ta, V, Mn, Fe, Co, Ni,
Carbides such as Cr, Si, B, F), oxides (Al, S
i, Sn, Cu, Fe, Ti, Co, Ni, Nb, Z
oxides such as r, In, Zn, Mo, W and Ta, or composite oxides such as welding fume), nitrides (Al, T
i, Zr, Hf, Nb, W, Mo, Ta, V, Mn, F
e, nitrides such as Co, Ni, Cr, B, and Si), sulfides (Sn, Pb, Cd, Sb, Cu, Mo, W, Fe,
Sulfides such as Mn, Co, Ni, Zn), metal powder (S
i, Sn, Cu, Fe, Ti, Co, Nb, Zr, I
n, Zn, Mo, W, Ta, etc.).

【0021】これらの無機質粉末は、平均粒子径として
金属粉末の場合は0.01μm以上5μm以下、より好
ましくは0.05μm以上、1μm以下、その他の無機
質粉末(炭化物、酸化物、窒化物、硫化物など)の場合
は、0.001μm以上2μm以下、より好ましくは
0.01μm以上、0.5μm以下のものであり、これ
ら無機質粉末の溶接用ワイヤ表面への総付着量は、溶接
用ワイヤ10kg当たり0.001g以上2g以下、よ
り好ましくは0.01g以上、0.5g以下である。
These inorganic powders have an average particle size of 0.01 μm or more and 5 μm or less, preferably 0.05 μm or more and 1 μm or less, in the case of metal powder, and other inorganic powders (carbide, oxide, nitride, sulfide, etc.). ), The total amount of the inorganic powder adhered to the surface of the welding wire is 10 kg or less. It is 0.001 g or more and 2 g or less, more preferably 0.01 g or more and 0.5 g or less.

【0022】送給性を安定化することによってアーク安
定性を高め、スパッタを低減させる方法は、長尺のコン
ジットチューブを使用し且つこれを大きく屈曲させて使
用したときに発生する不安定なアーク状態の解消には有
効である。しかし送給抵抗を安定化させたからといっ
て、必ずしもスパッタが無くなるわけではなく、特に大
きな溶滴の成長が生じるクロビュラー移行の場合は、溶
滴の成長に伴って溶滴の位置が大きく変動するため、そ
れに伴なうアーク不安定によってアーク状態の大きな変
動が生じ、ひいては溶滴の異常な移行により発生するス
パッタ、あるいは急激な電流サージによるワイヤや溶滴
温度の急上昇によって引き起こされるヒュームの発生に
顕著な悪影響をもたらす。
A method of increasing arc stability by stabilizing the feeding property and reducing spatters is to use an unstable conduit which is generated when a long conduit tube is used and when it is used by bending it greatly. This is effective for eliminating the state. However, stabilizing the feed resistance does not necessarily eliminate spatter, especially in the case of clobbular transition where large droplet growth occurs, where the position of the droplet greatly fluctuates with the growth of the droplet. As a result, the arc instability accompanying this causes large fluctuations in the arc state, and consequently spatter caused by abnormal transition of the droplet, or fumes caused by a sudden rise in the wire or droplet temperature due to a sudden current surge. Has significant adverse effects.

【0023】こうした不安定なアーク状態は、溶滴の移
行周期が不規則なことに大方の原因があり、これを解消
することが、安定でクリーンな溶接を実現するために必
須の要件となってくる。
Most of the unstable arc states are caused by the irregular transition period of the droplets, and the elimination of this is an essential requirement for realizing stable and clean welding. Come.

【0024】従ってこの様な場合は、ワイヤの送給安定
化によるアーク安定化法に加えて、積極的に溶滴移行を
促進させるための手法の併用が必要となってくる。その
ための手法の一つとして、溶接時にパルス電流を供給し
強制的に溶滴移行を促す方法が有効であるが、この方法
では、定電圧電源によって一定の電流をワイヤに給電す
る通常の方法とは異なり、断続的な電流供給、あるいは
連続電流に周期的に電流パルスを重畳することにより溶
滴の離脱を促進しなければならず、高価な電源と高度な
制御技術が必要になるばかりでなく、既存設備を有する
施工現場ですぐに利用できる技術でないことは前述した
通りである。
Therefore, in such a case, in addition to the arc stabilization method by stabilizing the feed of the wire, it is necessary to use a technique for positively promoting the transfer of droplets. As one of the methods for this, it is effective to supply a pulse current during welding to forcibly promote the transfer of droplets.This method is different from the usual method of supplying a constant current to the wire by a constant voltage power supply. In contrast, intermittent current supply or periodic superposition of current pulses on continuous current must promote droplet detachment, which not only requires expensive power supply and advanced control technology but also As described above, it is not a technology that can be used immediately at a construction site having existing facilities.

【0025】本発明の骨子であるワイヤ表面に付着され
る無機質粉末は、チップ先端からワイヤヘ大電流を通電
する際に、チップとワイヤ間の断続的な通電と融着を引
き起こし、チップ出口でのワイヤの微振動、さらには溶
接電流の周期的な微変動による溶滴の離脱を促進し、ス
パッタやヒュームの大幅な減少に寄与する。しかも、こ
うした無機質粉末の存在による効果の発現には格別特殊
な電源を必要とせず、且つパルス溶接を採用したのと同
等以上の溶滴離脱促進効果を与える。
The inorganic powder attached to the surface of the wire, which is the gist of the present invention, causes intermittent energization and fusion between the tip and the wire when a large current is applied to the wire from the tip of the tip, and the powder at the exit of the tip. It promotes the detachment of the droplet due to the fine vibration of the wire and the periodic fine fluctuation of the welding current, and contributes to the significant reduction of spatter and fume. In addition, a special power source is not required to achieve the effect due to the presence of such an inorganic powder, and a droplet detachment promoting effect equal to or higher than that obtained by employing pulse welding is provided.

【0026】こうした無機質粉末の効果は、該粉末がワ
イヤ表面でチップ内面との通電面に断続的に供給される
ことによって通電点の接触面積が不連続に変動し、一時
的な点接触状態になることによる電流の一点集中によっ
て、溶接ワイヤ表面がチップ内面への断続的な融着を繰
り返し、これがチップ出口における溶接ワイヤの微振動
を促して溶滴の離脱を促進し、スパッタやヒュームの大
幅低減に寄与するものと考えている。
The effect of the inorganic powder is that the powder is intermittently supplied from the surface of the wire to the current-carrying surface with the inner surface of the chip, so that the contact area of the current-carrying point varies discontinuously, and a temporary point-contact state occurs. As a result, the welding wire surface repeatedly intermittently fuses to the inner surface of the chip, which promotes the micro-vibration of the welding wire at the tip outlet and promotes the detachment of droplets. We believe it will contribute to reduction.

【0027】従ってこうした無機質粉末の効果は、無機
質粉末が一時的にワイヤと給電チップ内面の接触面に介
在し、面接触による安定した通電を極く短かい周期で遮
断し、更に引き続く面接触回復時のパルス的な電流回復
と、再接触通電開始点での大電流による融着の繰り返し
によるワイヤの微振動を促し、それに伴って溶滴移行を
促進するものと考えられる。従って、該無機質粉末に求
められる特性としては、絶縁性があって一時的な通電障
害をもたらすもの(具体的には比抵抗が10-4Ω程度以
上であるもの)、あるいは絶縁性が無くとも通電によっ
て容易に溶融して融着するものであればよく、前述した
様な様々の無機質粉末が有効に使用できる。
Therefore, the effect of the inorganic powder is that the inorganic powder temporarily intervenes on the contact surface between the wire and the inner surface of the power supply chip, and interrupts the stable energization due to the surface contact in a very short period, and further recovers the surface contact. It is considered that the pulse-like current recovery at the time and the fine vibration of the wire due to the repetition of the fusion by the large current at the re-contact energization start point promote the droplet transfer. Therefore, the characteristics required of the inorganic powder include those having an insulating property and causing a temporary energization failure (specifically, those having a specific resistance of about 10 −4 Ω or more), or those having no insulating property. Any material that can be easily melted and fused by energization can be used, and various inorganic powders as described above can be used effectively.

【0028】無機質粉末の粒径は、小さ過ぎるとワイヤ
と給電チップ内面の接触面に介在して面接触による安定
した通電を一時的に遮断する上記効果が得られないた
め、平均粒径で0.001μm以上が好ましく、より好
ましい平均粒径は0.01μm以上である。無機質粉末
として金属粉末を使用する場合は、粒子径の低下に伴っ
て表面の酸化、窒化などの劣化を起こし易く、またそれ
自身が溶融・融着を引き起こすのに十分な大きさを有し
ていることが必要であることから、金属粉末を使用する
ときの好ましい平均粒子径は0.01μm以上とするこ
とが望ましい。また該粉末のワイヤ表面への付着量がワ
イヤ10kg当たり0.001gを下回る場合は、上記
の効果が実質的に有効に発揮されない。
If the particle diameter of the inorganic powder is too small, the above-mentioned effect of intervening at the contact surface between the wire and the inner surface of the power supply chip and temporarily stopping stable energization by surface contact cannot be obtained. 0.001 μm or more, more preferably 0.01 μm or more. When a metal powder is used as the inorganic powder, it is liable to cause deterioration such as oxidation and nitridation of the surface with a decrease in particle diameter, and has a size sufficient to cause melting and fusing itself. Since it is necessary to use metal powder, it is preferable that the average particle diameter when using the metal powder is 0.01 μm or more. When the amount of the powder adhering to the wire surface is less than 0.001 g per 10 kg of the wire, the above-mentioned effect is not effectively exhibited.

【0029】逆に無機質粉末の平均粒子径が大き過ぎた
り、ワイヤ表面への付着量が多過ぎると、粗大な無機質
粉末の介在もしくは過多の該粉末によってワイヤと給電
チップ間の安定通電が阻害され、給電点の大幅移動や大
幅な通電状態の変化を引き起こし、却ってアーク不安定
によるスパッタ発生量の増大を招く様になる。さらに平
均粒子径が大き過ぎたり付着量が多過ぎると、送給途中
でワイヤ表面から無機質粉末が容易に脱落し、コンジッ
トチューブなどの送給系で詰まりを起こす原因になる。
この様なところから、無機質粉末の付着量はワイヤ10
kg当たり2g以下、粒径は平均粒径で3μm以下、導
電性金属粉末の場合でも5μm以下に抑えることが望ま
しい。
Conversely, if the average particle diameter of the inorganic powder is too large or the amount of the inorganic powder adhering to the wire surface is too large, the stable energization between the wire and the power supply tip is hindered by the presence of excessive inorganic powder or excessive powder. This causes a large movement of the power supply point and a large change in the energization state, and rather causes an increase in the amount of spatter generated due to arc instability. Further, if the average particle diameter is too large or the amount of adhesion is too large, the inorganic powder easily falls off the wire surface during feeding, causing clogging in a feeding system such as a conduit tube.
From such a point, the amount of the inorganic powder adhered to the wire 10
It is desirable that the particle size be 2 g or less per kg, the particle size be 3 μm or less in average particle size, and 5 μm or less even in the case of conductive metal powder.

【0030】ワイヤ表面に付着させる無機質粉末のコン
ジットチューブ内での脱落を防止し、コンジットチュー
ブ内での詰まりを防止して安定した送給性を維持するに
は、該粉末をワイヤ表面に固着させることが必要であ
り、そのため本発明では、バインダーとして水溶性高分
子を用いて前記無機質粉末をワイヤ表面に付着させるこ
とが必須となる。ここで用いられる水溶性高分子として
は、例えばポリビニルアルコール、フェノール系樹脂、
メラミン系樹脂、アルキド系樹脂などを使用できるが、
中でも特に好ましいのはポリビニルアルコールであり、
これは優れた固着力を有しワイヤ送給系内での無機質粉
末の脱落をより確実に抑えると共に、溶接ワイヤに対す
る防錆効果も発揮する。
In order to prevent the inorganic powder adhered to the wire surface from falling off in the conduit tube, to prevent clogging in the conduit tube, and to maintain a stable feeding property, the powder is fixed to the wire surface. Therefore, in the present invention, it is essential to attach the inorganic powder to the wire surface using a water-soluble polymer as a binder. As the water-soluble polymer used here, for example, polyvinyl alcohol, phenolic resin,
Melamine resin, alkyd resin, etc. can be used,
Among them, particularly preferred is polyvinyl alcohol,
This has an excellent fixing force and more reliably prevents the inorganic powder from falling off in the wire feeding system, and also exhibits a rust prevention effect on the welding wire.

【0031】そして、これらの水溶性高分子を介して前
記無機質粉末をワイヤ表面に付着させる方法は特に制限
されないが、好ましい方法としては、水溶性高分子を溶
解した水溶液に無機質粉末を分散させて水溶性塗布剤を
調製し、これを例えば特開平6−106129号などに
記載した様な回転霧化型静電塗油装置によってワイヤ表
面に塗布し乾燥、固着させる方法である。水溶性高分子
は塗布・乾燥の際にワイヤ表面に無機質粉末を固着し、
コンジットチューブ内での脱落を防止するうえで重要な
使命を果たす。水溶性高分子としてポリビニルアルコー
ルを使用する場合は、その付着量をワイヤ10kg当た
り0.001g以上とすることが望ましく、付着量が不
足する場合は、無機質粉末に対する固着効果が不足気味
となり、コンジットチューブ内での詰り防止効果が有効
に発揮され難くなる。逆にポリビニルアルコールの付着
量が多過ぎると、塗布・乾燥後にワイヤ表面が絶縁性の
被膜に覆い尽くされてしまい、通電性の極端な悪化によ
るアーク不安定をもたらし、かえってスパッタが増加傾
向を示す様になる。こうした観点から、最終的にワイヤ
表面に残留するポリビニルアルコールの付着量は、ワイ
ヤ10kg当たり2g以下に抑えることが望ましい。
The method of attaching the inorganic powder to the wire surface via these water-soluble polymers is not particularly limited, but a preferred method is to disperse the inorganic powder in an aqueous solution in which the water-soluble polymer is dissolved. This is a method in which a water-soluble coating agent is prepared, applied to a wire surface by a rotary atomizing electrostatic oiling device as described in, for example, JP-A-6-106129, and dried and fixed. The water-soluble polymer fixes the inorganic powder on the wire surface during application and drying,
Plays an important mission in preventing fall-off in conduit tubes. When polyvinyl alcohol is used as the water-soluble polymer, the amount of adhesion is desirably 0.001 g or more per 10 kg of wire. If the amount of adhesion is insufficient, the effect of adhering to the inorganic powder tends to be insufficient. It is difficult to effectively exhibit the effect of preventing clogging in the inside. Conversely, if the amount of polyvinyl alcohol attached is too large, the wire surface will be covered with an insulating film after coating and drying, resulting in arc instability due to extreme deterioration of electrical conductivity, and spatter tends to increase. Looks like From such a viewpoint, it is desirable that the amount of polyvinyl alcohol remaining on the surface of the wire be kept to 2 g or less per 10 kg of the wire.

【0032】なお先にも延べた如く、固体潤滑剤を溶接
ワイヤ表面に付着させてコンジットチューブ内での送給
安定性を高める方法は公知であり、かかる固体潤滑剤と
してはMnS2の如く層状構造を有するものが好ましい
とされている。すなわち層状構造の固体潤滑剤は、送給
時にコンジットチューブ内で送給抵抗を受けて圧迫され
ると砕けて層状部分で滑り、送給抵抗低減効果を発揮す
るからである。また液状潤滑剤と固体潤滑剤を併用する
ことによっても、同様の送給抵抗低減効果が発揮される
と考えられる。
As described above, there is known a method in which a solid lubricant is adhered to the surface of a welding wire to improve the feeding stability in a conduit tube. Such a solid lubricant has a layered structure such as MnS 2. Are preferred. That is, the solid lubricant having a layered structure receives the feeding resistance in the conduit tube at the time of feeding and is crushed and slid in the layered portion when pressed and exerts the effect of reducing the feeding resistance. It is also considered that the same effect of reducing the feeding resistance is exhibited by using a liquid lubricant and a solid lubricant together.

【0033】ところが、ワイヤ表面に油と共に塗付され
た固体潤滑剤は、コンジットチューブ内での送給抵抗を
低減させることはできるものの、コンジットチューブ内
で殆どがワイヤ表面から脱落してしまうため、通電チッ
プ部分までは殆ど持ち込まれず、また脱落した該固体潤
滑剤はコンジットチューブ内で詰まりを起こす原因にな
るため十分な量を塗付することができず、結果的に本発
明で意図する効果を得ることができない。
However, although the solid lubricant applied to the wire surface together with oil can reduce the feeding resistance in the conduit tube, most of the solid lubricant falls off from the wire surface in the conduit tube. The solid lubricant is hardly brought to the current-carrying tip portion, and the dropped solid lubricant can cause clogging in the conduit tube, so that a sufficient amount cannot be applied, and as a result, the effects intended by the present invention are not achieved. I can't get it.

【0034】一方本発明では、前述の如く水溶性高分子
をバインダーとして使用することによりコンジットチュ
ーブ内での脱落を防止しているので、固体潤滑剤として
用いられる無機質粉末を使用することも可能である。
On the other hand, in the present invention, since the water-soluble polymer is used as a binder as described above to prevent falling in the conduit tube, it is possible to use an inorganic powder used as a solid lubricant. is there.

【0035】さらに本発明においては、前述した特定の
無機質粉末を水溶性高分子によりワイヤ表面に塗布・乾
燥して固着させた後、従来広く用いられている植物油、
動物油、鉱物油または合成油などの潤滑油、あるいはこ
れらの潤滑油に固体潤滑材であるMoS2やWS2、ポリ
4弗化エチレンなどを混合した潤滑剤を表面に上塗りす
ることも可能であり、それにより、コンジットチューブ
内でのワイヤの送給性は一段と改善される。この場合、
コンジットチューブ内でのワイヤ送給性の改善と詰まり
防止およびスパッタ発生量の低減をより有効に発揮させ
るには、ワイヤ表面の潤滑油付着量をワイヤ10kg当
たり0.1g以上、2g以下に調整することが望まし
い。
Further, in the present invention, after the above-mentioned specific inorganic powder is applied to the surface of the wire with a water-soluble polymer, dried and fixed, a vegetable oil which has been widely used in the past is used.
Lubricating oils such as animal oils, mineral oils or synthetic oils, or lubricants in which these lubricants are mixed with solid lubricants such as MoS 2 , WS 2 , and polytetrafluoroethylene, can be overcoated on the surface. Thereby, the feedability of the wire in the conduit tube is further improved. in this case,
In order to more effectively improve the wire feedability, prevent clogging, and reduce the amount of spatter generated in the conduit tube, adjust the amount of lubricating oil deposited on the wire surface to 0.1 g or more and 2 g or less per 10 kg of wire. It is desirable.

【0036】上記の様に本発明では、前述の如く平均粒
子径の特定された無機質粉末を水溶性高分子によってワ
イヤ表面に特定量固着させ、通電チップと溶接ワイヤ間
の極短い周期の通電と融着によりワイヤに微振動を与え
て溶滴の意向を促進し、スパッタやヒュームの大幅低減
を可能とするもので、こうした効果は通常の定常電流溶
接によっても勿論有効に発揮される。しかしこうした溶
接用ワイヤを用いて溶接を行なう際に、先に述べた様
な、溶接時にパルス電流を供給して溶滴移行を促進させ
る方法や、連続電流に周期的な電流パルスを重畳して溶
滴移行を促進させる方法を併用し、溶接ワイヤ自体の特
長と溶接法の特長を相乗的に発揮させることも有効であ
り、その様な実施態様も本発明の技術的範囲に包含され
る。
As described above, according to the present invention, a specific amount of the inorganic powder having the specified average particle diameter is fixed to the wire surface with the water-soluble polymer as described above, and the current is applied between the current-carrying tip and the welding wire for a very short period. The fusion imparts a slight vibration to the wire to promote the intention of the droplet, thereby enabling a significant reduction in spatter and fume. Such an effect can be effectively exerted by ordinary steady current welding. However, when performing welding using such a welding wire, as described above, a method of supplying a pulse current at the time of welding to promote droplet transfer, or superimposing a periodic current pulse on a continuous current, It is also effective to use the method of promoting the transfer of droplets in synergy with the features of the welding wire itself and the features of the welding method, and such embodiments are also included in the technical scope of the present invention.

【0037】[0037]

【実施例】以下、実験例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、本発明はもとより下記実験例によって制限
を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範
囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、そ
れらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to experimental examples. However, the present invention is not limited to the following experimental examples, and the present invention is not limited thereto. Modifications may be made and all of them are included in the technical scope of the present invention.

【0038】実験例1 直径1.2mmのノーメッキソリッドワイヤを使用し、
炭酸ガスシールド溶接での全スパッタ発生量を比較し
た。溶接条件は電圧35V、電流300A、溶接速度3
0cm/min、シールドガス流量25リットル/mi
nとし、溶接姿勢は下向きで溶接を行ない、溶接ビード
外に飛散したスパッタの全てを捕集し、1分間当たりの
スパッタ発生量を計算で求めた。尚該スパッタ測定で
は、コンジットの長さを6mとした。また詰まり量は、
3mのスプリンクライナーを直径300mmの円筒2個
に8の字に巻き付けた送給系で、ワイヤ10kgを速度
12m/minで送給したときの詰まり量(コンジット
チューブの質量増加)で評価した。またワイヤ表面への
粉末塗布は、次の様にして行なった。
Experimental Example 1 Using a non-plated solid wire having a diameter of 1.2 mm,
The total spatter generation in carbon dioxide shield welding was compared. The welding conditions were: voltage 35V, current 300A, welding speed 3
0cm / min, shield gas flow rate 25 liter / mi
n, the welding was performed with the welding position facing downward, all spatters scattered outside the weld bead were collected, and the amount of spatter generated per minute was calculated. In the sputter measurement, the length of the conduit was 6 m. The clogging amount is
In a feeding system in which a 3 m sprink liner was wound around two cylinders having a diameter of 300 mm in a figure eight form, a clogging amount (an increase in the mass of a conduit tube) when 10 kg of a wire was fed at a speed of 12 m / min was evaluated. The powder was applied to the wire surface as follows.

【0039】まず、無機質粉末を室温の水に投入し攪拌
してスラリーとし、更に攪拌しながら所定量のポリビニ
ルアルコール粉末を投入して混合スラリーとする。この
水溶性塗付剤を、先に開示した特開平6−106129
号公報に記載した回転霧化型静電塗油装置によってワイ
ヤ表面に塗布し、熱風乾燥した。
First, the inorganic powder is charged into water at room temperature and stirred to form a slurry, and a predetermined amount of polyvinyl alcohol powder is charged with stirring to form a mixed slurry. This water-soluble coating agent is disclosed in JP-A-6-106129 disclosed above.
It was applied to the surface of the wire by a rotary atomizing type electrostatic oiling device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-209, and dried with hot air.

【0040】コンジットチューブ内での送給性を安定化
させるため、乾燥後のワイヤにはMoS2を5重量%混
合した油をワイヤ10kg当たり約0.3gバフ塗布で
塗布した。
In order to stabilize the feeding property in the conduit tube, an oil containing 5% by weight of MoS 2 was applied to the dried wire by buffing about 0.3 g per 10 kg of the wire.

【0041】ワイヤ表面の付着粉末量およびポリビニル
アルコール付着量は、ワイヤ表面に塗布した最終潤滑油
を有機系溶剤により洗い落とした後、下層に固着してい
るポリビニルアルコールと無機質粉末を沸騰水で洗い流
し、乾燥後の残渣を分析することによって求めた。
The amount of powder attached to the wire surface and the amount of polyvinyl alcohol attached were determined by washing the final lubricating oil applied to the wire surface with an organic solvent, and then washing the polyvinyl alcohol and inorganic powder fixed to the lower layer with boiling water. It was determined by analyzing the residue after drying.

【0042】表1,2に、ワイヤ表面に付着した無機質
粉末とポリビニルアルコールの量、およびスパッタ発生
量と詰まり量の関係を示す。尚、ワイヤ表面には不可避
的に伸線加工時に生成した鉄粉の如き粒径が5μm以上
のものが微量残留することがあるが、粗粒の金属粉微量
残留していてもその影響は軽微であることを確認してい
る。また同様に水溶性高分子と共存させてワイヤ表面に
付着させる無機質粉末中にもまれに5μm以上の粗粒物
が存在することがあるが、この様な微量の粗粒物の存在
も、スパッタ発生量や詰まり量に与える影響は少ないこ
とが確認された。
Tables 1 and 2 show the amounts of the inorganic powder and polyvinyl alcohol adhered to the wire surface, and the relationship between the amount of spatter generated and the amount of clogging. In addition, a small amount of particles having a particle size of 5 μm or more, such as iron powder generated during wire drawing, may inevitably remain on the wire surface. However, even if a small amount of coarse metal powder remains, the effect is slight. Make sure that Similarly, coarse particles of 5 μm or more may be rarely present in the inorganic powder to be attached to the wire surface in the same manner as the water-soluble polymer. It was confirmed that the influence on the generation amount and clogging amount was small.

【0043】[0043]

【表1】 [Table 1]

【0044】[0044]

【表2】 [Table 2]

【0045】表1からも明らかな様に、実施例1から実
施例27では、無機質粉末の粒径と付着量、ポリビニル
アルコールの付着量が本発明で定める好適範囲にあるた
め、スパッタ発単量が2500mg/min以下と何れ
も少なく、またコンジットの詰まりもワイヤ10kg当
たり約0.1g以下の低い値が得られている。
As is apparent from Table 1, in Examples 1 to 27, since the particle size and the amount of the inorganic powder and the amount of the polyvinyl alcohol are within the preferred ranges defined by the present invention, the amount of the sputter Is 2500 mg / min or less, and the clogging of the conduit is as low as about 0.1 g or less per 10 kg of wire.

【0046】これらに対し、表2におけるNo.28か
ら44は、無機質粉末を付着させなかった場合、あるい
は無機質粉末の粒径が本発明で定める好適樋囲を外れる
場合、更にはポリビニルアルコール付着量が不足し、あ
るいは多過ぎる場合の、スパッタ発生量とコンジットチ
ューブ内の詰まり量の測定結果である。
On the other hand, no. 28 to 44 indicate the occurrence of spatter when no inorganic powder is adhered, or when the particle diameter of the inorganic powder is out of the suitable gutter defined by the present invention, and when the amount of polyvinyl alcohol adhered is insufficient or too large. It is a measurement result of the amount and the clogging amount in the conduit tube.

【0047】これらの結果からも明らかな様に、無機質
粉末を付着させなかった場合、あるいは無機質粉末の粒
径が本発明で定める好適範囲を外れる場合は、いずれも
スパッタ発生量低減効果が少なく、スパッタ発生量は2
500mg/min以上となっている。また、ポリビニ
ルアルコール付着量がワイヤ10kg当たり0.001
g以下の場合は、コンジットチューブ内への詰まり量が
急増しスパッタ発生量も急増している。逆にポリビニル
アルコール量がワイヤ10kg当たり0.5gを超える
と、通電障害のためスパッタ発生量が増大している。
As is apparent from these results, when the inorganic powder was not adhered, or when the particle diameter of the inorganic powder was outside the preferred range defined in the present invention, the effect of reducing the amount of spatter generation was small. Spatter generation is 2
It is 500 mg / min or more. Further, the amount of polyvinyl alcohol attached was 0.001 per 10 kg of wire.
In the case of less than g, the amount of clogging in the conduit tube has increased rapidly, and the amount of spatter generation has also increased rapidly. Conversely, when the amount of polyvinyl alcohol exceeds 0.5 g per 10 kg of wire, the amount of spatters generated increases due to current flow failure.

【0048】実験例2 直径1.2mmのノーメツキフラックス入りワイヤを用
い、炭酸ガスシールドアーク溶接法を採用した時のスパ
ッタ発生量を比較した。ワイヤ外皮の化学成分およびフ
ラックス組成は、下記表3,4に示す通りである。
Experimental Example 2 The amount of spatter generated when a carbon dioxide gas shielded arc welding method was employed using a Nomex flux-cored wire having a diameter of 1.2 mm was compared. The chemical composition and flux composition of the wire sheath are as shown in Tables 3 and 4 below.

【0049】[0049]

【表3】 [Table 3]

【0050】[0050]

【表4】 [Table 4]

【0051】溶接条件は電圧32V、電流280A、溶
接速度30cm/min、シールドガス流量25リット
ル/minとし、溶接姿勢は下向きとした。各溶接時の
溶接ビード外に飛散したスパッタを全量捕集し、1分間
当たりのスパッタ発生量を計算によって求めた。尚、コ
ンジットチューブの長さは6mとした。
The welding conditions were a voltage of 32 V, a current of 280 A, a welding speed of 30 cm / min, a shielding gas flow rate of 25 L / min, and a welding posture of downward. The total amount of spatter scattered outside the weld bead during each welding was collected, and the amount of spatter generated per minute was calculated. The length of the conduit tube was 6 m.

【0052】また詰まり量は、3mのスプリングライナ
ーを直径300mmの円筒2個に8の字に巻き付けた送
給系でワイヤ10kgを速度12m/minで送球した
ときの詰まり量(コンジットチューブの質量増加)で評価
した。
The amount of clogging was measured when a 10 kg wire was fed at a speed of 12 m / min using a feeding system in which a 3 m spring liner was wound around two 300 mm diameter cylinders at a rate of 12 m / min (an increase in the mass of the conduit tube). ).

【0053】ワイヤ表面ヘの無機質粉末の塗布は、次の
様にして行なった。まず無機質粉末を室温の水中に投入
して攪拌しスラリーとし、更に攪拌しながら所定量のポ
リビニルアルコール粉末を投入して攪拌混合しスラリー
を作製し、このこの水溶性塗布剤を、先に提案した特開
平6−106129号公報に開示した回転霧化型静電塗
油装置を用いてワイヤ表面に塗布してから熱風乾燥し
た。また、コンジットチューブ内での送給性を安定化さ
せるため、乾燥後のワイヤにMoS2を5重量%混合し
た油をワイヤ10kg当たり約0.3gバフ塗布で塗布
した。
The application of the inorganic powder to the wire surface was performed as follows. First, an inorganic powder is put into water at room temperature and stirred to form a slurry, and a predetermined amount of polyvinyl alcohol powder is put while stirring and mixed by stirring to prepare a slurry. This water-soluble coating agent was previously proposed. It was applied to the surface of a wire using a rotary atomizing type electrostatic oiling device disclosed in JP-A-6-106129 and then dried with hot air. Further, in order to stabilize the feeding property in the conduit tube, an oil containing 5% by weight of MoS 2 was applied to the dried wire by buffing about 0.3 g per 10 kg of the wire.

【0054】ワイヤ表面の無機質粉末およびポリビニル
アルコールの付着量は、ワイヤ表面に塗布した最終潤滑
油を有機系溶剤によって洗い落とし、下層に固着してい
るポリビニルアルコールと無機質粉末を沸騰水で洗い流
し、乾燥後の残渣を分析することにより求めた。表5,
6に、ワイヤ表面の無機質粉末およびポリビニルアルコ
ールの付着量と、スパッタ発生量および詰まり量を示
す。
The amount of the inorganic powder and polyvinyl alcohol adhering to the wire surface was determined by washing the final lubricating oil applied to the wire surface with an organic solvent, washing the polyvinyl alcohol and the inorganic powder adhered to the lower layer with boiling water, and drying. Was determined by analyzing the residue. Table 5,
6 shows the amounts of the inorganic powder and polyvinyl alcohol adhering to the wire surface, the amount of spatter generated and the amount of clogging.

【0055】[0055]

【表5】 [Table 5]

【0056】[0056]

【表6】 [Table 6]

【0057】表5からも明らかな様に、No.45から
63は、無機質粉末の粒径、付着量、ポリビニルアルコ
ールの付着量が何れも本発明の好適範囲にあるため、ス
パッタ発生量は1900mg/min以下の値に低減し
ており、またコンジットの詰まりもワイヤ10kg当た
り約0.09g以下の低い値に抑えられている。
As is clear from Table 5, the No. 5 In Nos. 45 to 63, since the particle diameter of inorganic powder, the amount of adhesion, and the amount of adhesion of polyvinyl alcohol are all within the preferred ranges of the present invention, the amount of spatter generation is reduced to a value of 1900 mg / min or less. Clogging is also suppressed to a low value of about 0.09 g or less per 10 kg of wire.

【0058】これらに対し、表6のNo.64から75
は、無機質粉末を付着させなかった場合、あるいは該粉
末の粒径が本発明の好適範囲を外れる場合、もしくはポ
リビニルアルコールの付着量が好適範囲を外れる場合で
あり、何れもスパッタ発生量低減効果が乏しく、190
0mg/min以上のスパッタ発生量となっている。ま
たポリビニルアルコールの付着量がワイヤ10kg当た
り0.001g未満の例では、コンジット内への詰まり
量が極めて多く、スパッタ発生量も増大している。逆に
ポリビニルアルコール付着量がワイヤ10kg当たり
0.5gを超える場合は、スパッタ発生量が増大してい
る。
On the other hand, no. 64 to 75
Is the case where the inorganic powder is not adhered, or the case where the particle size of the powder is out of the preferred range of the present invention, or the case where the amount of polyvinyl alcohol is out of the preferred range. Poor, 190
The amount of spatter generated is 0 mg / min or more. In addition, when the amount of the adhered polyvinyl alcohol is less than 0.001 g per 10 kg of the wire, the amount of clogging in the conduit is extremely large, and the amount of spatter generated is also increased. Conversely, when the amount of polyvinyl alcohol attached exceeds 0.5 g per 10 kg of wire, the amount of spatter generated is increased.

【0059】[0059]

【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、平
均粒子径の特定された無機質粉末を水溶性高分子によっ
てワイヤ表面に特定量固着させ、通電チップと溶接ワイ
ヤ間の極短い周期の通電と融着によりワイヤに微振動を
与えることにより、溶滴の意向が著しく促進され、スパ
ッタやヒュームの大幅低減を可能にすると共に、均質で
美麗な溶接ビードを効率よく形成することができる。
According to the present invention, the inorganic powder having a specified average particle diameter is fixed to a wire surface by a water-soluble polymer in a specific amount, and a very short period between the current-carrying tip and the welding wire is provided. By applying micro-vibration to the wire by energizing and fusing, the intention of the droplet is remarkably promoted, spatter and fume can be significantly reduced, and a uniform and beautiful weld bead can be efficiently formed. .

フロントページの続き (72)発明者 伊藤 崇明 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 (72)発明者 政家 規生 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 水野 雅夫 神戸市西区高塚台1丁目5番5号 株式会 社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者 森本 啓之 神戸市西区高塚台1丁目5番5号 株式会 社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 Fターム(参考) 4E084 AA02 AA03 AA05 AA07 AA17 AA29 AA30 AA31 AA38 AA41 AA42 AA44 BA02 BA04 BA07 BA09 BA11 BA13 BA15 CA23 CA24 CA25 CA36 DA10 DA34Continued on the front page (72) Inventor Takaaki Ito 100-1 Urakawachi, Miyama-ji, Fujisawa-shi, Kanagawa Prefecture Inside Fujisawa Office of Kobe Steel Ltd. (72) Inventor Norihiro Asai 100-1 Urakawachi, Miyamae, Fujisawa-shi, Kanagawa Prefecture Kobe Steel, Ltd.Fujisawa Plant (72) Inventor Norio Masaya 100-1, Urakawachi, Miyama, Fujisawa-shi, Kanagawa Prefecture Kobe Steel, Ltd.Fujisawa Plant (72) Inventor Masao Mizuno Takatsukadai, Nishi-ku, Kobe 1-5-5 Kobe Steel Research Institute Kobe Research Institute (72) Inventor Hiroyuki Morimoto 1-5-5 Takatsukadai, Nishi-ku Kobe City Kobe Steel Research Institute Kobe Research Institute F-term (reference) 4E084 AA02 AA03 AA05 AA07 AA17 AA29 AA30 AA31 AA38 AA41 AA42 AA44 BA02 BA04 BA07 BA09 BA11 BA13 BA15 CA23 CA24 CA25 CA36 DA10 DA34

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 平均粒子径が0.001〜2μmである
絶縁性無機質粉末及び/又は平均粒子径が0.01〜5
μmである導電性無機質粉末が、水溶性高分子と共に、
溶接ワイヤ表面にワイヤ10kg当たり0.001〜2
g付着したものであることを特徴とするスパッタ発生量
の少ないアーク溶接用ノーメッキワイヤ。
An insulating inorganic powder having an average particle diameter of 0.001 to 2 μm and / or an average particle diameter of 0.01 to 5 μm.
μm conductive inorganic powder, together with a water-soluble polymer,
0.001-2 per 10kg of wire on the surface of welding wire
g A non-plated wire for arc welding, which has a small amount of spatter, characterized by being adhered.
【請求項2】 上記絶縁性無機質粉末が、カーボン、炭
化チタン、炭化タングステン、酸化アルミニウム、酸化
珪素、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化錫、酸化チタン、弗化カ
ーボン、硫化モリブデン、硫化タングステン、硫化鉄、
窒化チタン、窒化クロム、窒化硼素よりなる群から選択
される少なくとも1種であり、上記導電性無機質粉末
が、錫、亜鉛、銅、鉄よりなる群から選択される少なく
とも1種である請求項1に記載のアーク溶接用ノーメッ
キワイヤ。
2. The insulating inorganic powder is made of carbon, titanium carbide, tungsten carbide, aluminum oxide, silicon oxide, iron oxide, zinc oxide, tin oxide, titanium oxide, carbon fluoride, molybdenum sulfide, tungsten sulfide, iron sulfide. ,
2. The conductive inorganic powder is at least one selected from the group consisting of titanium nitride, chromium nitride, and boron nitride, and the conductive inorganic powder is at least one selected from the group consisting of tin, zinc, copper, and iron. 2. A non-plated wire for arc welding according to item 1.
【請求項3】 水溶性高分子がポリビニルアルコールで
ある請求項1または2に記載のアーク溶接用ノーメッキ
ワイヤ。
3. The non-plated wire for arc welding according to claim 1, wherein the water-soluble polymer is polyvinyl alcohol.
【請求項4】 ワイヤ表面へのポリビニルアルコールの
付着量が、ワイヤ10kg当たり0.001〜0.5g
である請求項2または3に記載のアーク溶接用ノーメッ
キワイヤ。
4. The amount of polyvinyl alcohol adhering to the surface of the wire is 0.001 to 0.5 g per 10 kg of the wire.
The non-plated wire for arc welding according to claim 2 or 3, wherein:
【請求項5】 ワイヤ表面に、更に植物油、動物油、鉱
物油または合成油が塗付されている請求項1〜4のいず
れかに記載のアーク溶接用ノーメッキワイヤ。
5. The non-plated wire for arc welding according to claim 1, wherein a vegetable oil, an animal oil, a mineral oil or a synthetic oil is further applied to the surface of the wire.
【請求項6】 植物油、動物油、鉱物油または合成油の
塗付が、ワイヤ10kg当たり0.1〜2gである請求
項5に記載のアーク溶接用ノーメッキワイヤ。
6. The non-plated wire for arc welding according to claim 5, wherein the application amount of vegetable oil, animal oil, mineral oil or synthetic oil is 0.1 to 2 g per 10 kg of wire.
【請求項7】 請求項1〜6のいずれかに記載されたア
ーク溶接用ノーメッキワイヤを使用し、通電チップとの
間で断続的な通電、遮断を繰り返すことによって溶滴の
離脱を促進させ、スパッタおよびヒューム発生量を低減
することを特徴とするアーク溶接法。
7. The detachment of a droplet is promoted by using the non-plated wire for arc welding according to any one of claims 1 to 6, and repeating intermittent energization and interruption with an energizing tip, An arc welding method characterized by reducing the amount of spatter and fume generation.
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