(57)【要約】【課題】アーク溶接時において、送給性に優れ、アークの安定度が高いアーク溶接方法及びソリッドワイヤを提供する。【解決手段】ガスシールドアーク溶接において、Ａｒを含むガスと、鋼心線１１及び該鋼心線１１の表面に形成された銅めっき膜１２を備え、銅めっき膜１２の平均結晶粒径が６００ｎｍ以下であるソリッドワイヤ１０と、を用いて溶接を行うことを特徴とする。銅めっき膜１２の平均結晶粒径が５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが好ましい。【選択図】図１
2019000882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａｒを含むガスと、
鋼心線及び該鋼心線の表面に形成された銅めっき膜を備え、前記銅めっき膜の平均結晶粒径が６００ｎｍ以下であるソリッドワイヤと、
を用いて溶接を行うことを特徴とするアーク溶接方法。
【請求項２】
前記ソリッドワイヤを、該ソリッドワイヤの進退方向に繰り返し送給制御しながら溶接することを特徴とする請求項１に記載のアーク溶接方法。
【請求項３】
前記鋼心線は、軟鋼からなることを特徴とする請求項１または２に記載のアーク溶接方法。
【請求項４】
前記ソリッドワイヤが、
質量％で、
Ｃ：０．０２％以上０．１５％以下、
Ｓｉ：０．２％以上２．０％以下、
Ｍｎ：０．２％以上３．０％以下、及び
Ｃｕ：０．０５％以上０．５％以下
を含有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のアーク溶接方法。
【請求項５】
前記ソリッドワイヤが、さらに、質量％で、Ｓ：０．３０％以下、Ａｌ：０．１％以上１．０％以下、Ｍｏ：０．１％以上３．０％以下、Ｔｉ：０．０１％以上０．３％以下、及びＺｒ：０．０１％以上０．３％以下のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項４に記載のアーク溶接方法。
【請求項６】
前記銅めっき膜の前記平均結晶粒径が５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のアーク溶接方法。
【請求項７】
鋼心線と、該鋼心線の表面に形成された銅めっき膜とを備えたソリッドワイヤであって、
前記銅めっき膜の平均結晶粒径が６００ｎｍ以下であることを特徴とするソリッドワイヤ。
【請求項８】
前記鋼心線は、軟鋼からなることを特徴とする請求項７に記載のソリッドワイヤ。
【請求項９】
質量％で、
Ｃ：０．０２％以上０．１５％以下、
Ｓｉ：０．２％以上２．０％以下、
Ｍｎ：０．２％以上３．０％以下、及び
Ｃｕ：０．０５％以上０．５％以下
を含有することを特徴とする請求項７または８に記載のソリッドワイヤ。
【請求項１０】
さらに、質量％で、Ｓ：０．３０％以下、Ａｌ：０．１％以上１．０％以下、Ｍｏ：０．１％以上３．０％以下、Ｔｉ：０．０１％以上０．３％以下、及びＺｒ：０．０１％以上０．３％以下のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項９に記載のソリッドワイヤ。
【請求項１１】
前記銅めっき膜の前記平均結晶粒径が５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項７から１０のいずれか一項に記載のソリッドワイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、アーク溶接方法およびソリッドワイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
ソリッドワイヤは、自動車などの薄板用のガスシールドアーク溶接に広く用いられている。ソリッドワイヤを用いて溶接した場合、短期間の溶接においては、ワイヤ送給性が優れるが、長期間溶接を行うと、チップがソリッドワイヤとの融着などで消耗し、アークが不安定になりやすい。
【０００３】
ここで、ソリッドワイヤの表面に銅めっき膜が形成されていると、一般的に、チップ摩耗が少なくなり、溶接時においてアークが安定することが知られている。例えば、特許文献１には、表面に０．３〜１．１μｍの銅めっき膜が形成されたソリッドワイヤが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１９４７１６号公報
【特許文献２】特許第６０４３９６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ソリッドワイヤを用いたガスシールドアーク溶接において、ソリッドワイヤを進退方向に繰り返し送給制御する溶接方法（ワイヤ送給制御短絡アーク溶接法）が知られている（例えば特許文献２参照）。この溶接方法では、アークを出しながらワイヤを前進させ、溶融したワイヤ先端の溶融金属を溶融プールに接触させてアークを消滅させた後、ワイヤを引戻して溶融金属を移行させ、再度アークを出しながらワイヤを前進することを繰り返すことにより、スパッタの低減を図っている。
【０００６】
しかしながら、このようにソリッドワイヤの進退方向に送給制御をする場合、トーチ内部やコンジットケーブル（ライナ）内部において、ソリッドワイヤとトーチ内部やライナ内部の表面同士が摺動し、ソリッドワイヤに形成された銅めっき膜が摩耗してしまうことがある。この場合、溶接時においてチップ融着を十分に低減できず、送給抵抗が劣化し、アークが不安定になるなどの問題が生じる。
【０００７】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、アーク溶接時において、送給性に優れ、アークの安定度が高いアーク溶接方法及びソリッドワイヤを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、表面に銅めっき膜が形成されたソリッドワイヤを用いたアーク溶接方法について鋭意検討した結果、銅めっき膜の結晶粒径を微細にすることによって、銅めっき膜の摩耗を抑制できることを見出した。さらに、これにより、ソリッドワイヤの摺動性を良好にし、例えばソリッドワイヤの進退方向に送給制御を行うアーク溶接において、送給性を高め、溶接時のアークをより安定させることができることを見出した。本発明は、この知見に基づいてなされたものである。
【０００９】
すなわち、本発明のアーク溶接方法は、Ａｒを含むガスと、鋼心線及び該鋼心線の表面に形成された銅めっき膜を備え、前記銅めっき膜の平均結晶粒径が６００ｎｍ以下であるソリッドワイヤと、を用いて溶接を行うことを特徴とする。
【００１０】
本発明のアーク溶接方法の一態様は、前記ソリッドワイヤを、該ソリッドワイヤの進退方向に繰り返し送給制御しながら溶接することを特徴とする。
ここで、進退方向とは、ワイヤ送給の正方向および逆方向のことを意味している。
【００１１】
本発明のアーク溶接方法の一態様は、前記鋼心線が、軟鋼からなることを特徴とする。
【００１２】
本発明のアーク溶接方法の一態様は、前記ソリッドワイヤが、質量％で、Ｃ：０．０２％以上０．１５％以下、Ｓｉ：０．２％以上２．０％以下、Ｍｎ：０．２％以上３．０％以下、及びＣｕ：０．０５％以上０．５％以下を含有することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明のアーク溶接方法の一態様は、前記ソリッドワイヤが、さらに、質量％で、Ｓ：０．３０％以下、Ａｌ：０．１％以上１．０％以下、Ｍｏ：０．１％以上３．０％以下、Ｔｉ：０．０１％以上０．３％以下、及びＺｒ：０．０１％以上０．３％以下のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明のアーク溶接方法の一態様は、前記銅めっき膜の前記平均結晶粒径が５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００１５】
本発明のソリッドワイヤは、鋼心線と、該鋼心線の表面に形成された銅めっき膜とを備えたソリッドワイヤであって、前記銅めっき膜の平均結晶粒径が６００ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００１６】
本発明のソリッドワイヤの一態様は、前記鋼心線が、軟鋼からなることを特徴とする。
【００１７】
本発明のソリッドワイヤの一態様は、質量％で、Ｃ：０．０２％以上０．１５％以下、Ｓｉ：０．２％以上２．０％以下、Ｍｎ：０．２％以上３．０％以下、及びＣｕ：０．０５％以上０．５％以下を含有することを特徴とする。
【００１８】
本発明のソリッドワイヤの一態様は、さらに、質量％で、Ｓ：０．３０％以下、Ａｌ：０．１％以上１．０％以下、Ｍｏ：０．１％以上３．０％以下、Ｔｉ：０．０１％以上０．３％以下、及びＺｒ：０．０１％以上０．３％以下のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする。
【００１９】
本発明のソリッドワイヤの一態様は、前記銅めっき膜の前記平均結晶粒径が５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、アーク溶接時において、送給性に優れ、アークの安定度が高いアーク溶接方法及びソリッドワイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るソリッドワイヤの断面図である。
【図２】図２は、ＥＢＳＤによるソリッドワイヤ断面の測定結果の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態に係るアーク溶接方法及びソリッドワイヤについて説明する。
【００２３】
本発明の実施形態に係るアーク溶接方法は、図１に示すソリッドワイヤ１０を用いたガスシールドアーク溶接方法である。まず、ソリッドワイヤ１０について説明する。ソリッドワイヤ１０は、鋼心線１１と、この鋼心線１１の表面に形成された銅めっき膜１２とを備えている。なお、本明細書において、ソリッドワイヤを、単にワイヤと呼ぶことがある。
鋼心線１１は、断面円形の鋼からなる線材である。本実施形態において、鋼心線１１は、軟鋼とされているが、これに限定されるものではない。
【００２４】
銅めっき膜１２は、硫酸銅やピロリン酸銅などのめっき液を用いて鋼心線１１の表面に形成される。本実施形態においては、鋼心線に銅めっきがされた後に、伸線加工が行われることによって、例えば厚さの平均で２μｍ以下の銅めっき膜１２が形成されている。
【００２５】
本実施形態において、銅めっき膜の平均結晶粒径は、６００ｎｍ以下とされている。銅めっき膜の平均結晶粒径が６００ｎｍ以下であると、銅めっき膜の摩耗を良好に抑制できる。銅めっき膜の摩耗をより良好に抑制する観点からは、銅めっき膜の平均結晶粒径は、好ましくは５００ｎｍ以下である。より好ましくは、４５０ｎｍ以下である。なお、銅めっき膜の平均結晶粒径は、５０ｎｍ以上であることが実際的である。
【００２６】
本実施形態における銅めっき膜の平均結晶粒径は、ＥＢＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｂａｃｋ−Ｓｃａｔｔｅｒｄ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）装置を用いて、ワイヤの長手方向と直交する断面の銅めっき膜を測定した際の各結晶粒の面積割合を考慮した直径である。例えば、面積割合を考慮した直径ｄ’は、一個の結晶粒が全面積に占める割合（ｃ１、ｃ２、ｃ３、・・・・・）および各々の結晶粒直径（ｄ１、ｄ２、ｄ３、・・・・・）から算出した数値であり、
ｄ’＝ｃ１ｄ１＋ｃ２ｄ２＋ｃ３ｄ３＋・・・・・
で表される。ここで、一個の結晶粒が全面積に占める割合（ｃ１、ｃ２、ｃ３、・・・・・）とは各々の結晶粒のポイント数（ｎ１、ｎ２、ｎ３、・・・・・）および全測定ポイント数ｎから算出した数値であり、
ｃ１＝ｎ１／ｎ
である。したがって、
ｄ’＝（ｎ１／ｎ）ｄ１＋（ｎ２／ｎ）ｄ２＋（ｎ３／ｎ）ｄ３＋・・・・・
として面積割合を考慮した直径ｄ’が算出される。本実施形態では、このｄ’を平均結晶粒径と称している。
【００２７】
図２は、本発明の実施形態に係るソリッドワイヤ１０の長手方向に直交する断面における銅めっき膜１２についてＥＢＳＤ測定をした一例である。より具体的には、図２は、ＩＰＦマップであり、結晶粒同士の方位差が１５°以上を粒界として表している。本例において、粒径が１μｍ以上の粗大な結晶粒は存在しない。この図２に示す銅めっき膜１２の平均結晶粒径ｄ’は、約４６０ｎｍである。なお、図２において、下側が鋼心線（母材）１１である。
【００２８】
また、銅めっき膜１２は、めっき形成後に、伸線加工が施され動的再結晶が生じることにより結晶粒が微細化されたものである。めっき後の銅めっき膜の粒径は１μｍ以上の結晶粒やそれより粒径が小さい結晶粒が混在した混粒組織となるが、伸線加工において動的再結晶が生じることにより、結晶粒が微細化するとともにより均一な結晶粒サイズとなる。本実施形態において、伸線加工による動的再結晶後の銅めっき膜１２においては、粒径が１μｍ超の結晶粒は観察されない。
【００２９】
ソリッドワイヤ１０は、例えば直径０．６ｍｍ以上１．８ｍｍ以下の断面円形の線材である。ソリッドワイヤ１０の組成は、特に限定されるものではないが、Ｃ：０．０２質量％以上０．１５質量％以下、Ｓｉ：０．２質量％以上２．０質量％以下、Ｍｎ：０．２質量％以上３．０質量％以下、Ｃｕ：０．０５質量％以上０．３質量％以下を含んでいることが好ましい。以下に、各成分の限定理由を説明する。
なお、これら各元素の含有量は、ワイヤ全質量に対する含有量である。また、本明細書において、質量を基準とする百分率（質量％）は、重量を基準とする百分率（重量％）と同義である。
【００３０】
（Ｃ：０．０２質量％以上０．１５質量％以下）
溶接ワイヤ中や溶接金属中のＣは、溶接中に発生するスパッタに影響する。スパッタに関しては含有量が少量であっても問題ないため下限は特にないが、０．０２質量％以上であることが実際的である。一方、酸素が多量に含まれると、溶接中に酸素と結びつき、ＣＯガスとなって溶滴表面にバブルを発生させ、これがはじけて、スパッタを発生させることがある。このため、Ｃの含有量は０．１５質量％以下と規定することが好ましい。より好ましくは０．１２質量％以下、さらに好ましくは０．１０質量％以下である。なお、Ｃは溶接金属の強度にも影響し、強度の確保のため、好ましくは０．０４質量％以上である。
【００３１】
（Ｓｉ：０．２質量％以上２．０質量％以下）
溶接ワイヤ中のＳｉは脱酸元素であり、溶接金属の強度や靱性を確保する効果がある元素である。添加量が少量であると脱酸不足により、ブローホールが発生することがあるため、０．２質量％以上を含有させることが好ましい。より好ましくは０．４質量％以上である。一方、Ｓｉが多量に含まれると溶接中にスラグが大量発生して、溶接作業性を却って低下させることがある。このため、Ｓｉの含有量は２．０質量％以下が好ましい。より好ましくは１．５質量％以下、さらに好ましくは１．０質量％以下である。なお、スラグの発生を低減する場合には、Ｓｉの含有量を０．７質量％以下にすることが好ましい。
【００３２】
（Ｍｎ：０．２質量％以上３．０質量％以下）
溶接ワイヤ中のＭｎは、Ｓｉと同じく、脱酸剤あるいは硫黄捕捉剤としての効果を発揮し、溶接金属の強度や靱性を確保するために必要である。脱酸不足によるブローホールの発生抑制のためには、０．２質量％以上を含有させることが好ましい。より好ましくは０．４質量％以上、さらに好ましくは０．５質量％以上である。一方、Ｍｎが多量に含まれると溶接中にスラグが大量発生したり、強度が増加しすぎて溶接金属の靭性を著しく低下させたりすることがある。このため、Ｍｎの含有量は３．０質量％以下であることが好ましい。より好ましくは２．０質量％以下、さらに好ましくは１．３質量％以下である。なお、スラグの発生を低減する場合には、Ｍｎの含有量を１．０質量％以下にすることが好ましい。
【００３３】
（Ｃｕ：０．０５質量％以上０．５質量％以下）
Ｃｕは主に銅めっき膜に由来してワイヤに含有されているものであるが、鋼心線に含まれるＣｕも含む。Ｃｕが少なすぎる場合、素地が露出することがあるため、Ｃｕは０．０５質量％以上であることが好ましい。一方、Ｃｕが多すぎる場合、めっき膜が剥離しやすくなるため、Ｃｕは０．５質量％以下であることが好ましい。
【００３４】
ある態様において、ソリッドワイヤの残部は、Ｆｅおよび不可避的不純物である。なお、必要に応じて、Ｓ、Ｐ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔｉ及びＺｒから選択される少なくとも一つを下記の範囲でさらに添加されていても良い。また、不可避的不純物にはその他のものとして、例えばＮ、Ｏ、Ｃｒ、Ｎｉなどがあり、ソリッドワイヤにおいて、ＮやＯは、９０ｐｐｍ以下であることが実際的である。なお、ＣｒやＮｉなどは積極添加しても良い。
【００３５】
（Ｓ、Ｐ：０．３０質量％以下）
Ｓ（硫黄）、Ｐ（リン）はともに不純物元素であり、極力含有量を少量にすることが好ましく、このため下限は設定しないが、それぞれ０．００１質量％以上であることが実際的である。これらが各々０．３０質量％を超えて多量に存在すると、溶接金属の割れが発生することがある。したがって、どちらも０．３０質量％以下（０％を含む）に規制することが好ましい。
【００３６】
（Ａｌ：０．１質量％以上１．０質量％以下）
Ａｌは、スラグの凝集に寄与する元素である。Ａｌの添加は必須ではないが、Ａｌの含有量が０．１質量％未満では、スラグの凝集効果が得られにくいため、Ａｌを添加する場合にはその含有量を０．１質量％以上とすることが好ましく、０．２質量％以上とすることがより好ましい。一方、Ａｌの含有量が１．０質量％を超えると、スパッタが多発することがある。したがって、Ａｌを添加する場合には、その含有量を１．０質量％以下にすることが好ましく、０．７質量％以下にすることがより好ましく、０．４質量％以下にすることが特に好ましい。
【００３７】
（Ｍｏ：０．１質量％以上３．０質量％以下）
Ｍｏは強度の向上に寄与する元素である。Ｍｏの添加は必須ではないが、かかる効果を良好に発揮するために、Ｍｏを添加する場合にはその含有量を０．１質量％以上とすることが好ましく、０．３質量％以上とすることがより好ましい。一方、Ｍｏは、３．０質量％を超えると高温においてＦｅと金属間化合物を形成するため効果は飽和する。したがって、Ｍｏを添加する場合には、その含有量を３．０質量％以下することが好ましく、２．０質量％以下とすることがより好ましく、１．５質量％以下とすることがさらに好ましい。
【００３８】
（Ｔｉ：０．０１質量％以上０．３質量％以下）
Ｔｉは強脱酸元素であり、溶接金属の強度や靱性の向上効果がある。Ｔｉを含有させる場合は、０．０１質量％以上含有させることが好ましい。０．３質量％を超えて多量に含まれると、溶接中にスラグが大量発生して、溶接作業性も低下させることがある。このため、Ｔｉの含有量は０．３質量％以下の範囲に規制することが好ましい。
【００３９】
（Ｚｒ：０．０１質量％以上０．３質量％以下）
Ｚｒはアーク安定性を向上させる効果がある。Ｚｒを含有させる場合は、０．０１質量％以上含有させることが好ましい。ただし、Ｚｒ含有量が多いと、焼鈍工程後のスケール層が厚くなると共にスケールの密着性も増加することがある。よってＺｒ含有量の上限は０．３質量％であることが好ましい。
【００４０】
（製造方法）
以下に、本発明の実施形態に係るソリッドワイヤ１０の製造方法について説明するが、これに限定されるものではない。まず、転炉あるいは電気炉等を用いて、所定の成分組成を有する溶鋼を溶製し、得られた溶鋼から連続鋳造や造塊法等によって鋼材（ビレット等）を製造する。次に、製造した鋼材を加熱した後、熱間加工を施し、更に乾式の冷間圧延（冷間伸線）を施して、例えば、直径約３〜８ｍｍの鋼素線を得る。次いで、この鋼素線に必要に応じて焼鈍や酸洗を実施し、銅めっきおよび伸線加工を行い、最終ワイヤ径（例えば０．６〜１．８ｍｍ）を有するソリッドワイヤ１０として製造する。なお、本実施形態において、銅めっき時のめっき浴としては、公知のものを使用できる。
【００４１】
ここで、本実施形態においては、銅めっき膜の平均結晶粒径を制御する伸線加工を行う必要がある。一般的に、ソリッドワイヤは、銅めっき後に伸線加工が施される。この銅めっき後の伸線加工においては、銅めっき膜において、動的再結晶および結晶粒の成長が生じる。すなわち、加工による歪の導入によって動的再結晶が生じ結晶粒が微細化するとともに、加工による発熱によって結晶粒の成長が生じ結晶粒が粗大化する。例えば、特開２０１２−１４３７９６には、伸線加工時においてワイヤ表面が４００℃以上の高温にさらされることが記載されている。このように、加工発熱時において銅めっき膜が高温にさらされることにより、平均結晶粒径が６００ｎｍ超に成長してしまう。
【００４２】
よって、本実施形態では、銅めっき膜においては、動的再結晶は生じさせつつも、結晶粒の成長は抑制する。動的再結晶の発生頻度は、例えば歪速度を調節することにより制御できる。具体的には、１パスの伸線加工率を２０％以下、より好ましくは１５％以下、さらに好ましくは１０％以下とする。ソリッドワイヤの伸線加工は、孔ダイスやローラーダイスを用いた手法があるが、孔ダイスを用いる場合、ローラーダイスよりもひずみ速度が大きくなりやすいため、伸線加工率を低減することが好ましい。また、結晶粒の成長を抑制すべく、加工時における銅めっき膜の温度を低減するためには、ロールを冷却したり、油を噴射したりすることが好ましい。ワイヤを常温よりも低温に予め冷却しておいても良い。以上のようにして、本発明の実施形態に係る銅めっき膜１２を得る。
【００４３】
次に、本発明の実施形態に係るアーク溶接方法について説明する。本発明の実施形態に係るアーク溶接方法は、上述したソリッドワイヤ１０と、Ａｒを含むガスとを用いて行われる。
【００４４】
本発明の実施形態に係る溶接方法に用いられるシールドガスは、Ａｒを含有していればよく、Ａｒのみからなっていてもよい。あるいは、Ａｒに加えて、ＣＯ２やＯ２などを含有していてもよく、例えば、５〜３０体積％程度のＣＯ２ないしＯ２と、残部がＡｒであるシールドガスを用いてもよい。なお、シールドガスには、不可避不純物としてのＮ２、Ｈ２等も含有され得る。本発明の実施形態に係るアーク溶接方法において、溶接条件は公知の溶接条件を適宜採用することができる。また、溶接の対象となる被溶接材も特に限定されず、各種鋼板に適用可能である。
【００４５】
以上のような構成とされた本実施形態に係るソリッドワイヤ１０およびアーク溶接方法によれば、銅めっき膜１２の平均結晶粒径が６００ｎｍ以下とされているので、アーク溶接時において、送給経路であるライナやトーチの内部において、銅めっき膜が損傷を受けにくく、送給性を高めるとともに、アークを安定させることができる。すなわち、銅めっき膜がトーチの内部において通電する際に、銅めっき膜が良好に形成されている状態のまま通電するため、チップ融着が安定し、送給性が高まるとともにアークの発生も安定するのである。特に、ワイヤの進退方向に繰り返し送給制御を行う場合においても、銅めっき膜の表面が接触物との間で摺動摩耗や削れを生じにくく、送給性およびアーク安定性が良好となる。ここで、進退方向とは、ワイヤ送給の正方向及び逆方向のことを意味している。
【実施例】
【００４６】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に適合し得る範囲で変更を加えて実施することが可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【００４７】
実施形態で説明した方法などにより、表１に示す組成および銅めっき膜の平均結晶粒径を有する直径１．２ｍｍの種々のソリッドワイヤを製造し、これら各ワイヤを用いて、ワイヤの進退方向に送給制御（ワイヤ送給制御短絡アーク溶接法）しながら、下記に示す条件で溶接を実施した。
（１）鋼板
縦２００ｍｍ×横６０ｍｍ×厚み３．２ｍｍの鋼板を使用した。なお、鋼板の鋼種は、ＳＰＨＣ５９０である。
（２）溶接姿勢
水平重ねすみ肉溶接を実施した。
（３）シールドガス
シールドガスとして、Ａｒ＋２０体積％ＣＯ２を使用した。
（４）溶接電流及び溶接電圧
溶接電流：２４０Ａ、溶接電圧：１８Ｖ、溶接速度１００ｃｍ／分で溶接を実施した。
【００４８】
なお、ワイヤは、伸線加工の条件を種々変えることによって、銅めっき膜の平均結晶粒径が異なるものを作成した。従来例１〜３は、製造時において動的再結晶および結晶粒の成長に対して制御をしておらず銅めっき膜の結晶粒径が６００ｎｍ超である。また、比較例１は、本発明例２４で用いたワイヤに対して不活性ガス雰囲気中において２００℃、１０分間加熱処理をしたワイヤを用いた例である。
【００４９】
平均結晶粒径は、ＥＢＳＤ装置（ＴＳＬ製  ＯＩＭ  結晶方位解析装置）を用いて、ワイヤの長手方向と直交する断面において測定したデータを用いて取得した。平均結晶粒径は、面積割合を考慮した直径ｄ’であり、装置に付属するソフトウェアにより容易に算出することが可能である。なお、平均結晶粒径の数値は、１０の倍数となるように四捨五入して値を丸めた。ＥＢＳＤの分析範囲は、１２．５μｍ×１２．５μｍとし、ステップ０．０３５μｍの条件で測定した。
【００５０】
ワイヤ送給については、市販のワイヤ供給機を用いて、６ｍの間で２箇所の曲がり部を有する条件で行った。ワイヤの送給性は、送給経路内部において、銅めっき粉の発生が特に少なかったものを特に良好であるとして◎、銅めっき粉の発生が少なかったものを良好であるとして○、銅めっき粉の発生が多かったものを良好でないものとして×とした。このワイヤ送給性が良好であることは、ワイヤを送給する際に銅めっき膜において摩耗や削れが生じ難いことを意味している。
【００５１】
溶接用ワイヤのアーク安定性については、溶接作業中のアークを目視評価し、一貫してアークが安定しているものを特に良好であるとして◎、一部アークが安定しなかったものを良好であるとして○、一貫してアークが安定しなかったものを良好でないとして×とした。
【００５２】
【表１】
2019000882.tif 000003
【００５３】
なお、表１において、ワイヤ成分（質量％）は、ワイヤ全質量あたりの各成分量（質量％）を表す。残部はＦｅ及び不可避的不純物である。なお、「−」とは、その元素が不可避不純物として含まれていることを表す。
【００５４】
表１に示すように、ワイヤの銅めっき膜の平均結晶粒径が６００ｎｍ以下である本発明例１〜２６は、送給性およびアーク安定性が特に良好ないし良好であった。
【００５５】
一方、ワイヤの銅めっき膜の平均結晶粒径が６００ｎｍ超である従来例１〜３は、送給性およびアーク安定性が良好ではなかった。ワイヤの銅めっき膜の平均結晶粒径が６００ｎｍ超である比較例１も、同様に、送給性およびアーク安定性が良好ではなかった。
【符号の説明】
【００５６】
１０    ソリッドワイヤ
１１    鋼心線
１２    銅めっき膜
【図１】
2019000882.tif 000004
【図２】
2019000882.tif 000005