(57)【要約】【課題】    良好な送給性と低水素特性とを兼備したシームを有するフラックス入り溶接用ワイヤの伸線性に優れた製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】    フラックス106 を内部に充填した管状成型ワイヤ100bを潤滑剤を用いて伸線する工程、伸線ワイヤ107 (100e)から前記潤滑剤を物理的手段により除去する工程115 、108 、ワイヤ送給用潤滑剤をワイヤ表面に塗布 (塗油) する工程109 、の各工程をインラインにて行なうシーム114 有りフラックス入りワイヤの製造方法であって、前記伸線工程において、硫黄系の極圧剤を含む伸線潤滑剤を用いるとともに、前記管状成型ワイヤ100bから略製品径のワイヤ107 (100e)までの伸線を、ローラダイス201 〜206 および401 〜405 にて全て行うことである。【選択図】      図１
2005074438.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯鋼を管状に成型した外皮内部にフラックスを充填してなるシーム有りフラックス入りワイヤの製造方法であって、帯鋼を管状に成型する工程、管状成型ワイヤを潤滑剤を用いて伸線する工程、伸線ワイヤから前記潤滑剤を物理的手段により除去する工程、ワイヤ送給用潤滑剤をワイヤ表面に塗布する工程、の各工程をインラインにて行ない、前記伸線工程において、硫黄系の極圧剤を含む伸線潤滑剤を用いるとともに、前記管状成型ワイヤから製品径のワイヤまでの全ての伸線をローラダイスにて行なうことを特徴とするシーム有りフラックス入り溶接用ワイヤの製造方法。
【請求項２】
前記管状成型ワイヤから製品径直前のワイヤ径までローラダイスにて伸線し、円形を整える目的のために孔ダイスで仕上げ伸線を行なう請求項１に記載のシーム有りフラックス入り溶接用ワイヤの製造方法。
【請求項３】
前記伸線潤滑剤として２硫化モリブデンを用いる請求項１または２に記載のシーム有りフラックス入り溶接用ワイヤの製造方法。
【請求項４】
前記略製品径まで伸線後のワイヤに孔ダイスによる仕上げ伸線を行なう請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシーム有りフラックス入り溶接用ワイヤの製造方法。
【請求項５】
前記伸線後のワイヤ表面の伸線潤滑剤の付着量が、伸線後のワイヤ表面の硫黄量で換算して、ワイヤ10kg当たり0.1 〜0.6gの範囲となるように伸線潤滑剤を用いる請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシーム有りフラックス入り溶接用ワイヤの製造方法。
【請求項６】
前記ローラダイスを支持する枠体に対し、ローラダイスの線引き荷重方向に10000Nの引張荷重を付加して拡張した際の、枠体の伸び量が20〜150 μm の範囲の高剛性を前記枠体が有する請求項１乃至５のいずれか１項に記載のシーム有りフラックス入り溶接用ワイヤの製造方法。
【請求項７】
前記帯鋼の厚みt に対する帯鋼の幅W の比t/W を0.06〜0.12の範囲とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のシーム有りフラックス入り溶接用ワイヤの製造方法。
【請求項８】
前記伸線後のワイヤの表面がビッカース硬度で170 〜240Hv の範囲の硬度を有する請求項１乃至７のいずれか１項に記載のシーム有りフラックス入り溶接用ワイヤの製造方法。
【請求項９】
前記伸線工程のいずれかにおいて、ワイヤの表面温度を90〜250 ℃の範囲とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のシーム有りフラックス入り溶接用ワイヤの製造方法。
【請求項１０】
前記成型工程前に帯鋼を予め洗浄脱脂するとともに、帯鋼のワイヤ表面となる面のみに前記伸線潤滑剤を塗布する請求項１乃至９のいずれか１項に記載のシーム有りフラックス入り溶接用ワイヤの製造方法。
【請求項１１】
前記伸線後のワイヤの水分量を500ppm以下とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のシーム有りフラックス入り溶接用ワイヤの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、良好な送給性と低水素特性とを兼備したシームを有するフラックス入り (フラックスコアード) 溶接用ワイヤの伸線性に優れた製造方法に関し、特に軟鋼や高張力鋼あるいはステンレス鋼や耐熱鋼などの溶接に用いる全自動若しくは半自動溶接用のアーク溶接用ワイヤに適した、シームを有するフラックス入り溶接用ワイヤの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
全自動若しくは半自動溶接用のアーク溶接用ワイヤは、ソリッド（中実）ワイヤと、管状の外皮鋼帯（以下フープあるいは鋼フープとも言う）内にフラックスを充填したフラックスコアードワイヤ（以下単にワイヤ、あるいはFCW とも言う）がある。この内、FCW には、本発明が対象とするフープに合わせ目（以下シームとも言う）を有するタイプと、この合わせ目のないシームレスタイプのものがある。後者のシームレスタイプのものは製造コストが高くなるため、シームを有するFCW の方が汎用されている。但し、ここで言う「シーム有り」とは、後述する図1(b)で示す通り、合わせ目を溶接等で接合せずして、隙間（開口部）を有する状態を言う。
【０００３】
このシームを有するFCW は、一般的に、CO2 ガスシールドアーク溶接、MIG 溶接等の溶接施工方法で用いられ、0.8 〜1.6mm φの細径の伸線ワイヤが汎用される。シームを有するFCW には、重要な製品性能として、溶接時のワイヤの送給性が優れていることと、ワイヤの水素含有量が低く、溶接時の耐気孔性が優れていることが求められる。
【０００４】
先ず、ワイヤの送給性について図6 のワイヤ送給装置を用いて説明する。FCW は、ワイヤスプール30に巻かれたあるいはペールパックに装填された形態で溶接に供せられる。溶接施工時にFCW を使用するに際しては、送給機31の送給ローラ32、33により、スプール30あるいはペールパックからFCW を引き出すとともに、後続するコンジットケーブル34に内包されたライナ内にFCW を押し込み、ライナ経由でコンジットケーブル34先端に取り付けられた溶接トーチ37内の給電チップ40まで送給するプッシュ方式が一般的に採用されている。FCW は、この給電チップ40と被溶接鋼材38間で、電圧を印可されてアーク溶接が行われる。ワイヤ送給装置は、このプッシュ方式の他、溶接トーチ内部に送りローラを有し、コンジットケーブル内を通してワイヤを引き出すプル方式や、プッシュ−プル併用方式のものも種々ある。
【０００５】
ここで使用されるコンジットライナは鋼線をスパイラル状にして形成したフレキシブルなガイド管であり、その長さは通常3 〜6 m 程度のものから10〜20m の長尺なものが溶接個所までの距離に合わせて選択使用されている。このような一連のFCW の送給作業の際に、屈曲部35、36などの屈曲角度や送給距離などの送給条件によらず、速い乃至一定速度で安定的にFCW が供給されることが必要となる。ワイヤ送給方式は前記した通り種々あるが、いずれの場合でも、このワイヤの送給性が、FCW の重要な品質特性の一つである。
【０００６】
次に、ワイヤの水素含有量が高い場合、溶接部には水素に起因する気孔が多量に発生し、溶接欠陥となる。したがって、FCW にとってのもう一つの重要な品質特性として、FCW の水素含有量が低いことがある。前記ソリッドワイヤに比べて溶接ビード形状や溶接能率性が優れるFCW にとって、この低水素含有性は、溶接欠陥を防止する上で特に重要な品質特性となる。
【０００７】
このようなシームを有するFCW の製造方法としては、帯鋼のU 字状成型工程、U 字状成型帯鋼へのフラックス充填工程、U 字状帯鋼から管状ワイヤへの成型工程、などの所謂成型工程によって、フラックスを内部に充填した管状成型ワイヤを製作した後に、この管状成型ワイヤを製品FCW 径まで伸線する工程からなることが一般的である。
【０００８】
この内、シームを有するFCW 製造の際の伸線については、特に、伸線初期の加工率 (減面率) が大きい実質的な伸線工程部分を孔ダイスにより行なうことが主流である (例えば特許文献１、２、３、４参照) 。また、実質的な伸線工程部分の伸線潤滑を、動植物油、鉱物油、合成油などの湿式潤滑剤にて行なうことが主流である (例えば特許文献１、５、６) 。なお、フープをステンレス鋼としたステンレス鋼溶接用FCW の製造方法では、孔ダイスの代わりに、ローラダイスを用い、中間焼鈍を行いながら伸線を行なうことも知られている( 例えば特許文献７参照) 。
【０００９】
【特許文献１】特開2001-179326 号公報 (第3 頁、図2-3)
【特許文献２】特開平10-180485 号公報 (第3 頁)
【特許文献３】特開平10-6083 号公報 (第4 頁、図8)
【特許文献４】特開平2-52197 号公報 (第2-3 頁)
【特許文献５】特開平6-15485 号公報 (第2 頁)
【特許文献６】特開平2001-179481 号公報 (第2-3 頁)
【特許文献７】特開平11-285892 号公報 (第3 頁、図1)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、このような孔ダイスを用いた伸線方法では、伸線されたワイヤの形状精度は高いものの、ダイス面における潤滑層に負荷される剪断力が大きく、潤滑被膜切れの問題が発生しやすい。また、伸線の潤滑を水素増加の問題がない非水素系の無機乾式 (固形) 潤滑剤によって行なう場合には、この潤滑剤のダイス孔での固化、目詰まりの問題が発生しやすい。
【００１１】
このため、孔ダイスでの伸線速度には一定の限度があり、高速伸線を行なうことが出来ず、伸線効率が比較的低い。これは単に生産性だけの問題ではなく、ワイヤの低水素化が図れない問題にもつながる。即ち、FCW の生産の環境によって、特に、ワイヤ伸線工程雰囲気中の水分量の微量化制御が難しいような場合に、伸線効率が低く、伸線時間が長いことは、伸線中におけるワイヤ (フラックスの) 水分吸着量が溶接欠陥を生じる程度に増す可能性が高いという問題にもつながる恐れがある。この問題は、通常の軟鋼だけではなく、合金鋼、ステンレス鋼など、より大きな加工力を必要とし、ダイスに対して大きな負荷がかかるために、ダイスの振動やワイヤの打痕傷( ビビリ) が生じやすく、伸線が困難なフープにおいて、特に顕著となる。
【００１２】
これに対して、この孔ダイスに代わって、上記伸線初期の加工率 (減面率) が大きい工程部分を含めて、ローラダイスによって全てあるいは一貫して伸線できれば、上記孔ダイスの抱えるような問題が無く、上記非水素系の無機乾式潤滑剤を用い、伸線速度を上げて、水分吸着量を低減でき、FCW の生産性も高めることができる。
【００１３】
ローラダイスは、後述する通り、対向する一対のローラダイスによって形成された型孔にワイヤを挟んで線引きする線引き装置である。このため、孔ダイスを用いた伸線に比して、ダイス面における潤滑層に負荷される剪断力は比較的小さく、潤滑被膜切れの問題が発生しにくい。また、伸線の潤滑を水素増加の問題がない非水素系の無機乾式潤滑剤によって行なう場合にも、孔ダイスのような、この潤滑剤の固化、目詰まりの問題が発生しない。
【００１４】
しかし、従来では、ローラダイスによる伸線では、ワイヤ形状がFCW に必要な真円ではなく、楕円形状となるため、形状精度に問題があると認識されていた。この結果、伸線工程においてはローラダイスを部分的にしか使用できない、即ち、上記伸線初期の加工率が大きい工程部分や、伸線の最終工程では、複数個の孔ダイスを使わざるを得ないというのが従来の認識であった。更に、ステンレス鋼フープのFCW を含めて、シームを有するFCW は、前記実質的な伸線工程部分の伸線潤滑を、動植物油、鉱物油、合成油などの湿式潤滑剤にて行なうことが主流である。しかし、この湿式潤滑剤を使用する限り、使用量の低減や組成調整などの工夫をしようと、あるいはシーム間隔 (間隙) が幾ら狭かろうと、シームを有するFCW では、このシームより湿式潤滑剤がFCW 内に必然的に侵入し、ワイヤの水素含有量が高くなる。これを防止するためには、伸線工程内でのインライン (オンライン) での簡易洗浄では、湿式潤滑剤を十分除去できず、オフラインでのワイヤのきっちりした洗浄が不可避となる。
【００１５】
また、上記ステンレス鋼フープのFCW のローラダイスによる伸線方法においても、ステンレス鋼フープは軟鋼フープよりも比較的硬い。このため潤滑をうまくしないと、ローラダイスと言えども、加工発熱が大きく、潤滑剤が皮膜切れを起こすため、ワイヤの肌荒れや伸線途中で断線する可能性が非常に高い。また、ステンレス鋼フープの加工硬化によって、伸線途中段階での焼鈍が必須となる。このため、伸線工程全体としての伸線速度や伸線効率を上げることにはやはり限界が有る。
【００１６】
したがって、現状では、FCW の製造において、上記伸線初期の加工率 (減面率) が大きい工程部分を含めた、ローラダイスによる一貫した高速の伸線工程は今だ実用化されていないのが実情である。まして、フラックスを内部に充填した管状成型ワイヤ伸線の前工程としての、帯鋼のU 字状成型工程、U 字状成型帯鋼へのフラックス充填工程、U 字状帯鋼から管状ワイヤへの成型工程を含めた、ローラダイスによる一貫した高速かつ高線径精度の伸線工程は、未だ実用化されていない。
【００１７】
本発明は、この様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、良好な送給性と低水素特性とを兼備したシームを有するフラックス入り溶接用ワイヤの伸線性に優れた製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この目的を達成するために、本発明シーム有りフラックス入りワイヤの製造方法の要旨は、帯鋼を管状に成型した外皮内部にフラックスを充填してなるシーム有りフラックス入りワイヤの製造方法であって、帯鋼を管状に成型する工程、管状成型ワイヤを潤滑剤を用いて伸線する工程、伸線ワイヤから前記潤滑剤を物理的手段により除去する工程、ワイヤ送給用潤滑剤をワイヤ表面に塗布する工程、の各工程をインラインにて行ない、前記伸線工程において、硫黄系の極圧剤を含む伸線潤滑剤を用いるとともに、前記管状成型ワイヤから製品径のワイヤまでの全ての伸線をローラダイスにて行なうことである。
【００１９】
上記本発明要旨において、前記管状成型ワイヤから製品径のワイヤまでのローラダイスによる伸線とは、製品径のワイヤまでの伸線、あるいは製品径直前の( 製品径に近い) ワイヤ径までの伸線を含むものである。なお、この製品径直前のワイヤ径とは、製品ワイヤを1 とした場合の面積比で1.1 以内の伸線ワイヤのことを言う。
【００２０】
本発明においては、帯鋼のU 字状成型工程、U 字状成型帯鋼へのフラックス充填工程、U 字状帯鋼から管状ワイヤへの成型工程までの各工程と、管状成型ワイヤの伸線工程からワイヤ送給用潤滑剤をワイヤ表面に塗油する工程までの各工程とを全て同じインラインにて行なってもよい。また、これらの各工程を別々に分けて行なってもよい。例えば、上記帯鋼のU 字状成型工程から管状ワイヤへの成型工程までの各工程まで、あるいは管状成型ワイヤの伸線の前半工程までを同じインラインで行ない、管状成型ワイヤの伸線工程あるいは伸線の後半工程からワイヤ送給用潤滑剤の塗油工程までを、別のインラインで行なっても良い。なお、本発明において、上記各工程を順にインラインにて行なうとは、ワイヤを搬送しつつ、この搬送ワイヤに対し、連続的に上記各工程を順に行なうことを言う。
【００２１】
本発明では、帯鋼（フープ）よりシーム有りフラックス入りワイヤを製造するに際し、上記した伸線工程、また好ましくは帯鋼の成型工程から伸線工程までの潤滑が必要な各工程に、硫黄系の極圧剤を含む伸線潤滑剤を用いる。本発明において、この硫黄系の極圧剤を含む伸線潤滑剤は、非水素系であることが好ましい。しかし、この硫黄系の極圧剤を含む伸線潤滑剤が、水分または油分などを含有する謂わば水素系潤滑剤であっても、後述するワイヤ昇温手段などによって、この水分または油分などをワイヤ製造工程中で分解させるなど除去することが可能である。
【００２２】
更に、本発明では、伸線ワイヤから前記潤滑剤を物理的手段により除去する工程と、ワイヤ送給用潤滑剤をワイヤ表面に塗油する工程、の各工程もインラインにて行ない、FCW 製造工程全体の高速化も行なう。そして、同時に製品FCW への水素源となる成型、伸線の潤滑剤の持ち込みを抑制するとともに、製品FCW のワイヤ送給性を確保する。なお、本発明において、上記各工程をインラインにて行なうとは、ワイヤを搬送しつつ、この搬送ワイヤに対し、連続的に上記各工程を順に行なうことを言う。
【発明の効果】
【００２３】
これによって、上記した伸線工程、あるいは好ましくは帯鋼の成型工程から伸線工程までの各工程の速度や、FCW の伸線速度を上げて、FCW の水分や水素の吸着量を低減できる。また、FCW の生産性も高めることができる。この結果、ワイヤ伸線工程雰囲気中の水分量の微量化制御が難しく、雰囲気中の水分量 (湿度) が高い場合でも、伸線中におけるワイヤ全体の (フラックス中に含まれる、およびワイヤ表面に付着する) 水分吸着量が溶接欠陥を生じる程度に増すことを防止できる。これは、本発明の製造方法によって、伸線後のワイヤ全体の (フラックス中に含まれる、およびワイヤ外皮面に存在する) 全水素量を、後述する水分量換算方法で、500ppm以下とできるからである。この結果、FCW を使用した溶接時の溶接部の気孔発生による溶接欠陥を防止できる。
【００２４】
また、伸線工程を超硬工具製ローラダイスにて行うことで、鋼帯素材の選択や加工硬化によって、鋼フープの硬度が例え高くなっても、伸線後のFCW 表面の仕上がり性が確保され、FCW のワイヤ供給性が向上する。本発明では、製品FCW の溶接対象鋼に応じて、鋼帯の素材として、通常の軟鋼、高張力鋼、Ni基合金鋼、ステンレス鋼などが適宜選択される。この内、高張力鋼、Ni基合金鋼、ステンレス鋼などの高強度鋼は、より大きな加工力を必要とし、ダイスに対して大きな負荷がかかるために、ダイスの振動や、これによりワイヤが振動してダイスと接触することにより生じるワイヤの打痕傷が特に生じやすい。本発明では、このような伸線が困難なフープであっても、伸線が容易で高速化が図れるという効果も有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に、図面を用いて、本発明の実施の形態を説明する。図1(a)は本発明シーム有りフラックス入りワイヤの製造方法の工程の概略を示す、一部を平面図とした説明図である。図1(b)は図1(a)の各成型工程におけるフープの断面形状を示す説明図である。図2 は本発明で用いる超硬工具製ローラダイスを示す正面図である。
【００２６】
本発明シーム有りフラックス入りワイヤの製造方法の工程を以下に説明する。 (洗浄脱脂工程) 
図1(a)において、図示しない巻き戻し機により巻き戻されたコイル状の帯鋼100 は、先ず、洗浄脱脂工程102 によって予め洗浄脱脂される。この洗浄脱脂工程102 によって、広幅の素材鋼板などを幅方向に短幅の帯鋼100 にスリットされる際に表面に付着した加工油や汚れが除去される。帯鋼100 表面に付着した加工油は、少量でも溶接時のアーク不安定や、気孔などの溶接欠陥の原因となる水素源となりうるため、この洗浄脱脂工程102 を行なうことが好ましい。
【００２７】
(帯鋼) 
この際、帯鋼の厚みt に対する帯鋼の幅W の比t/W を0.06〜0.12の範囲とすることが好ましい。帯鋼 (フープ) の板厚t と幅W とは、勿論製品FCW の線径によって定まる。しかし、発明者らの知見によれば、帯鋼の厚みt に対する帯鋼の幅W の比t/W は、FCW の低水素特性にも影響する。即ち、t/W が0.06を下回って小さ過ぎると、帯鋼やワイヤがフラックスを充填した状態で成型や伸線の加工に耐える強度を保持できなくなり、断線しやすくなる。このため、成型や伸線速度が遅くなり、FCW の生産の環境によって、特に、ワイヤ伸線工程雰囲気中の水分量の微量化制御が難しいような場合に、伸線中におけるワイヤ (フラックスの) 水分吸着量が溶接欠陥を生じる程度に増す可能性が高い。また、ワイヤ送給性も低下する。
【００２８】
一方、逆に、帯鋼の厚みt に対する帯鋼の幅W の比t/W が0.12を越えて大き過ぎると、ワイヤ伸線工程における加工度が上がり過ぎる。このため加工熱によるフラックスの酸化や粉化などの化学的あるいは物理的な変質が進むため、水分量が増加したり、断線が多発しやすくなる。このため、低水素特性の良好なFCW を得るためには、製品FCW の線径とともに、上記伸線中の水分吸着の問題を考慮した上で、帯鋼の厚みt に対する帯鋼の幅W の比t/W を0.06〜0.12の範囲とすることが好ましい。
【００２９】
(潤滑剤) 
上記図1(a)において、洗浄脱脂後の帯鋼100 は、潤滑剤塗布工程103aにおいて、帯鋼100 のFCW 表面 (ワイヤ表面) となる面のみに、非水素系の前記潤滑剤または防錆油を微量塗布される。この後、帯鋼の成型工程、U 字状帯鋼から管状ワイヤへの成型工程、伸線工程、の各工程においては、硫黄系の極圧剤を含む伸線潤滑剤を用いる。この伸線潤滑剤としては、非水素系の潤滑剤としての硫黄系の極圧剤を含む潤滑剤、硫黄系の極圧性固体を成分として水を溶媒とする湿式潤滑剤、硫黄系の極圧性固体が主成分で少量の油分を含有する油式潤滑剤、などを適宜選択して用いる。
【００３０】
硫黄系の極圧剤を含まない、他のステアリン酸ナトリウムに代表されるアルカリ金属系アルカリ土類金属系の石鹸や、弗化カーボン、テフロン（登録商標）、窒化ボロンなどの他の極圧剤を含む乾式潤滑剤、湿式潤滑剤の場合は、本発明の硫黄系の極圧剤を含む伸線潤滑剤に比して、潤滑性能が劣る。
このため、伸線を高速化する場合、伸線潤滑剤を特に多量に使用する必要性が生じる。この結果、伸線後のインラインで走行するワイヤ表面から油性潤滑剤を拭き取るなどの物理的な手段によって実質的に除去することは極めて困難となる。また、ワイヤ表面に潤滑剤が残留しやすく、FCW としての、溶接時のアーク不安定の要因や、気孔による溶接欠陥発生の水素源となる。
【００３１】
これに対し、本発明の硫黄系の極圧剤を含む伸線潤滑剤は潤滑性能が優れるために、伸線を高速化する場合でも、伸線潤滑剤の使用は少量で済む。この使用量を、伸線後のワイヤ表面の硫黄量で換算した潤滑剤付着量で表すと、伸線後のワイヤ表面の潤滑剤残留量がワイヤ10kg当たり0.1 〜0.6gの程度である。この程度の潤滑剤残留量であれば、後述および後続する潤滑剤の物理的な手段による除去工程を、高速伸線と連動して、インラインで連続的に、かつ高速で行なえる。
【００３２】
この硫黄系の極圧剤を含むドライタイプの伸線潤滑剤としては、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、硫化亜鉛などがある。また、これら硫黄系極圧性固体を主成分とし、これに、ナフタレン、酸化チタン、マイカ、黒鉛、炭酸カルシウム、フッ化カルシウム、などのキャリア剤などの添加剤を加えたドライタイプの伸線潤滑剤でも良い。更に、これらドライタイプの伸線潤滑剤に、ポリイソプテン (合成油) 、ナタネ油 (植物油) などの油性溶剤を少量添加した、半ウエットタイプの伸線潤滑剤でも良い。
【００３３】
これら伸線潤滑剤の、潤滑性能に特に優れ、伸線速度の高速化やワイヤの低水素化、また、上記インラインでの除去のための、好ましい組成範囲としては、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、硫化亜鉛などの硫黄系金属化合物の一種または二種以上を20〜80質量% 、上記キャリア剤の一種または二種以上を40〜50質量% 、上記油性溶媒の一種または二種以上を5 〜40質量% の各範囲内のものとする。また、更に、少量の金属石鹸を加えると、伸線生産性を向上することができる。
【００３４】
この他、上記伸線潤滑剤としての要求特性を満足し、また要求特性を阻害しない範囲で、硫黄系の極圧剤を、水、動植物油  、鉱物油、合成油などの溶媒に、必要により、上記キャリア剤などとともに、分散あるいは溶かした形で含むものが適宜用いられる。硫黄系の極圧剤は、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、硫化亜鉛などの硫黄系金属化合物、あるいは硫化オレフィンや硫化油脂などの硫黄系合成油、等が例示される。溶媒としては、水、動植物油 (パーム油、ナタネ油、やし油、ひまし油など) 、鉱物油( マシン油、タービン油、ピンドル油) 、合成油( 炭化水素系、エステル系、ポリグリコール系、ポリフェノール系、シリコーン系、弗素系など) 等が例示される。但し、これらについても、できるだけ非水素系の化合物から選択することが好ましい。好ましい組成範囲としては、硫黄系の極圧剤を20〜80質量% 、キャリア剤を40〜50質量% 、溶剤を5 〜40質量% の各範囲内のものとする。
【００３５】
(成型) 
このように潤滑剤が塗布された帯鋼100 は、図1(b)のA に示す平板状の断面形状から、B に示すU 字状断面の帯鋼100aへと、成型ローラ列 (群)104a にて成型される。図1(a)の成型ローラ列 (群)104a は、2 個の成型ローラが直列配置された例を示している。この成型工程に配置される成型ローラの個数は、帯鋼100 の幅や厚み、あるいは硬度などの成型条件に応じて適宜選択される。
【００３６】
(フラックス充填) 
U 字状断面に成型された帯鋼100aは、次いでフラックス供給装置105 からフラックス106 の供給を受け、図1(b)のC に示すように、帯鋼1aのU 字状空間内に、一定の内部充填率 (空隙率) を有した上でフラックス106 が充填 (内包) される。フラックス供給装置105 はベルトフィーダー、スムースオートフィーダー、あるいはテーブルフィーダー、シントロンフィーダーなどが使用できる。
【００３７】
このU 字状成型帯鋼100aへのフラックス106 の充填率 (見かけ空隙率: ζ) はフラックスの嵩密度をρ(g/cm3) 、成型工程のＥ時点でのフラックスが満たすべき内部空間面積をσ(cm2) 、Ｅ時点でのフープ走行速度λ(cm/分) 、フラックス供給装置105 からのフラックス投入量をκ(g/ 分) とするとき、次式で表現される。
ζ(%) ＝[ １−( κρ／σλ)]×100 
そして、この見かけ空隙率ζは、以下の観点から選択される。即ち、フラックス106 の充填率が多過ぎる場合、即ち、見かけ空隙率ζが0 〜3%未満であると、後続の成型工程や伸線工程において、断線が生じやすい。また、比較的遅い伸線速度でFCW に伸線できたとしても、溶接時のFCW 送給時に、シーム部分114 からフラックス106 の吹きこぼれが生じやすく、送給性を低下させる。逆に、フラックス106 の充填率が少な過ぎ、見かけ空隙率ζが10% を超えると、伸線加工中にフラックス106 が移動して、ワイヤ長手方向のフラックス率が変動し、溶接品質特性が低下する。従って、見かけ空隙率ζが3 〜10% の範囲であれば、ワイヤ長手方向についてのフラックス充填率の変動が少なく、良好な品質特性のシーム有りフラックス入り溶接用ワイヤを、製造することができる。この点、特に、見かけ空隙率ζは5 〜7%の範囲であることがより望ましい。
【００３８】
また、U 字状成型帯鋼100aへ供給されるフラックス106 の水分を、供給 (内包) 前のフラックス供給装置105 上で供給中に乾燥（110 ℃〜250 ℃で加熱）させ、予めフラックス中の水分量を500ppm以下の範囲内に制御することが好ましい。予めオフライン (事前のバッチ処理) でフラックスを乾燥させても良いが、できるだけ製造工程の数を増加させないためには、上記インラインで水分を除去する手段として、上記フラックス供給装置105 上で乾燥させる方法をとることが好ましい。具体的には、フラックス供給装置105 のフラックス供給路 (通路) においてヒータなどで加熱する。更に、可能であれば、FCW の製造ライン (工場) 全体を相対湿度70% 以下、より好ましくは60% 以下に空調することも有効である。
【００３９】
このようにフラックス106 が充填されたU 字状成型帯鋼100aは、次いで図1(b)のD に示す管状のワイヤ100bへと、更に成型ローラ列 104b にて成型される。この成型ローラ列104bの条件は、前記した成型ローラ列104aと同様である。管状のワイヤ100bは、帯鋼の幅方向の両端が近接し合う空隙部分= シーム114 をワイヤ100bの長手方向に渡って有している。このシーム114 は後続する伸線工程によって、ワイヤ100bがワイヤ100c、100dと縮径されても、空隙部分としてなお存在する。具体的には、図1(b)のワイヤ100c (あるいはE)からの引き出し線で拡大して示すバット (突き合わせ) タイプの断面114aであって、帯鋼の幅方向の両端が突き合わされていたとしても、シーム114 は存在する。また、他の態様として、同じく図1(b)のワイヤ100c (あるいはE)からの引き出し線で拡大して示す、ラップ (重ね) タイプの断面114bであって、帯鋼の幅方向の両端が重なり合っていったとしても、シーム114 は存在する。これは製品FCW でも同様である。
【００４０】
(伸線潤滑) 
成型された管状ワイヤ100bは、次いで潤滑剤塗布工程103bにおいて、ワイヤ100b表面に、前記本発明潤滑剤を塗布された後に伸線される。この潤滑剤は前記本発明範囲内であれば、前記塗布工程103aの潤滑剤と、同じであっても、違っていても良い。ここで、潤滑剤塗布工程は伸線前の103bだけではなく、伸線条件に応じて、伸線工程中に適宜配置して良い。この際、伸線されるワイヤ100b表面の潤滑剤の付着量は、前記潤滑剤塗布工程103aにおいて予め塗布され、ワイヤ100c表面に残留する潤滑剤の付着量と合わせ、各々伸線終了後の図1(b)のワイヤ100e、あるいは図1(a)のワイヤ107 において、伸線後のワイヤ表面の硫黄量で換算して、ワイヤ10kg当たり0.1 〜0.6gの残留量範囲とすることが好ましい。
【００４１】
潤滑剤の残留付着量が硫黄量換算で0.1g未満では、高速伸線の際に潤滑剤が不足し、伸線されるワイヤに焼きつきや断線が生じやすくなる。一方、硫黄量換算で0.6gを越える潤滑剤残留付着量では、成型や伸線潤滑の点からは不要であるとともに、後述および後続する物理的手段による潤滑剤の除去を、高速伸線と連動して連続的に高速で行なうことが難しくなる。したがって、FCW 表面に潤滑剤が残留しやすくなり、溶接時のアーク安定性を阻害する。
【００４２】
(ローラダイス伸線) 
以下に、図1(a)におけるローラダイス伸線工程を説明する。図1(a)の伸線工程では、大別して、一次伸線工程と二次伸線工程とに分けられる。この伸線工程によって、ワイヤは、製品径または製品径に近い線径にまで縮径される。ここで、図1(b)のE からF に示す通り、一次伸線によってワイヤはワイヤ100cからワイヤ100dへと縮径される。また、図1(b)のF からG に示す通り、二次伸線によってワイヤはワイヤ100dから製品径のワイヤ100eへと縮径される。
【００４３】
この図1(a)の伸線工程は、一次伸線工程と二次伸線工程とを別の工程に分けて行なっている態様を示している。このように、伸線工程を分割するか、一次伸線工程と二次伸線工程とを同じ工程で連続的に製品径まで伸線するかは、鋼帯の設計条件と製品FCW の設計条件、あるいは生産性などによって適宜選択される。また、一本の一次伸線工程(B) に対して、二次伸線工程(C) を複数本設ける、あるいは、複数本の一次伸線工程(B) に対して、一本の二次伸線工程(C) を設けるなども、一次伸線と二次伸線との生産性バランスによって適宜選択される。
【００４４】
一次伸線工程は超硬材料製ローラダイス列 (群)201〜206 までが多段に (図1 の例では6 段または6 群) 配置されている。二次伸線工程は、超硬材料製ローラダイス列 (群)401〜405 までが多段に (図1 の例では5 段または5 群) 配置されている。このローラダイス列多段配置個数も、伸線条件に応じて適宜選択される。
【００４５】
図1(a)の一次伸線工程は前記した成型工程とインラインで連続している。そして、一次伸線後のワイヤは、一旦コイル106 に巻回される。更に、図1(a)のように、このコイル106 を巻き戻して、二次伸線工程が行なわれる。
【００４６】
二次伸線工程は、これに続く、前記潤滑剤の物理的な除去手段 (工程)115＋108 、塗油手段109 とインラインで連続している。あるいは、伸線用潤滑剤塗油工程の前に、孔ダイス501 によるスキンパス仕上げ伸線工程を挿入する場合もある。
本発明において、ローラダイスによる伸線以降の、仕上げ伸線工程501 、潤滑除去工程115 ＋108 、塗油工程109 などの工程は、インラインにて( 同一のラインにて連続的に) 行なう。これらの工程を別工程によるオフライン処理とした場合、製品FCW 製造工程全体の生産性や生産効率が著しく低下し、ローラダイス群による高速伸線化の利点が大きく損なわれる。
【００４７】
二次伸線工程において、塗油された製品FCW は110 として巻き取り機に巻き取られる。その上で、更に、図示しない工程で、ワイヤスプールに巻替あるいはペールパックに装填される。図1(a)の伸線工程において、111 はキャプスタンであって、各々ローラダイス列の後段に配置されて、伸線されるワイヤを円滑にガイドして、連続的で高速の伸線を保障する。
【００４８】
孔ダイス501 は、真円度などの形状精度をより向上させるためのスキンパス仕上げ伸線であり、選択的に施される。この孔ダイス501 による仕上げ伸線は、前記管状成型ワイヤから製品径直前のワイヤ径までローラダイスにて伸線されたワイヤが対象となる。この製品径直前のワイヤ径とは、製品ワイヤを1 とした場合の面積比で1.1 以内の伸線ワイヤである。
【００４９】
ここで、図1(b)のG に示す製品径のワイヤ100eの形状精度 (真円度など) は、ワイヤ送給性に影響するとともに、別途、FCW110をワイヤスプール100 に巻替あるいはペールパックに装填する際の作業性にも大きく影響する。このため、ローラダイス列によって伸線されたワイヤを、最終的に孔ダイス501 によって仕上げ伸線することが好ましい。孔ダイスの伸線速度はローラダイスに比して低速であるものの、このような二次伸線ライン構成であれば、最終的に孔ダイスによって仕上げ伸線しても、伸線工程やFCW 製造工程全体の高速性や連続性に対して影響を与えることは無い。孔ダイスによって仕上げ伸線した場合、ローラダイス列によって伸線されたワイヤは製品径に近い線径となり、孔ダイス仕上げ伸線後のワイヤが、最終的な製品径となる。本発明では、ローラダイスによって伸線されたワイヤが、孔ダイス仕上げ伸線の有無によって、最終製品径か製品径に近い線径かで異なるため、これらのローラダイスによって伸線されたワイヤ径を総称して略製品径とした。
【００５０】
(潤滑剤除去手段) 
伸線されたワイヤ100eは、次いで、ワイヤ表面より前記潤滑剤を物理的な除去手段115 ＋108 によって除去される。図1(a)における潤滑剤除去手段は、前段におけるワイヤを表面研磨および打撃する潤滑剤除去手段115(小さい箱型で図示) と、後段における拭い取りロールによる潤滑剤除去手段108(内部にロールを記載した箱型で図示) とによる、3 段階でのインラインでの潤滑剤除去を想定している。ワイヤを表面研磨および打撃する潤滑剤除去手段115 は、走行中のワイヤを表面研磨後に、例えば、軽量な小片を走行中のワイヤ上に落下させて、ワイヤを打撃して、潤滑剤をワイヤ表面から除去する手段である。また、後段の拭い取りロールによる潤滑剤除去手段108 は、潤滑剤を拭き取るフェルトなどを表面に設けた拭い取り（ワイパー）ロールにより、潤滑剤をワイヤ表面から除去する手段である。
この他、インラインでの潤滑剤除去は、ワイヤを加振するなどの他の物理的な除去手段、あるいは、これら物理的な除去手段の適宜の組み合わせにより、潤滑剤を除去して良い。
【００５１】
潤滑剤が除去されず、ワイヤ乃至FCW 表面に残留した場合には、溶接の際のアーク安定性を低下させ、溶接欠陥の要因となる。なお、これら潤滑剤除去の物理的な除去手段に加えて、これら物理的な除去手段の前段あるいは後段に、例えば、40±10℃の温水をワイヤ表面に吹き付け、あるいはワイヤを温水や湯水に浸漬して、洗浄により除去するインラインの工程を必要により付加しても良い。但し、浸漬洗浄の場合は、シーム部からワイヤ中に水分が侵入しやすい。したがって、これを除去すべく、インラインの誘導加熱コイル中にワイヤを通して、高周波の電磁誘導電流によりワイヤを加熱して、ワイヤの全水分量低減を図ることが好ましい。
【００５２】
本発明では、上記成型や伸線工程の潤滑剤として、前記した硫黄系の極圧剤を含む伸線潤滑剤を用いることで、洗浄剤などの化学的な潤滑剤除去手段を用いずとも、上記物理的な除去手段によりワイヤ表面より潤滑剤が除去されやすくなる。この結果、物理的手段による潤滑剤の除去を、前段の高速伸線と連動して連続的に高速で行なうことができる。前記した通り、これ以外の潤滑剤を用いた場合には、ワイヤ表面からの除去効率が大幅に低下し、また、化学的な潤滑剤除去手段を用いる必要性も生じるので、前段の高速伸線と連動して、FCW 製造を連続的にかつ高速で行なうことが困難となる。
【００５３】
(塗油手段) 
表面より潤滑剤が除去されたワイヤ100eは、その後、塗油手段109 によって、図1(b)のW に示すように、ワイヤ送給性を向上させる潤滑油などの潤滑剤3 をワイヤ表面に塗油され、FCW 製品とされる。ここで塗油手段109 は、高速で搬送 (移動) 中のワイヤ表面に、図1(b)に示すように、少量の潤滑剤113 を均一に、かつ短時間で塗油する必要がある。このために、静電塗油などの強制塗油手段を用いることがワイヤのトータル水素管理の観点から好ましいが、潤滑剤3 を含浸したフェルトなどをワイヤに接触させて塗布する方法が一般的である。
但し、このFCW 送給性向上潤滑剤はワイヤ送給性を向上のために不可欠であるものの、水素源となるため、ワイヤ送給性を向上のための最低限必要な付着量とする。この潤滑油としては、少量の塗油で良好なワイヤ送給性を得るものが好ましく、例えば、トリグリセリドを含有するナタネ油などの植物油、あるいはポリイソブテンなどの合成油が適している。
【００５４】
以上説明した図1(a)の態様は、帯鋼のU 字状成型工程、U 字状成型帯鋼へのフラックス充填工程、U 字状帯鋼から管状ワイヤへの成型工程、管状成型ワイヤの一次伸線工程までと、二次伸線工程からワイヤ送給用潤滑剤をワイヤ表面に塗油する工程までを、各々全て同一の連続したライン (インライン) にて行なう態様を示した。ただ、FCW 製造ラインの生産効率や生産条件に応じて、一次伸線工程と二次伸線工程とを繋げ、これらを全て連続した同じインラインで行なっても良い。あるいは、一次伸線工程までの工程を更に別々に分けて行なってもよい。例えば、図1(a)の、管状ワイヤへの成型工程104bまでと、管状成型ワイヤの一次伸線工程とを別のラインで行なっても良い。
【００５５】
(ローラダイス線引き装置) 
ここで、本発明で使用するローラダイス (ローラダイス線引き装置) の構成について、図2 〜4 を用いて説明する。図2 は好ましい態様の線引き装置の正面図である。図3 は図1 の線引き装置におけるローラダイスの要部拡大正面図である。図4 は伸線に用いるローラダイス線引き装置列を示す正面図である。なお、このローラダイス線引き装置の好ましい基本構造の実施の形態は、後述する、ローラダイスを支持する枠体の高剛性化を前提とする。
【００５６】
先ず、図2 において、ローラダイス線引き装置4aは、基本的に、ローラダイス1 、ベアリングボックス (ベアリングカバー)7a 、7b、7c、7d、ベアリング固定用梁8a、8b、一体型矩形枠体9a、9b、9c、9dなどから構成される。一体型矩形枠体を構成する各枠体の素材は、機械構造用炭素鋼、合金鋼、ステンレス鋼、工具鋼などの比較的高強度の鋼から構成されることが好ましい。
【００５７】
ローラダイス1 は左右一対の2 個のローラ2a、2bからなる。各ローラ2a、2bの軸 (シャフト)6a 、6bは、ベアリングボックス7a、7b、7c、7d内の (図示しない) ベアリング (軸受け) によって各々回転自在に軸支されている。このベアリングは4 個のベアリングボックス7a、7b、7c、7d内に保持収容されている。ベアリングボックス7a、7cと、7b、7dとは、各々2 本のベアリング固定用梁8a、8bに結合、固定され、これらの梁を各々介して、4 本の枠体9a、9b、9c、9dに各々固定されている。これらのベアリング固定用梁8a、8bは各々後述する調整用のボルトを介して、枠体9a、9b、9c、9dに各々固定されている。
【００５８】
図2 において、11a 、11b 、11c 、11d はローラダイス1 のローラ軸方向 (図の上下方向) の位置調整用のボルトであり、12a 、12b 、および 13a、13b 、13c 、13d はローラギャップ (ローラ間距離) 調整用のボルトである。これら調整用のボルトは、押しネジや引きネジなどから構成され、枠体9a、9b、9c、9dと、ベアリング固定用梁8a、8bとに各々結合している。そして、これらのボルトは、これらベアリング固定用梁と、この梁に固定された前記ベアリングボックスを介して、ローラ2a、2bにおける、伸線の際の溶接用ワイヤに対する、ローラ軸方向の位置やローラギャップを制御している。これによって、溶接用ワイヤに対するローラダイスの荷重および加工率、および溶接用ワイヤの形状や線径を制御する。
【００５９】
一方、ローラダイス1 を支持しつつ囲む枠体9a、9b、9c、9dは、ボルト10群などによって互いに結合され、一体型の矩形枠体を構成している。一体型の枠体の全体形状は、ローラダイス1 を四方より支持するためには、略矩形形状を有することが合理的である。27は、後述する図4 に示すように、線引き装置4aを溶接用ワイヤ5 に対して直列に複数個配置した線引き装置列 (群)4として用いる場合に、線引き装置4a同士を積層、固定するための固定シャフト用孔群である。これら固定シャフト用孔27は、上記した線引き装置4aの構成や機能を阻害しないように、各々一体型枠体の四隅 (枠体9a、9cの隅角部) に配置されている。
【００６０】
図3 に拡大して示すローラダイス1 を構成する、左右一対のローラ2a、2bは、各々半割りの型孔3a、3bを有する。そして、この型孔3a、3bで一体に形成する型孔3 内にワイヤ (例示しているのは図1(b)のワイヤ100c) を挟持して、例えば図1 のフラックス106 が内部に充填されたワイヤ100cを伸線する。この際、前記した図2 のボルト11a 、11b 、11c 、11d によって、ローラ2a、2bのローラ軸方向( 図の上下方向) の位置調整を行なう。また、図2 のボルト12a 、12b 、および 13a、13b 、13c 、13d によって、ローラギャップ (図の左右方向) の調整を行なう。
【００６１】
以上の好ましい基本構成であれば、後述する設計条件をも含めて、一体型の矩形枠体9a、9b、9c、9dの必要剛性と、それに伴う、伸線時のローラダイス1 の固定強度が基本的に確保されやすい。したがって、高強度の溶接用ワイヤの伸線であっても、一体型の矩形枠体9a、9b、9c、9dの変形が防止できる。また、これによって、ローラダイス1 の固定強度を高め、高強度の溶接用ワイヤの伸線であっても、伸線速度や形状精度を向上させることができる。
【００６２】
線引き装置4aにおけるローラダイス1 の固定強度 (剛性) は、これらローラダイス1 、ベアリングボックス7 、ベアリング固定用梁8 、矩形枠体9 の構成要素自身の強度、矩形枠体への固定強度、及び矩形枠体の強度が互いに相乗されて決まる。本発明では、これらの要素の内、特に、最も影響が大きい一体型の矩形枠体9 の強度 (剛性) を前記所定のレベルに高めて、ローラダイス1 の固定強度を高めている。したがって、線引き装置4aがこのような好ましい基本構成であっても、後述するように、一体型枠体の伸び量が150 μm を越えて剛性が低下した場合には、特に高強度の溶接用ワイヤの伸線時の一体型の枠体の剛性とローラダイスの固定強度が不足する。
【００６３】
(ローラダイス線引き装置列) 
このような構成の線引き装置4aを実際にFCW 製造のために、ワイヤの伸線に用いる場合には、図4 に示すように、溶接用ワイヤ100 c に対して直列に複数個配置した線引き装置列 (群)4として用いる。図4 の場合には、フラックス入り溶接用ワイヤ100cを形状精度良く伸線するために、同じ構成で、かつローラ2a、2bの向きを互いに90度ずつ角度をずらした線引き装置4aを4 個、交互に配置している。そして、これら各々の線引き装置4aの固定シャフト用孔( 前記図2 に記載した固定シャフト用孔27) に、固定シャフト28a 、28b を貫通させて、固定板29 (線引き装置4aの底部の支持部を含めて L字状を有する) に固定するとともに、線引き装置4 として一体化させている。なお、図4 における伸線方向は図の右から左への方向となる。
【００６４】
(ローラダイス枠体剛性) 
ローラダイスを支持する枠体における剛性について説明する。
本発明を特徴づけるローラダイスを支持する前記一体型の枠体は、伸線時のローラダイスの剛性を確保する重要な役割を果たす。この一体型の枠体の剛性が低い場合、一体型の枠体は容易に変形し、変形量が大きくなる。このため、ローラダイスの固定強度も低く、変形しやすくなり、ローラ自身が伸線の際の回転時に振動しやすくなる。これにより、伸線の際の溶接用ワイヤの振動が励起され、ローラの型孔と断続的に接触し、溶接用ワイヤ表面に打痕傷が発生する。したがって、溶接用ワイヤの線径精度や形状精度が出なくなる、ワイヤの肌荒れが生じる、などの問題が起こり易くなる。特に高強度の溶接用ワイヤの伸線ほどこの傾向が強い。このため、特に高強度の溶接用ワイヤの伸線はできない、あるいは例えできても、伸線速度を低くせざるを得なくなる。
【００６５】
これに対し、本発明の好ましい態様のように、一体型の枠体の剛性を高めることで、伸線時の負荷に対し、枠体の変形が防止できる。これによって、ローラダイスの固定強度を高め、高強度の溶接用ワイヤの伸線であっても、伸線速度や形状精度を向上させることができる。
【００６６】
一体型の枠体の剛性は、図6(a)に示すような引張試験装置20を用いて、線引き装置の内の一体型の枠体のみの引張試験を行い、この枠体単独の伸び量で表す。この計測方法と伸び量とが最も計測が簡便であり、実際の高強度の溶接用ワイヤの伸線における高速度化と高精度化と良く対応する。
【００６７】
引張試験の際の枠体に負荷する引張荷重は、実際に使用する線引き装置から、ローラダイスやベアリングボックスなどの枠体の支持対象物を取り外し、一体型の枠体のみに対し、ローラダイスのワイヤへの荷重方向に10000N( ニュートン) の引張荷重を、枠体の中央部に付加して拡張した際の、枠体の伸び量を計測する。この一体型の枠体のみの、そして枠体中央部の伸び量は、一体型の枠体が最も大きく変形する最大変形量を示している。枠体の伸び量を計測するに際して、敢えて、ローラダイスやベアリングボックスなどの枠体の支持対象物を取り外したのは、これら支持対象物による枠体剛性への影響を排除して、高強度の溶接用ワイヤの伸線状態に大きく寄与する枠体のみ( 枠体単独) の剛性を評価するためである。
【００６８】
図6(a)の引張試験装置20は、基本的には、基台22上に設置された枠体24と、この枠体24に垂直方向に設置された引張試験機21a 、21b から構成され、通常の引張試験機と基本的に同じ構成である。要は、通常の引張試験片が、線引き装置の一体型枠体に置き替わった点のみが相違し、この一体型枠体の引張試験のための上下取り付け乃至固定方法を、一体型枠体9 の内の枠体9d、9b側の中央部 (一体型枠体9 の上下軸心) に設けたボルト23a 、23b によっている点が相違する。なお、図6(a)の測定用の一体型枠体9 は、引張荷重方向を、ローラダイス線引き装置のワイヤへの荷重方向とするため、前記図2 に示した一体型枠体9 の向きに対し、90度横に傾けた状態としている。
【００６９】
図6(b)に、この一体型枠体9 の平面図 (上方から一体型枠体9 を見た図) を示す。図6(b)のように、一体型枠体9 の上下軸心あるいは上下軸心に近い位置である、枠体9dの中央部c で引張荷重を負荷する。この枠体9dの中央部c に、既に線引き装置としての位置調整用のボルトなどがある場合には、上記引張試験用の固定ボルト23a の代わりに、これを利用して固定すれば良い。また、このような引張試験用の固定ボルトやボルト孔が無い場合には、枠体9dの中央部c に、引張試験用の固定ボルト23a を挿入する孔を新たに設ける。これは他方の枠体9bの場合も同様である。なお、これらいずれの場合でも、引張試験用の固定ボルトは10000Nの引張荷重に十分耐える太さなり強度を有する必要があることは言うまでもない。
【００７０】
そして、引張り荷重を負荷する前の枠体9 中央部の (枠体9 の上下軸心方向の) 枠体の外形距離をL0、引張り荷重を負荷した後の枠体中央の枠距離をL1として、L1−L0を求めて、枠外形距離の伸び量とする。この一体型の枠体9 のみの伸び量は、前記した通り、一体型の枠体9 が最も大きく変形する最大変形量を示している。この距離L0、L1はマイクロメータ、レーザ式距離測定器、ダイヤルゲージ、歪み式ギャップ測定器、等を用いてμm 単位で測定する。
【００７１】
本発明では、このような引張試験における一体型枠体の伸び量が20〜150 μm の範囲の高剛性を有することが好ましい。例えば、伸線工程における複数群のローラダイスの内、例え1 群 ( 1列) のローラダイスでも、その一体型枠体の伸び量が150 μm を越えた場合、特に高強度の溶接用ワイヤを伸線する場合に、一体型の枠体の剛性とローラダイスの固定強度が不足する。このため、伸線時のワイヤに打痕疵が発生する、線径精度や形状精度が出なくなる、ワイヤの肌荒れが生じるなどの問題が起こり易くなる。特に高強度の溶接用ワイヤの伸線ほどこの傾向が強い。このため、特に高強度の溶接用ワイヤの伸線では、伸線できない、あるいはできても、伸線速度を低くせざるを得なくなる。この結果、特に高強度の溶接用ワイヤの伸線において、高速度化と高精度化 (高形状精度化) とが両立できない。
【００７２】
一方、一体型枠体の伸び量が20μm 未満では、比較的伸線しやすい、軟鋼フープのFCW などの伸線であっても、ローラダイスへの負荷が高まりすぎる。このため、ローラダイスがWC-Co 系超硬製であっても、ローラダイスの疲労強度が低下し、破壊されやすくなり、寿命が大幅に低下する。したがって、一体型枠体の伸び量は20〜150 μm の範囲とする。
【００７３】
本発明で用いるローラダイス (線引き装置) はこのような構成のため、単一の小径孔中にワイヤを通す孔ダイスを用いた伸線に比して、ダイス面における潤滑層に負荷される剪断力は比較的小さく、潤滑被膜切れの問題が発生しにくい。また、伸線の潤滑を水素増加の問題がない非水素系の無機乾式潤滑剤によって行なう場合にも、孔ダイスのような、この潤滑剤の固化、目詰まりの問題が発生しない。
【００７４】
(ローラダイス材質) 
本発明で使用するローラダイス1 ( ローラ2a、2b) は、超硬製 (超硬材料製) からなることが好ましい。これ以外の材料では、特に高強度で高速の溶接用ワイヤ伸線では、ローラダイスの疲労強度が低下し、破壊されやすくなり、寿命が大幅に低下する可能性が大きい。この超硬材料としては、WC基超硬合金製、TiC 基超硬合金製、TiCN基サーメット製などがあり、これら超硬材料に、ZrC 、HfC 、TaC 、NbC 、VC、Cr3C2 などが適宜分散されるとともに、バインダーとしてCoおよび/ またはNiで焼結したものなどが多々ある。
【００７５】
ただ、本発明で使用するローラダイス1 には、これら超硬材料の中でも、粒径が0.1 〜20μm の微細なWC粒子を、バインダーとしてのCo、またはCoおよび Ni で焼結した組成のものが好ましい。このようなWC基超硬合金であるWC-Co 系超硬材料からなるローラダイスは、硬度や剛性が高く、伸線に用いたした場合、ワイヤ供給性の低下が無く、鋼フープの硬度が高くなっても、伸線後のFCW 表面の仕上がり性が確保され、FCW のワイヤ供給性が向上する。したがって、孔ダイスに比しても、高速および連続しての伸線が可能となる。因みに、本発明では、後述する実施例で、バインダー成分が10質量% 、WC粒子が90質量% の組成のものを用いたが、好ましい配合成分範囲としては、バインダー成分が5 〜15質量% 、WC粒子が85〜95質量% である。
【００７６】
なお、このことは、本発明で使用する前記各孔ダイスについても同じことが言える。したがって、本発明で使用する前記各孔ダイスについても、超硬材料製、中でもWC-Co 系超硬材料製が好ましい。
【００７７】
(仕上げ伸線後のワイヤ表面硬度) 
この際、通常の軟鋼板製の鋼帯であれば、仕上げ伸線後のワイヤ（鋼フープ）の表面を、ビッカース硬度で170 〜240Hv の範囲の硬度を有するようにすれば、伸線後のFCW 表面の仕上がり性が確保され、摩擦係数が低くなるため、FCW のワイヤ供給性が向上する。本発明で使用するWC基超硬合金からなるローラダイスであれば、このようなビッカース硬度範囲が得やすい。ビッカース硬度で170Hv 未満では、FCW の腰が弱くなり、ワイヤ供給性が低下する。逆に、ビッカース硬度で240Hv を越えた場合、FCW が折れやすくなり、スプール巻きの始端( 巻き始め側) で折れるとFCW の巻き替えトラブルとなる。
【００７８】
本実施態様では、仕上げ伸線を除く、伸線工程の各工程において、一貫して超硬材料製からなるローラダイスで行なっている。しかし、これら高速および連続しての伸線あるいは成型に大きく影響しない部分や工程での、超硬材料製からなるローラダイス以外の、ダイスやロール材料の使用を妨げない。
【００７９】
(低水分化、低水素化対応) 
以上説明した、高速かつ連続的で、効率的なFCW 製造工程を前提に、FCW に含まれる各水素源からの水素を抑制する、好ましくは、前記伸線後のワイヤ全体の (フラックス中に含まれる、およびワイヤ表面に付着する) 水分量を500ppm以下とするための、更なる制御手段について以下に説明する。
【００８０】
FCW に含まれる水素源としては、以下のようなものが想定される。
（１）外皮の鋼フープ内部の原子状水素、及び鋼フープ表面の防錆油、加工油などに組成上含まれる水素。
（２）内包フラックス（金属粉、酸化物粉、鉱石粉）の結晶水、及びフラックスが元々吸湿あるいは吸着している水分に起因する水素。
（３）FCW 製造過程でワイヤに吸湿あるいは吸着する水分に起因する水素。
（４）FCW 製造の伸線加工用潤滑剤に起因する水素源。例えば、無機系固体潤滑粉の結晶水及び吸着水と、油性潤滑剤の含有水素。
（５）ワイヤ表面に塗油する送給性向上のための潤滑油、防錆油等の含有水素。              
【００８１】
一般的に、より優れたワイヤ送給性を確保しようとするFCW は、ワイヤ表面に何らかの水素含有潤滑剤皮膜を設けることが必要不可欠である。このため、上記（５）に起因する水素源は必要最小限のものとして避け難い。従って、低水素であって且つ送給性の良好なFCW を製造しようとすると、上記（１）〜（４）あるいは上記（５）までを含めて、各水素源からの水素を総合的に抑制する必要がある。
【００８２】
各水素源の内、上記（１）の水素を低減するために、上記図1 の実施態様ではコイル状の帯鋼100 を先ず洗浄脱脂工程102 によって予め洗浄脱脂した。
また、上記（２）の供給フラックスに起因する水素を低減するために、供給前のフラックスフィーダー105 上で、供給中に乾燥させた。
更に、上記（３）のFCW 製造過程でワイヤに吸湿あるいは吸着する水分に起因する水素を低減するために、ローラダイスを用いて伸線速度を高めた。そして前記した通り、帯鋼の厚みt に対する帯鋼の幅W の比t/W を好ましくは前記一定の範囲とすることも上記（３）の水素を低減することに寄与する。
そして更に、上記（４）のFCW 製造の伸線加工用潤滑剤に起因する水素を低減するために、無機乾式潤滑剤として、非水素系の２硫化モリブデンを用いた。
【００８３】
これらの水素低減手段の他に、更に、前記（３）のFCW 製造過程でワイヤに吸湿あるいは吸着する水分に起因する水素を低減するために、上記伸線工程における、伸線開始から伸線終了までの (仕上げ伸線前までの) いずれかの部分で、ワイヤの表面温度を90〜250 ℃に範囲に保持することが好ましい。伸線工程におけるワイヤの表面温度を一旦90℃以上に短時間保持することで、雰囲気中に水分が通常量含まれていたとしても、言い換えると、雰囲気中の水分量を低減する雰囲気制御を行なわずとも、水分が蒸発し、伸線中にワイヤ中のフラックスに吸湿あるいは吸着する水分量が少なくなる。
【００８４】
このワイヤの表面温度は、接触式熱電対温度計[ 例えば安立計器 (株) 製温度測定器:HET-40(E)、測定部: 移動. 回転表面温度測定用センサSE9845] により、直接測定できる。
【００８５】
ワイヤ中のフラックスはワイヤに充填後、成型および伸線によって縮径される度に、加工度が上がり、加工熱によるフラックスの酸化や粉化などの化学的あるいは物理的な変質が進むため、ワイヤのトータル水分量が増加しやすい性質を有する。この点、伸線工程での上記温度制御が、伸線後のワイヤ全体の水分量を500ppm以下とするために大きく寄与する。
【００８６】
このワイヤ全体の水分量は、JIS K0113 に規定されている、K.F.( カールフィッシャー) 水分測定法により測定できる。即ち、試料ワイヤを750 ℃に加熱し、キャリアガスを酸素として、試料ワイヤから水分を抽出し、この抽出水分を電量滴定法を用いて測定する。因みに、この方法におけるキャリアガスをアルゴンとして測定した水分量W2と、前記キャリアガスを酸素とした水分量W1との差(W1 −W2) は、有機物由来の水素原子状態で、ワイヤ表面や内部 (フラックスなど) に存在していた水素が酸化されて水になり、検出された分 (有機物由来の水分) を表す。
【００８７】
一方、フラックスの吸湿防止にはワイヤの表面温度を250 ℃を越えて高温とする必要は無い。伸線工程におけるワイヤの表面温度が250 ℃を越えた場合、フラックス中に含まれる金属粉が酸化する可能性が高い。また、伸線性、伸線効率も著しく低下する。一度フラックスが酸化してしまうと、その後に吸湿し易くなり、却ってワイヤ水素が増加してしまうことにもつながる。また、溶接時に当初設計の脱酸性能が得られないで、溶接金属の酸素量が増加し、機械的性能（衝撃値等）に悪影響を及ぼす。
【００８８】
ここで、具体的なワイヤの温度保持のための制御手段としては、昇温のためには、伸線釜内に40〜70℃の温水を吹き付けるなど、伸線釜内を比較的高温とし、伸線加工発熱との相乗作用とで、定常的に90℃以上のワイヤ温度を得る。また、伸線加工発熱が大きく、250 ℃以下にワイヤ温度を下げる必要がある場合には、伸線加工の潤滑性の良好化のためにも、伸線釜から加工発熱を抜熱すべく、釜内を水冷する。このワイヤの温度保持は短時間で、また、伸線工程で複数回、あるいは繰り返して行なっても良いが、このための特別の保温手段を設ける、あるいは伸線中のワイヤの伸線速度を低下させて行なう、などの必要は無い。
【００８９】
なお、上記伸線工程におけるワイヤの表面温度を上記適正な温度範囲とするために、フラックスを内包（充填）する直前の外皮フープ（帯状鋼）も加熱しておいても良い。このために、鋼帯のＵ字状成型など、鋼帯の成型工程出口のＵ字状成型鋼帯温度が60〜150 ℃の範囲にあれば、上記伸線工程におけるワイヤの表面温度を上記適正な温度範囲とできる。
【実施例１】
【００９０】
以下に、本発明の実施例を説明する。前記図1(a)に示したFCW 製造工程において、表1 に示す成分のの各軟鋼板製帯鋼 (フープ) を用い、表2 に示す成分のフラックスを用い、表3 に示す各潤滑剤を用いて、1.2mm Φの製品径のFCW を製造した。この際、表4 、5 に示すように、帯鋼の厚みt と幅W との比t/W を(12 〜14mmの幅と、0.85〜1.4mm の厚みの範囲から) 種々変え、また、二次伸線条件を表4 、5 に示すように変えてFCW を製造した。なお、表4 は発明例、5 は比較例を各々示す。
【００９１】
ここで、このFCW の生産の環境として、空調が無いため、あるいは元々環境的に、ワイヤ伸線工程雰囲気中の水分量が多い場合を想定し、伸線中のワイヤフラックスの吸湿防止には不利な条件を選択した。より具体的には、ワイヤ伸線工程雰囲気中の温度を30℃、湿度を80% と、空調が整った通常のFCW の生産環境よりも高めの条件とした。
【００９２】
図1(a)における二次伸線前まで、即ち、帯鋼100 の洗浄脱脂工程102 からローラダイスによる一次伸線工程201 〜206 までは、各例とも同じ条件とした。この際、 U字状成型帯鋼への充填フラックスはフィーダー上で200 ℃で乾燥した。このU 字状帯鋼(4.6〜4.8mm Φ) から共通して、2.2mm Φの管状ワイヤへ成型した。そして、一次伸線は2.2mm Φの管状ワイヤから1.6mm Φのワイヤに伸線した。
【００９３】
更に、ローラダイス二次伸線工程401 〜405 は、孔ダイス501 による仕上げ伸線を行なう場合は、1.6mm Φのワイヤから1.3mm Φの製品径に近いワイヤまでの伸線を行ない、孔ダイスにて1.2mm Φの製品径ワイヤ(FCW) までの伸線を行なった。また、孔ダイス501 による仕上げ伸線を行なわない場合は、1.2mm Φの製品径ワイヤ(FCW) までの伸線をローラダイスにより行なった。なお、表5 の比較例36〜39は、この二次伸線工程を5 列( 段) の孔ダイス伸線機により行ない、後は発明例と同じ条件でFCW を製造した。
【００９４】
なお、ローラダイス二次伸線工程において、ローラダイス205 と206 の伸線釜内に40〜70℃の温水を吹き付け、伸線釜内を比較的高温とし、伸線加工発熱との相乗作用とで、ローラダイス205 と206 の伸線釜内で、ワイヤを150 〜180 ℃の温度に一旦加熱保持した。
【００９５】
伸線後のワイヤ表面からの潤滑剤除去は、図1(a)の潤滑剤除去手段115 ＋108 により行い、ワイヤ送給用潤滑剤の塗油は静電塗油手段109 によりナタネ油を塗布し、図1(a)の通り、二次伸線工程と同じインラインで行ない、製品FCW として巻き取った。
【００９６】
また、一次および二次のローラダイス伸線工程では、全て図2 に示した高剛性のローラダイスを用いた。ローラダイスの材質、孔ダイスの材質とも、平均粒径が1 μm の微細なWC粒子をバインダーとしてCoで焼結したWC-Co 系組成のものを用いた。この際、各例とも、伸線工程におけるローラダイスの一体型の矩形枠体の剛性を、前記図5 に示した矩形枠体の引張試験による伸び量で40μm の高剛性とした。但し、表4 、5 の発明例12、13、比較例25、26、27だけは、二次伸線の内、最も伸線速度が速くなるローラダイス405 のみの前記矩形枠体の伸び量を変えて伸線した。
【００９７】
そして、この条件下で、安定して伸線可能な最高の二次伸線速度を計測した。また、巻き取り後のFCW の形状精度 (真円度) 、FCW 表面 (但し表4 、5 には伸線後のワイヤ特性として記載) のビッカース硬度 (硬度測定に際し、全ての油分は予め除去) 、伸線後のワイヤの水分量と、伸線後のワイヤの残留伸線潤滑油量 (ワイヤ10kg当たりの硫黄のg 数) 。これら伸線後のワイヤの測定用試料のサンプリングは、孔ダイス伸線501 後で、潤滑剤除去工程108 までの工程において、伸線後のワイヤの最終端より行なった。
【００９８】
FCW の真円度は東京精密社製のRONDCOM30B真円度計にて測定し、真円度が±5 μm 未満のばらつきのものを○、±5 〜10μm のばらつきのものを△、±10μm を越えるばらつきのものを×と評価した。
FCW 中のフラックスの水素量と水分量とは、前記したK.F.( カールフィッシャー) 水分測定法にて、全量を水分量に換算して測定した。
FCW の残留伸線潤滑油量は、FCW 後端側の長手方向に100mm 間隔を開けた50箇所から試料を採取し、ワイヤ表面を有機塩素系あるいは有機弗素系の溶媒で抽出して、その硫黄濃度を赤外線吸収法分析法により各々計測し、FCW の硫黄付着量として平均化した上でワイヤ10kg当たりに換算した。これらの結果を各々表4 、5 に示す。
【００９９】
また、これらFCW のワイヤ供給性と軟鋼板(1mmt)同士の突き合わせ溶接時の溶接性について評価した。ワイヤ供給性については、図6 に示したワイヤ供給機を用い、2 箇所の曲がり部106 を有する場合のCO2 ガスシールド溶接機107 へのワイヤ供給性を評価した。CO2 ガスシールド溶接の条件は、溶接電流: 300 A 、溶接電圧:32V、溶接速度:30cm/min.、CO2 シールドガス25L/min.とした。
【０１００】
そして、ワイヤ供給性について、ワイヤ供給が途切れずに行なえたものを○、溶接作業中に1 〜2 回程度ワイヤ供給が途切れかけたが溶接作業は途切れずに行なえたものを△、溶接作業中に頻繁にワイヤ供給が途切れ、溶接作業が中断したものを×として評価した。
【０１０１】
FCW の溶接性については、アーク安定性と、溶接部をミクロ観察して、溶接部に溶接欠陥が生じているか否かで評価した。アーク安定性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○、一部アークが安定しなかったものを×、一貫してアークが安定しなかったものを×、と各々評価した。溶接欠陥は、気孔や溶接欠陥が全くないものを○、溶接欠陥とは言えないが気孔が若干あり、継ぎ手部の靱性を若干低下させると予測されるものを△、溶接欠陥とは言える気孔が多数発生しているものを×として評価した。これらの結果も各々表4 、5 に示す。
【０１０２】
表4 、5 から明らかな通り、伸線工程において、２硫化モリブデンなど、硫黄系の極圧剤を含む伸線潤滑剤を用い、製品径までのワイヤ伸線をWC-Co 系超硬材料製ローラダイスにて全て行い、伸線ワイヤから前記潤滑剤を物理的手段により除去するとともに、ワイヤ送給用潤滑剤をワイヤ表面に塗油した工程を全てインラインにて行なった発明例1 〜24は、各例とも、基本的には、FCW が良好な送給性と溶接性とを兼備し、更に二次伸線速度も速い。
【０１０３】
但し、本発明の好ましい条件や条件範囲を外れる発明例は、この条件内や条件範囲内の発明例に比して、FCW の送給性や溶接性、あるいは二次伸線最高速度が比較的劣っている。
【０１０４】
帯鋼の厚みt と幅W との比t/W が0.05と比較的小さい発明例1 は、伸線の加工に耐える強度を保持できず、断線しやすくなるため、t/W が0.06の発明例2 に比して、最高伸線速度が比較的小さい。このため、伸線時間が長くなり、ワイヤの水分量が若干多くなっている。発明例1 の溶接性評価では溶接部の気孔欠陥は生じていない。しかし、この水分量増加の傾向は、上記したように、ワイヤ伸線工程雰囲気中の水分量が更に多い場合に、伸線中におけるワイヤ水分吸着量が溶接欠陥を生じる程度に増す可能性が高いことを示している。また、ワイヤ送給性も低下する可能性がある。
【０１０５】
一方、逆に、帯鋼の厚みt に対する帯鋼の幅W の比t/W が0.13である発明例4 は、t/W が0.12の発明例3 に比して、最高伸線速度が同程度であるのに、ワイヤの水分量が若干多くなっている。これは、前記した通り、ワイヤ伸線工程におけるワイヤ充填 (内包) フラックスの粉化 (微細化) が過度に進むため、ワイヤの吸湿性が増したためと考えられる。発明例4 の溶接性評価では溶接部の気孔欠陥は生じていないが、フラックスの表面積が更に増加する伸線条件や、ワイヤ伸線工程雰囲気中の水分量の微量化制御が難しいような場合に、伸線中におけるワイヤ (フラックスの) 水分吸着量が溶接欠陥を生じる程度に増す可能性が高い。
【０１０６】
二次伸線時にローラダイスの加工量を制御して、仕上げ伸線後のワイヤ表面硬度を170Hv と比較的低くした発明例6 は、FCW の腰が弱くなり、ワイヤ供給性が低下している。一方、伸線時にローラダイスの圧下量を制御して、仕上げ伸線後のワイヤ表面硬度を240Hv と比較的高くした発明例7 も、ワイヤ供給性が低下している。
【０１０７】
伸線後の残留伸線潤滑剤付着量が0.5g/ ワイヤ10kgと比較的少ない発明例8 は潤滑剤付着量が比較的多い他の発明例に比して、二次伸線最高速度が小さくなっている。このため、二次伸線最高速度が速い他の発明例に比して、ワイヤ全体のの水分量が若干増加している。但し、発明例の溶接性評価では溶接部の気孔欠陥は生じていない。しかし、この水分吸着量増加の傾向は、FCW の生産の環境によって、特に、ワイヤ伸線工程雰囲気中の水分量の微量化制御が更に難しく、ワイヤ伸線工程雰囲気中の水分量がより多いような場合に、伸線中におけるワイヤ水分量が溶接欠陥を生じる程度に増す可能性が高いことを示している。
【０１０８】
逆に、伸線工程における潤滑剤付着量が3.0g/ ワイヤ10kgと比較的多い発明例9 は、潤滑剤付着量が比較的少ない他の発明例に比して、溶接時のアーク安定性が比較的劣る。これは、上記インラインの潤滑剤除去工程よってもアーク安定性に影響する潤滑剤量がFCW 表面に若干の残留したためと考えられる。
【０１０９】
二次伸線工程におけるローラダイス205 と206 の伸線釜内で、ワイヤを150 〜180 ℃の温度に一旦加熱保持しなかった発明例10は、ワイヤを加熱保持した他の発明例に比して、ワイヤの水分量が若干増加している。これは、他の発明例と二次伸線最高伸線速度の差はあまり無いので、伸線工程におけるワイヤの水分の吸湿性に差が生じたためと考えられる。なお、発明例10の溶接性評価では溶接部の気孔欠陥は生じていない。しかし、この水分吸着量増加の傾向は、上記した通り、ワイヤ伸線工程雰囲気中の水分量が更に多くなった場合に、伸線中におけるワイヤ水分量が溶接欠陥を生じる程度に増す可能性が高いことを示している。
【０１１０】
孔ダイス501 によって仕上げ伸線されない発明例11は、ワイヤ送給性には影響が無いものの、他の条件が同じ発明例に比して、ワイヤの真円度などの形状精度が比較的劣る。但し、伸線速度がより高速化されるなど、ワイヤの形状精度にとって伸線条件が厳しくなった場合には、ワイヤ送給性が低下する可能性が高いことを示している。
【０１１１】
ローラダイスの一体型の矩形枠体の剛性を、前記引張試験による伸び量で150 μm と、比較的低くした発明例13は、同じく矩形枠体の剛性伸び量で160 μm とより低くし、他の条件を同じとして矩形枠体の剛性をより低下させた表5 の比較例25〜27よりは、伸線速度が速い。しかし、矩形枠体の剛性がより高い他の発明例よりも、伸線速度が遅くなっている。これは、伸線速度を上げた場合、ダイスに振動が発生したため、ワイヤの打痕疵発生を防止するために、また、形状精度を確保するために、伸線速度を遅くせざるを得なくなったからである。
【０１１２】
ローラダイスの一体型の矩形枠体の剛性を、前記引張試験による伸び量で150 μm を越えて低くした表5 の比較例25〜27は、伸線速度を速くできず、著しく遅い。しかも、この遅い伸線速度でも、ワイヤの打痕疵が発生し、形状精度が確保できていない。このため、ワイヤ送給性も低く、溶接作業自体ができなかった。したがって、溶接性の評価もできなかった。
【０１１３】
一方、ローラダイスの一体型の矩形枠体の剛性を、前記引張試験による伸び量で20μm と、比較的高くした発明例12は、伸線速度を高速化した場合に、ローラダイスへの負荷が高まる。伸線中にこのローラダイスの疲労強度が低下し、WC-Co 系超硬工具製ローラダイス表面が荒れるために、安定して伸線できるワイヤ量を確保するために、伸線速度を比較的遅くせざるを得なかった。したがって、高強度の溶接用ソリッドワイヤのローラダイスによる高速伸線における、線引き装置の一体型の枠体の剛性である、前記枠体の伸び量の臨界的な意義が分かる。
【０１１４】
更に、鋼帯の成分とフラックス成分との組み合わせと、更に伸線潤滑剤の種類を表3 に示すA 〜E まで種々変えて、他の伸線条件を同じとした発明例14〜24は、全て同様の好ましい結果が得られている。
【０１１５】
これに対し、硫黄系の極圧剤を含まない表3 に示すF 、G の伸線潤滑剤を用いた比較例28〜35は、遅い伸線速度でも、ダイス振動やワイヤの打痕疵が発生し、伸自体ができなかった。
【０１１６】
また、本発明の硫黄系の極圧剤を含む表3 にA 、B 、D に示す種々の伸線潤滑剤を孔ダイス伸線に用いても、二次伸線に孔ダイスを用いた比較例36〜39に示す通り、遅い伸線速度でも、ダイス振動やワイヤの打痕疵が発生して、伸線自体ができなかった。
【０１１７】
したがって、以上の結果から、管状成型ワイヤから略製品径のワイヤまでの伸線をローラダイスにて全て行うことを可能とし、本発明の硫黄系の極圧剤を含む伸線潤滑剤を用いる限り、形状精度や溶接特性を確保した上で、伸線速度を速くできることが分かる。また、シームを有するフラックス入り溶接用ワイヤの良好な送給性と低水素特性、また伸線速度などのローラダイス伸線性に対する、本発明の要件および本発明の好ましい要件の意義が分かる。
【０１１８】
【表１】
2005074438.tif 000003
【０１１９】
【表２】
2005074438.tif 000004
【０１２０】
【表３】
2005074438.tif 000005
【０１２１】
【表４】
2005074438.tif 000006
【０１２２】
【表５】
2005074438.tif 000007
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
本発明によれば、良好な送給性と低水素特性とを兼備したシームを有するフラックス入り溶接用ワイヤの伸線性に優れた製造方法を提供できる。特に、ワイヤ伸線工程雰囲気制御が難しく、雰囲気中の水分量が多い場合でも、伸線中におけるワイヤ (フラックスの) 水分吸着量を含め、シームを有するフラックス入り溶接用ワイヤの水分あるいは水素量を低減でき、溶接気孔欠陥を防止した製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】図1(a)は本発明シーム有りフラックス入り溶接用ワイヤの製造方法の工程概略を示す説明図、図1(b)は図1(a)の各成型工程におけるフープの断面形状を示す説明図である。
【図２】本発明で用いるローラダイス線引き装置の一実施態様を示す正面図である。
【図３】図２の線引き装置におけるローラダイスの要部拡大正面図である。
【図４】伸線に用いるローラダイス線引き装置列を示す正面図である。
【図５】ローラダイス枠の引張試験装置を示す正面図である。
【図６】ワイヤ送給装置を示す正面図である。
【符号の説明】
【０１２５】
100：帯鋼、102 : 洗浄脱脂工程、103a、103b: 潤滑剤塗布工程、
104a 、104b: 成型ローラ列 (群) 、105:フラックス供給装置、
106: フラックス、107:伸線ワイヤ、 108: 潤滑剤除去手段、109:塗油手段、
110:FCW、111:キャプスタン、113:ワイヤ送給用潤滑剤、114:シーム、
115: 潤滑剤除去手段、501:孔ダイス、 201〜206:ローラダイス列 (群) 、
401〜405:ローラダイス列 (群) 、
【図１】
2005074438.tif 000008
【図２】
2005074438.tif 000009
【図３】
2005074438.tif 000010
【図４】
2005074438.tif 000011
【図５】
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【図６】
2005074438.tif 000013