(57)【要約】【課題】ワイヤの送給性、ワイヤ狙い位置精度、および溶滴の発生量を適正化して溶接作業性に優れた溶接ワイヤを提供する。【解決手段】  以下の要素ア〜オを備えていることを特徴とする溶接ワイヤｗ。  ア：ワイヤの長手方向と直交する振幅（Ｗ）が６０〜１００ｍｍである。  イ：ワイヤの長手方向に沿った捻りのピッチ（Ｐ）が２５００ｍｍ以下である。  ウ：上記ピッチ（Ｐ）／振幅（Ｗ）の比（Ｐ／Ｗ）が１７以上である。  エ：ワイヤの引張強さが１０００〜１３００ＭＰａである。  オ：ワイヤ１０ｋｇ当たりの表面に塗布された油量が０．１５〜０．３０ｇである。【選択図】  図２
2013255935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の要素ア〜オを備えていることを特徴とする溶接ワイヤ。
ア：ワイヤの長手方向と直交する振幅（Ｗ）が６０〜１００ｍｍである。
イ：ワイヤの長手方向に沿った捻りのピッチ（Ｐ）が２５００ｍｍ以下である。
ウ：上記ピッチ（Ｐ）／振幅（Ｗ）の比（Ｐ／Ｗ）が１７以上である。
エ：ワイヤの引張強さが１０００〜１３００ＭＰａである。
オ：ワイヤ１０ｋｇ当たりの表面に塗布された油量が０．１５〜０．３０ｇである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ＭＩＧ溶接やＭＡＧ溶接などに用いられ、ワイヤの送給性、ワイヤ狙い位置精度、および溶接作業性に優れた溶接ワイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
溶接ワイヤの使用量が比較的多い溶接現場では、該ワイヤの交換頻度を減らすため、全体が円筒形状となるように中心側の内筒と外周側の外筒との間に、溶接ワイヤに捻りを与えつつ螺旋形状に巻き付けて収納したペイルパックが用いられている。係るペイルパックから溶接ワイヤを引き出した際に、該ワイヤは、その長手方向に対しほぼ一定ピッチの波打ち形状となって溶接トーチ側に送給される。
上記波打ち形状による影響を抑え、溶接時において良好な送給性を得るため、互いに隣接する波頂の間の距離（ピッチ）と、波の振幅とを、それぞれ直径との関係で規定した溶接ワイヤが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
更に、溶接時の送給性に優れ、且つアークストップおよびアーク途切れが生じないように、ワイヤの表面に一定の体積抵抗率以下の油を、所定の分布密度で塗布したガスシールド溶接ワイヤが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
しかし、前記特許文献１の溶接ワイヤでは、ワイヤが比較的小さい波形状となって、いわゆる小曲がりによるチップ詰まりを生じ易いため、溶接作業性が悪く実用的ではない、という問題があった。
一方、前記特許文献２の溶接ワイヤでは、アークストップやアーク途切れをある程度防止できる反面、ペイルパックから引き出して溶接対象部に対して送給した際に、ワイヤ狙い位置の精度が不安定となる場合がある、という問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１５０４９２号公報（第１〜４頁、図１，２）
【特許文献２】特開２０００−６１６８８号公報（第１〜４頁、図１，２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、背景技術において説明した問題点を解決し、ワイヤの送給性、ワイヤ狙い位置精度、および溶滴の発生量が適正化となるような溶接作業性に優れた溶接ワイヤを提供する、ことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するため、発明者らによる鋭意研究の結果、溶接ワイヤが呈する波形状のピッチ（Ｐ）、振幅（Ｗ）、これらの比（Ｐ／Ｗ）、溶接ワイヤの引張強さ、および該ワイヤの表面に塗布される油量を適切な範囲とする、ことにより得られたものである。
即ち、本発明の溶接ワイヤ（請求項１）は、以下の要素ア〜オを備えていることを特徴とする溶接ワイヤ。
ア：ワイヤの長手方向と直交する振幅（Ｗ）が６０〜１００ｍｍである。
イ：ワイヤの長手方向に沿った捻りのピッチ（Ｐ）が２５００ｍｍ以下である。
ウ：上記ピッチ（Ｐ）／振幅（Ｗ）の比（Ｐ／Ｗ）が１７以上である。
エ：ワイヤの引張強さが１０００〜１３００ＭＰａである。
オ：ワイヤ１０ｋｇ当たりの表面に塗布された油量が０．１５〜０．３０ｇである。
【０００７】
尚、前記「要素」は、前記ワイヤの形状、特性、あるいは性状を表示する。
また、前記振幅（Ｗ）を６０〜１００ｍｍの範囲としたのは、６０ｍｍ未満の範囲はペイルパックから引き出したワイヤでは極く希であり、一方、１００ｍｍを超えると、狙い位置精度が低下し易くなるので、これらの範囲を除くためである。
更に、前記ピッチ（Ｐ）を２５００ｍｍ以下としたのは、係るピッチ（Ｐ）が２５００ｍｍを超える溶接ワイヤを製造することは、物理的に困難なためである。
また、記ピッチ（Ｐ）／振幅（Ｗ）の比（Ｐ／Ｗ）を１７以上としたのは、この比が１７未満の比では、ピッチ（Ｐ）に対して振幅（Ｗ）が大きくなり過ぎることにより、ワイヤに過大な「うねり」が生じる事態を防ぐためである。
更に、前記引張強さを１０００〜１３００ＭＰａの範囲としたのは、１０００ＭＰａ未満の範囲では、ワイヤが不用意に変形して狙い位置精度が低下し易くなり、一方、１３００ＭＰａを超える範囲では、ワイヤの製造が困難化する、具体的には、ワイヤの巻き取りが困難化するので、これらの範囲を除いたものである。
加えて、前記油量を０．１５〜０．３０ｇ／ワイヤ１０ｋｇとしたのは、０．１５ｇ／ワイヤ１０ｋｇ未満にすると、ワイヤの送給性が低下し、これに伴ってスパッタの発生量も過多となり、一方、０．３０ｇ／ワイヤ１０ｋｇを超えた際にも、スパッタの発生量も過多となるので、これらの範囲を除いたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の前記溶接ワイヤ（請求項１）は、前記要素ア〜ウに示される範囲の形状を有し、前記要素エの範囲の引張強さを有すると共に、前記要素オの単位重量当たりの油量が表面に塗布されている。そのため、当該溶接ワイヤをペイルパックから引き出し、コンジットケーブルや先端側のコンタクトチップを含む溶接トーチの内部をスムースに送給された後、上記コンタクトチップの先端から溶接すべき狙いとする位置に対し、精度良く送給できると共に、先端から生じるアークによる溶滴が少量ずつ安定して溶接部に供給することができる。従って、ワイヤの送給性、ワイヤ狙い位置精度、および溶滴の発生量を抑え且つ適正化するように優れた溶接作業性を有する溶接ワイヤを確実に提供することが可能となる。
【０００９】
尚、前記ワイヤの線径は、０．８〜１．６ｍｍ、望ましくは、０．９〜１．４ｍｍ、より望ましくは、１．０〜１．２ｍｍの範囲である。
また、前記ワイヤの材料は、前記要素ア〜エを含む金属や合金であれば、原則として特に制限されないが、主にＦｅ系の軟鋼、炭素鋼、低合金鋼、高合金鋼、ステンレス鋼、特殊鋼なども適用され得る。
更に、前記ワイヤは、全体が円筒形状となるように螺旋形状にした収納されたペイルパックから引き出した後、コンタクトチップを含む溶接トーチから送り出され、主に、ＭＩＧ溶接や、ＭＡＧ溶接に用いられるが、これら以外の溶接方法にも適用し得る。
また、前記ワイヤの表面に塗布される油は、例えば、脂肪酸グリセリド（油脂）であり、前記ペイルに収納する前のワイヤに対し、スプレー（噴霧）によって塗布される。
加えて、前記ワイヤの狙い位置のずれは、溶接トーチ先端のコンタクトチップから該トーチの軸方向に沿って送給されたワイヤが、その軸方向に沿ったズレのない位置から、該軸方向と直交する何れかの方向に沿ったずれた最大のずれ長さと、同じ方向における最少のずれ長さとの差である。
【００１０】
ところで、前記溶接ワイヤ（請求項１）は、以下の要素ア′、イ、エ、オを備えていることを特徴とする溶接ワイヤとすることも可能である。
ア′：ワイヤの長手方向に沿った捻りのピッチ（Ｐ）が１０００〜２５００ｍｍである。
イ：ワイヤの長手方向と直交する振幅（Ｗ）が６０〜１００ｍｍである。
エ：ワイヤの引張強さが１０００〜１３００ＭＰａである。
オ：ワイヤ１０ｋｇ当たりの表面に塗布された油量が０．１５〜０．３０ｇである。
上記溶接ワイヤによれば、ピッチ（Ｐ）の下限値が１０００ｍｍと拡大されるが、該１０００ｍｍ未満において生じ易い前記ワイヤ狙い位置のずれを抑制できるので、前記溶接ワイヤと同様の効果を奏することが可能である。
【００１１】
また、本発明は、前記溶接ワイヤは、ペイルパック内において、全体が円筒形状となるように螺旋状に巻き付けて充填されており、上記ペイルパックから引き出した際において、前記要素ア〜オを備えるものである、とすることも可能である。
更に、本発明の溶接ワイヤは、前記要素ア〜オを備える溶接ワイヤを、前記ペイルパックから引き出し、且つ溶接トーチ先端のコンタクトチップの先端から１５ｍｍ低い位置にある狙いの溶接位置に送りだした際において、該溶接ワイヤにおける狙い位置のずれは、０．３０ｍｍ以下である、とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の溶接ワイヤを用いたＭＩＧ溶接の状態を示す概略図。
【図２】上記溶接ワイヤのピッチ(Ｐ)と振幅(Ｗ)を示す概略図。
【図３】（ａ），（ｂ）はワイヤ狙い位置のずれを説明するための概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下において、本発明を実施するための形態について説明する。
予め、例えば、軟鋼からなり、且つ所定の線径（１．０〜１．２ｍｍ）に仕上げ圧延された溶接ワイヤｗは、その表面に油脂（油）をスプレーされた後、図１に示すように、全体が円柱形状のペイルパック１内に収納される。該ペイルパック１は、外周側の外筒２と中心側の内筒３との間に、上記溶接ワイヤｗに捻りを与えつつ螺旋形状に巻き付けて、全体が円筒形状となるように当該溶接ワイヤｗを収納している。尚、上記油脂には、例えば、脂肪酸グリセリドが挙げられる。
前記溶接ワイヤｗは、図１に示すように、ぺイルパック１の外筒２と内筒３とに挟まれたリング状の開口部４から上向きに引き出され、互いに逆向きに回転する一対のローラ５，５（引き出し手段）間に挟まれつつ軸方向に沿って送給され、長尺で変形自在のコンジットチューブ７の内側を貫通した後、該チューブ７の先端に取り付けた溶接トーチ８から溶接対象部（図示せず）に送られる。
【００１４】
尚、図１中の符号６は、前記一対のローラ５，５を回転させるための送給モーターを示す。また、前記溶接トーチ８の先端側には、比較的細径のコンタクトチップ９が同軸で位置しており、前記溶接ワイヤｗは、該チップ９の内周面に接触しつつ外部に送給され、溶接部との間でアークａを放射しつつ溶滴となって滴下した後、溶接部において凝固することによって、溶接ビード（図示せず）となる。
前記溶接ワイヤｗは、前記ぺイルパック１から引き出された際に、図２に示すように、長手方向に沿ってほぼ一定周期の波（打ち）形状を呈する。係る溶接ワイヤｗの波形状は、主に、隣接する波頂同士間のピッチ（Ｐ）と、長手方向と直交する幅方向に沿った振幅（Ｗ）とによって表示され得る。
【００１５】
前記ピッチ（Ｐ）は、１０００〜２５００ｍｍの範囲に設定されている。その理由は、１０００ｍｍ未満のピッチ（Ｐ）では、後述するワイヤ狙い位置精度が低下し易くなり、一方、２５００ｍｍを超えると、溶接ワイヤｗ自体の製造が物理的に困難になるので、これらの範囲を除くためである。
一方、前記振幅（Ｗ）は、６０〜１００ｍｍの範囲に設定されている。その理由は、６０ｍｍ未満の振幅（Ｗ）は、前記ペイルパック１から引き出した際には極く希なため実用性がなく、一方、１００ｍｍを超えると、後述するワイヤ狙い位置精度が低下し易くなるので、これらの範囲を除くためである。
尚、前記ピッチ（Ｐ）の下限値（１０００ｍｍ）に替えて、前記ピッチ（Ｐ）と振幅（Ｗ）との比（Ｐ／Ｗ）を、１７以上としても良い。これによる場合、ワイヤ狙い位置精度を一層確実に保証することが可能となる。
【００１６】
また、前記溶接ワイヤｗの引張強度は、１０００〜１３００ＭＰａの範囲とされている。その理由は、１０００ＭＰａ未満では、当該ワイヤｗが容易に変形し得るため、次述するワイヤ狙い位置精度が低下し易くなり、一方、１３００ＭＰａを超えると、巻き取りが困難となることで実用的な製造が困難になるので、これらの範囲を除くためである。
更に、前記溶接ワイヤｗの表面に塗布する前記油脂の量は、当該ワイヤ（ｗ）１０ｋｇ当たり０．１５〜０．３０ｇの範囲である。その理由は、前記０．１５ｇ未満では、溶接ワイヤｗの送給性が低下して、先端からのスパッタ（溶滴）が過多となり、一方、０．３０ｇを超えると、やはりスパッタ（溶滴）が過多となるので、これらの範囲を除くためである。
【００１７】
図１に示すように、前記溶接トーチ８の先端側に位置するコンタクトチップ９から下側（外側）に送り出された前記溶接ワイヤｗは、前記ピッチ（Ｐ）、振幅（Ｗ）、前記比（Ｐ／Ｗ）、および、引張強度などに起因して、図３（ａ），（ｂ）に示すように、送り出した方向と直交する何れかの方向にカーブした状態となる。係るカーブにより、溶接ワイヤｗを溶接すべき狙いの位置から「ずれ」が生じるので、場合によっては、溶接不良を招く原因にもなり得る。
上記「ずれ」は、「ワイヤ狙い位置ずれ量Ｃ」として指標化される。該ワイヤ狙い位置ずれ量Ｃは、図３（ａ）に示すように、コンタクトチップ９から該溶接トーチ８の軸方向に沿って送給された溶接ワイヤｗが、その軸（Ｙ軸）方向に沿ったズレのない位置（０）から、該軸方向と直交する何れかの方向（Ｘ軸方向）に沿ったずれた最大のずれ長さＡと、図３（ｂ）に示すように、上記と同じ方向における最少のずれ長さＢとの差（Ａ−Ｂ）によって表される。そして、係る差（Ａ−Ｂ）が小さいワイヤ狙い位置ずれ量Ｃであれば、スパッタの発生量が適正で且つ良好な溶接を行い易くなる。
【００１８】
以上のように、波形状の振幅（Ｗ）を６０〜１００ｍｍ、波形状のピッチ（Ｐ）を１０００〜２５００ｍｍ、あるいは、ピッチ（Ｐ）を２５００ｍｍ以下で且つピッチ（Ｐ）と振幅（Ｗ）との比（Ｐ／Ｗ）を１７以上とし、更に、引張強さを１０００〜１３０００ＭＰａとすると共に、ワイヤ１０ｋｇ当たりの表面に０．１５〜０．３０ｇの前記油脂（油）を塗布した本発明の前記溶接ワイヤｗを用いることによって、以下のような効果を奏することができる。
即ち、前記溶接ワイヤｗによれば、前記コンタクトチップ９を含む溶接トーチ８やコンジットチューブ７内を小曲がりなどを生じることなくスムースに送給でき、ワイヤ狙い位置精度が向上し、且つスパッタ（溶滴）の発生量を適正化して凹凸ムラの少ない溶接ビードを形成できる優れた溶接作業性を得られる。
【実施例】
【００１９】
以下において、本発明の具体的な実施例を比較例と併せて説明する。
予め、直径が１．２ｍｍで且つＪＩＳ：ＹＧＷ１７相当の軟鋼からなり、外筒２の内径が５１０ｍｍ、内筒３の外径が３１０ｍｍ、且つ高さが８２０ｍｍである複数のペイルパック１内に、表１に左側に示すような、振幅（Ｗ）、ピッチ（Ｐ）、これらの比（Ｐ／Ｗ）、引張強さ（ＭＰａ）、塗布油量（ｇ／ワイヤ１０ｋｇ）である実施例１〜１１および比較例１〜７の溶接ワイヤ（ｗ）を、複数のペイルパック１内に、同じ長さで且つ同じ形状にして個別に収納した。
【００２０】
次いで、同じ引き出し手段の前記送給モーター６を含むローラ５，５、コンジットチューブ７、コンタクトチップ９を含む溶接トーチ８を用いて、軟鋼からなる一対ずつの鋼板間に設けた複数組の開先ごとに対して、前記複数種類の溶接ワイヤ（ｗ）を送給するＭＡＧ溶接を、同じ溶接条件によって同じ長さで行った。
各例の溶接ワイヤ（ｗ）ごとに、前記モーター６の負荷電流（Ａ）、スパッタ（溶滴）の発生量（ｇ／分）、ワイヤ狙い位置ずれ量（Ｃ）ｍｍを測定し、これらを表１の右側に示すと共に、これらの結果に基づいて、各例の溶接ワイヤ（ｗ）ごとの総合評価を表１の右端に表示した。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
表１によれば、前記振幅（Ｗ）が６０〜１００ｍｍ、ピッチ（Ｐ）が１０２０〜２５００ｍｍ、これらの比（Ｐ／Ｗ）が１７以上、引張強さが１０００〜１３００ＭＰａ、および表面の油塗布量が０．１６〜０．３０ｇ／ワイヤｋｇであった実施例１〜１１の溶接ワイヤｗを用いた際には、送給モーター６の負荷電流が０．８〜２．０Ａの低い範囲になり、スパッタ発生量が０．２４〜０．４６ｇ／分と比較的少なく、且つワイヤ狙い位置ずれ量Ｃが０．２０〜０．２８ｍｍの少ない範囲となった。
これらのうち、実施例３〜５，１１は、上記負荷電流が１．２Ａ以下と小さく、スパッタ発生量が０．３０ｇ／分以下と少なく、且つワイヤ狙い位置ずれ量Ｃも０．２３ｍｍ以下の特に小さかったので、これらについては、特に優れているとの表示◎を総合評価で付した。残りの実施例１，２，６〜１０には、本発明の許容範囲内であり且つ良好であった旨の表示○を総合評価で付した。
【００２３】
一方、比較例１の溶接ワイヤは、前記ピッチ（Ｐ）が１０００ｍｍ未満であり、比較例２，６の溶接ワイヤは、前記比（Ｐ／Ｗ）が１７未満であったため、前記ワイヤ狙い位置ずれ量Ｃが０．３２〜０．５４ｍｍと大きくなり、更に、比較例６は、比較例５，７と同じく塗布油量が０．１５ｇ／ワイヤｋｇ未満であったため、これら３例のスパッタ発生量が０．５４ｇ／分以上と多くなった。
しかも、比較例５，６の溶接ワイヤは、塗布油量が上記のように少なく、且つ前記比（Ｐ／Ｗ）が１７未満か、１７付近であったため、前記コンタクトチップ９内での摩擦が大きくなったことにより、前記モーター６の負荷電流も２．５Ａ以上と高くなった。
【００２４】
更に、比較例３の溶接ワイヤは、前記振幅（Ｗ）が１００ｍｍを超えていたので、前記ワイヤ狙い位置ずれ量Ｃが０．３８ｍｍと大きくなった。
加えて、比較例４の溶接ワイヤは、引張強さが１０００ＭＰａ未満であったので、上記ずれ量Ｃが０．３４ｍｍと大きくなった。
従って、比較例１〜７の溶接ワイヤには、不可の表示×を総合評価で付した。
前記のような実施例１〜１１の溶接ワイヤｗおよび比較例１〜７の溶接ワイヤによる結果によれば、本発明の前記溶接ワイヤｗの前記効果が裏付けられると共に、本発明の優位性も容易に理解される。
【００２５】
本発明は、以上において説明した実施の形態および実施例に限定されない。
例えば、前記溶接ワイヤｗの材料は、前記要素ア〜エを満たすものであれば、中炭素鋼、高炭素鋼、高張力鋼、ステンレス鋼、耐候性鋼、耐食性鋼などとしたり、更には、外周側に銅メッキ膜などを被覆した内外２重構造の形態でも良い。
また、前記溶接ワイヤの表面に塗布する油には、前記油脂に限らず、各種の潤滑油を用いても良い。
更に、前記コンタクトチップ９を含む溶接トーチ８は、前記のような垂直姿勢に限らず、各種方向に沿った斜め姿勢にして、その先端から溶接ワイヤｗを送給する形態も含む。
加えて、前記溶接トーチ８を、多関節ロボットの先端側に取り付けることにより、前記溶接ワイヤｗを３次元における任意の角度で送給可能としても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明によれば、ワイヤの送給性、ワイヤ狙い位置精度、および溶滴の発生量が適正化となるような溶接作業性に優れた溶接ワイヤを確実に提供できる。
【符号の説明】
【００２７】
ｗ……溶接ワイヤ
Ｗ……振幅
Ｐ……ピッチ
【図１】
2013255935.tif 000004
【図２】
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【図３】
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