(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
MoS2：５〜50wt％、
CaCO3 ：５〜50wt％、
アルカリ金属を含む化合物：１〜15wt％
を含み、残部は実質的にマイカ、セリサイトおよびタルクのうちから選んだ少なくとも一種の鉱物からなることを特徴とする溶接ワイヤ伸線用固体潤滑剤。
【請求項２】
請求項１に記載した溶接ワイヤ伸線用固体潤滑剤を、溶接ワイヤ１kg当たり0.01〜5.0 ｇの割合でワイヤ表面に付着させたことを特徴とするフラックス入り溶接ワイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、溶接ワイヤ伸線用固体潤滑剤およびフラックス入り溶接ワイヤに関し、特に伸線加工時における伸線性および溶接作業性の向上を図ったものである。
【０００２】
【従来の技術】
フラックス入り溶接ワイヤとして、細径のシームレスパイプの内部にフラックスを充填したのち、伸線加工によって引き伸ばした、いわゆるシームレスワイヤが知られている。
しかしながら、このシームレスワイヤは、パイプ内へのフラックスの充填という繁雑な処理が必要であるため作業能率が悪く、また内部に充填したフラックスが偏在するという問題があった。
【０００３】
上記の問題を解決するものとして、フラックスを薄鋼板で包んだのち、伸線加工によって引き伸ばした、巻締めフラックス入りワイヤが開発された。
しかしながら、この巻締めフラックス入りワイヤの製造に際しては、伸線加工時に使用した潤滑剤を除去するためのベーキング処理が不可欠であることから、製造コストの増大が避けられなかった。また、かかるベーキング処理によって、溶接ワイヤの表面には Fe2O3を主成分とした酸化膜が生成するため、給電チップ部における電気伝導性が低下し、ひいては溶接作業性の劣化を招いていた。
【０００４】
この点を解決するものとして、出願人は先に、特開平５-23731号公報において、ポリ四弗化エチレン：１〜60wt％、二硫化モリブデン：１〜50wt％およびグラファイト：１〜50wt％を含有し、残部は実質的にマイカ、セリサイトおよびタルクのうちから選んだ少なくとも一種の鉱物からなる溶接ワイヤ伸線用潤滑剤、およびかかる潤滑剤を、溶接ワイヤ１kg当たり0.01〜5.0 ｇの範囲で付着させたフラックス入り溶接ワイヤを提案した。
【０００５】
上記の溶接ワイヤ伸線用潤滑剤を用いれば、伸線加工後に潤滑剤のベーキング処理が不必要になるため、製造コストの大幅な低減が達成でき、また溶接作業性も改善された。
しかしながら、上記の溶接ワイヤ伸線用潤滑剤を用いてもなお、必ずしも十分満足いくほどの伸線性を得ることはできなかった。
また、上記の潤滑剤は、グラファイトを含有しているため、スパッタが発生し易く、溶接作業性の面でも問題を残していた。
【０００６】
その他、特開平８−257788号公報には、溶接時の送給性および溶接作業性に優れた溶接ワイヤとして、ワイヤ表面に、二硫化モリブデン等：５〜50wt％、融点50℃以上の脂肪酸等：３〜40wt％、金属石けん等：３〜40wt％を含み、残部は常温で液体である潤滑剤を、ワイヤ10kg当たり0.20〜1.80ｇの範囲で付着させたアーク溶接用細径鋼ワイヤが提案されている。
【０００７】
しかしながら、上記の潤滑剤は、液体潤滑剤であるため、溶接ワイヤが巻締めフラックス入りワイヤの場合には、被覆鋼板の接合面から内部フラックスまで水が浸透して低温割れやピット、ブローホール等が生じるおそれが大きく、また耐錆性の面でも問題が残ることから、巻締めフラックス入りワイヤ用の潤滑剤としては用いることができない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記の問題を有利に解決するもので、伸線性や溶接作業性に優れるのは言うまでもなく、溶接ワイヤとして巻締めフラックス入りワイヤを用いる場合であっても、上述したような吸着水分に起因した低温割れやピット、ブローホール等の問題が生じることのない、溶接ワイヤ伸線用固体潤滑剤およびフラックス入り溶接ワイヤを提案することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
さて、発明者らは、上記の問題を解決すべく、潤滑剤組成について鋭意研究を重ねた結果、二硫化モリブデンやテフロン、マイカ等の無機系潤滑剤に、ステアリン酸Ｋ，Na等の有機系潤滑剤を数％含有させることによって、伸線性が格段に向上することを新たに見出し、この発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、この発明は、
MoS2：５〜50wt％、
CaCO3 ：５〜50wt％、
アルカリ金属を含む化合物：１〜15wt％
を含み、残部は実質的にマイカ、セリサイトおよびタルクのうちから選んだ少なくとも一種の鉱物からなることを特徴とする溶接ワイヤ伸線用固体潤滑剤である。
【００１１】
また、この発明は、上記した溶接ワイヤ伸線用固体潤滑剤を、溶接ワイヤ１kg当たり0.01〜5.0 ｇの割合でワイヤ表面に付着させたことを特徴とするフラックス入り溶接ワイヤである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明において、潤滑剤の成分組成を上記の範囲に限定した理由について説明する。
MoS2：５〜50wt％
MnS2は、極圧性の潤滑剤として伸線時における焼付防止に有効に寄与するが、含有量が５wt％未満ではその添加効果に乏しく、一方50wt％を超えると溶接ビード表面にアバタが発生するだけでなく、ワイヤ表面に錆が発生し易くなるので、含有量は５〜50wt％の範囲に限定した。
【００１３】
CaCO3 ：５〜50wt％
CaCO3 は、造粒剤であり、伸線時にキャリアとして寄与するだけでなく、MoS2による酸性を中和して耐錆性を向上させる有用成分である。しかしながら、含有量が５wt％未満ではその添加効果に乏しく、一方50wt％を超えるとアークが不安定となり溶接作業性が悪化するので、含有量は５〜50wt％の範囲に限定した。
【００１４】
アルカリ金属を含む化合物：１〜15wt％
この発明において、アルカリ金属を含む化合物とは、Li, Na, Ｋ, Rb, Cs等のアルカリ金属を少なくとも一種含有する無機化合物および有機化合物のことであり、ステアリン酸Na, Ｋ等の他、Na2CO3, NaNO3 等が有利に適合する。
かかるアルカリ金属を含む化合物は、伸線性を著しく向上させるだけでなく、MoS2やCaCO3 その他の付着物をコントロールする成分としても有用であるが、含有量が１wt％に満たないとその効果に乏しく、一方15wt％を超えるとワイヤ表面の付着量が増大し、ワイヤ送給性および溶接作業性が低下するので、含有量は１〜15wt％の範囲に限定した。特に好適な含有量は１〜10wt％である。
【００１５】
マイカ、セリサイトおよびタルク：残部
マイカ、セリサイトおよびタルクはいずれも、伸線時におけるキャリアとしての役目を担っていて、これらが含有されていないと伸線性が劣化し、伸線時に破断が生じるおそれがあるので、これらのうち少なくとも一種を必須成分として含有させるものとした。
上記の作用の面からの好適含有量範囲は５〜50wt％である。
【００１６】
次に、フラックス入り溶接ワイヤについて説明する。
この発明では、ワイヤの表面に、上記したような潤滑剤を溶接ワイヤ１kg当たり0.01〜5.0 ｇの割合で付着させることが重要である。
というのは、付着量がワイヤ１kg当たり0.01ｇに満たないと十分な伸線加工を行うことができず、一方 5.0ｇを超えると送給性ひいては溶接作業性の低下を招くからである。
なお、この発明では、フラックス入り溶接ワイヤの種類は特に限定されず、従来から公知のフラックス入りワイヤいずれもが有利に適合する。
また、ワイヤ径については、初期径が3.0 mmφ程度の素材を1.2 mmφ程度まで伸線したものを想定している。
【００１７】
【実施例】
表１に示す組成のフラックスを、板厚：0.8 mmの冷延鋼板で 3.0mmφに巻締めたのち、表２に示す配合比率になる潤滑剤を、同じく表２に示す量付着させてから、1.2 mmφまで伸線加工した。
その時の伸線性、ワイヤ送給性、発錆性および吸着水分量について調べた結果を表２に併記する。
【００１８】
【表１】
0004079292.tif 000002
【００１９】
【表２】
0004079292.tif 000003
【００２０】
同表から明らかなように、この発明に従う固体潤滑剤を使用した場合はいずれも、優れた伸線性およびワイヤ送給性を呈し、錆発生のおそれも少なく、しかも付着水分量も少なかった。
これに対し、比較例１は、MoS2量が不足するため伸線性が悪化した。また、そのため、疵線となり易く、送給ローラでの摩擦が大きくなるので、ワイヤ送給性も劣化した。
比較例２は、MoS2量が過剰であるため、送給ローラに汚れが付着し、スリップの発生により送給性が低下した。また、MoS2に起因した錆が発生した。
比較例３は、CaCO3 が少ないため、MoS2に起因した錆が発生した。
比較例４は、CaCO3 が過剰なため、アークが不安定となり、溶接作業性が劣化した。
比較例５は、アルカリ金属化合物が不足しているため伸線性が悪く、また疵線となり易いため送給性も劣化した。
比較例６は、アルカリ金属化合物が過剰なため、潤滑剤の付着量が多くなりすぎ、また吸着水分量も多かった。
比較例７，８は、アルカリ金属化合物が過大なため潤滑剤付着量が多く、また吸着水分量も過大であった。
【００２１】
【発明の効果】
かくして、この発明によれば、伸線性や溶接作業性に優れる溶接ワイヤを安価に製造することができる。
また、この発明の伸線用潤滑剤は、固体潤滑剤であるので、溶接ワイヤとして巻締めフラックス入りワイヤを用いる場合であっても、水分の吸着に起因した弊害は生じない。