焊接用固体焊丝制造技术

本发明专利技术提供一种焊接用固体导线，其特征在于，每１００ｍｍ＃＋［２］导线表面形成０．００２到０．３ｍｇ的氧化鳞片，在导线表面上，以每１０ｋｇ导线０．０１～２ｇ的量涂覆粒径为０．１～１０μｍ的选自ＭｏＳ＃－［２］、ＷＳ＃－［２］和石墨中的一种以上的物质，不施以电镀。从而抑制焊接时给电接头磨损的同时降低对环境的负荷，即使在严格的焊接环境条件下，也可提高导线的焊接性、通电性和防锈性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在表面不施以铜镀，适用于气封电弧焊接的焊接用固体导线(welding solid wire)，特别涉及目的在于减少环境负荷的焊接用固体导线。因此，最近使用表面上施以铜镀的电弧焊接用固体导线。在使用这些施以铜镀的导线进行焊接时，可以抑制焊接时给电接头的磨损，同时可以确保导线的耐锈性。另外，作为提高这种导线的焊接性、通电性、防锈性的方法，已知在导线表面上涂覆硫、二硫化钼和石墨的混合物的技术(特开昭55-141395和特开昭55-128395)。但是，在电弧焊接用固体导线的表面上施以铜镀的工序中，由于消耗大量酸性溶液、碱性溶液和洗涤水等，因而存在对环境负荷极大这样的问题。这样，如果对现有的具有铜镀的导线省略原线酸洗以减少环境负荷，则会发生铜镀的密合性变差，铜镀从导线上剥离，塞满弹簧衬里内部的不良情况。因此，对现有的铜镀导线必须进行酸洗工序，不允许氧化鳞片残留在导线的表面上。而且，即使将在导线表面上涂覆硫、二硫化钼和石墨混合物的技术单纯用于未电镀的固体导线，虽然确实可减少一些接头的磨损量，但使用近年的焊接机器人，在长时间连续进行高电流的焊接施工的非常严格的焊接环境条件下，为了提高导线的焊接性、通电性和防锈性，未必充分。本专利技术的焊接用固体导线，其特征在于，每100mm2导线表面形成0.002到0.3mg的氧化鳞片，在导线表面上以每10kg导线0.01～2g的量涂覆粒径为0.1～10μm的选自MoS2、WS2和石墨的一种以上的物质，不施以铜镀。在本专利技术中，在导线表面上，适量的氧化鳞片在表面上形成，因此，通过给电接头的接点时氧化鳞片熔融，在给电接头的接点凝固。因此，用氧化铁的覆膜覆盖给电接头的接点，可进一步抑制其磨损。在该焊接用固体导线中，优选在表面上涂覆每10kg导线0.2～2.0g的选自植物油、动物油、矿物油和合成油中的至少一种油脂。由于降低了与给电接头之间的摩擦，因此可进一步降低给电接头的磨损。另外，其组成为含有例如C0.01～0.12质量％，Si0.2～1.2质量％，Mn0.5～2.5质量％，P0.001～0.03质量％和S0.001～0.03质量％。还可以以合计为0.03～0.30质量％的量含有Ti和Zr。进一步可含有0.01～0.60质量％的Mo。图2是表示氧化鳞片存在状态的示意图。其中，1覆膜，2固体导线，3给电接头，11固体导线，12氧化鳞片。具体实施例方式本专利技术者们为了解决上述课题，进行了悉心研究，结果发现在表面上不施以铜镀的未镀固体导线中，通过在导线的表面上残留氧化鳞片，同时在这种残留了氧化鳞片的固体导线的表面上涂覆适量的MoS2、WS2和石墨，由此可抑制焊接时给电接头的磨损。这时，如果作为氧化鳞片源使用热轧后的啮合鳞片，还可省略原线的酸洗工序，降低制造工序中的环境负荷。在表面上形成了氧化鳞片的固体导线中，降低焊接时的给电接头的磨损的机理认为如下所述。例如，如果使焊接电流为280到300A，采用直径为1.2mm的固体导线进行焊接，则固体导线的与给电接头前端的接点处于熔融的状态下，电流通过它们之间。这时，如果象现有技术那样在固体导线的表面上施以铜镀，则铜镀膜在与给电接头前端的接点处发生熔融。然后，来自铜镀膜的熔融铜填补给电接头前端接点的熔损。结果，采用现有的施以铜镀的固体导线，可以抑制给电接头的磨损。与此相对，采用现有的没有施以铜镀的固体导线，通过酸洗等导线素线上产生的氧化鳞片，可除去大部分，导线表面上不存在填补给电接头前端接点处的熔损，因此，给电接头的磨损变得非常多。另一方面，如本专利技术所述，即使在未施以铜镀的情况下，在表面上形成适量的氧化鳞片时，给电接头上的熔损被由氧化鳞片形成的氧化铁的覆膜填补。这种熔损的填补即使导线表面上形成本专利技术例的以MoS2、WS2为代表的硫化合物、硒化合物或碲化合物时，通过以硫化铁、硒化铁或碲化铁为主要成分的覆膜，也同样发挥作用。附图说明图1是表示本专利技术的覆膜形成状态的图，(a)是表示给电接头和固体导线的位置关系的剖面图，(b)是(a)中表示的剖面图的关键部位放大图。众所周知，属于周期表中6B族的硫族元素的氧、硫、硒和碲可降低铁和铁化合物的熔点以及熔融铁和熔融铁化合物的表面张力。因此，在固体导线2的表面上形成的氧化鳞片在比较低的温度下熔融。然后，表面张力降低的氧化铁、硫化铁、硒化铁和碲化铁等铁化合物选择性地覆盖给电接头3前端的接点形成覆膜1。结果，防止了给电接头3与固体导线2的表面的直接接触。另外，通过覆盖了给电接头3前端接点的铁化合物的覆膜1，在给电接头3和固体导线2之间通过电流。这样，即使接点熔融，给电接头的熔损也被填补。其中，由于硒和碲毒性大，因此，如果考虑焊接时的安全性，应该控制其使用。图2是表示氧化鳞片存在状态的示意图。焊接用固体导线11的表面上形成氧化鳞片12的方法，例如增加导线11表面的氧的方法，并没有特别限定。其中，从制造成本上考虑，优选在制造导线素线时，在其表面上有意残留通过自然氧化形成的氧化鳞片，在形成最终的产品直径时，均匀残留在导线素线表面上存在的凹部内的方法。作为在导线素线中有意残留氧化鳞片的方法，例如，可以在酸洗导线素线时，不除去全部的氧化鳞片，残留一部分氧化鳞片，也可以使用机械除鳞只除去最表层的氧化鳞片，而有意残留啮合的鳞片。认为这时在拉丝工序中鳞片混入拉丝润滑剂中，增加了拉丝拉模、拉丝釜、回转辊等的磨损。因此，在机械除鳞后，希望线材表面上附着的鳞片采用机械研磨装置和/或高压水洗涤等除去。机械除鳞可以是单纯的弯曲，也可以弯曲地施加扭转。采用机械除鳞剥离鳞片的容易性可以通过调整原线的热轧工序中的冷却速度进行调整。具体地说，通过降低热轧后的冷却速度，鳞片的厚度变厚，变得容易剥离，鳞片残留量减少。反之，如果增加冷却速度，则鳞片变薄，变得难于剥离。另外，通过调整热轧中的断面减小率，可以调整啮合鳞片的量。通过调整原线中残留的鳞片量，可以调整产品直径中氧化鳞片的量。另外，也可以通过酸洗完全除去导线素线的全部氧化鳞片，在然后的用于制成产品直径的拉丝加工时有意形成氧化鳞片，也可以在拉丝加工之后涂覆氧化鳞片至产品直径。而且，也可以通过在氧化性环境中，在低温退火(低温干燥处理，baking)的同时进行拉丝至制品直径，从而形成氧化鳞片。另外，氧化鳞片中铁的价数可以为1价、2价或3价中的任意一个。另外，凹部在热轧导线素线时，在其表面制成纵折皱而形成，例如，通过控制轧制导线素线时的条件，可以调整凹部的量和形状。另外，在固体导线的表面上附加MoS2、WS2和石墨的方法没有特别的限定，例如，可以在拉丝至制品直径时，在导线素线的表面埋入MoS2、WS2和石墨，也可以在形成制品直径之后在表面上涂覆这些MoS2、WS2和石墨。而且，通过提高固体导线表面的光滑性，可以进一步降低给电接头的磨损。如果固体导线表面的光滑性差，在通过与给电接头的接点时，其通过速度发生变化，容易发生给电接头的熔损。作为对策，例如，通过在固体导线的表面上涂覆适量的油脂，从而提高固体导线的光滑性，可以进一步降低给电接头的磨损量。下面，对本专利技术的焊接用固体导线进行更详细地说明。首先，对与焊接用固体导线有关的数值限定理由进行说明。表面的氧化鳞片的量每100mm2导线为0.002～本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种焊接用固体导线，其特征在于，每１００ｍｍ↑［２］导线表面形成０．００２到０．３ｍｇ的氧化鳞片，在导线表面上，以每１０ｋｇ导线０．０１～２ｇ的量涂覆粒径为０．１～１０μｍ的选自ＭｏＳ↓［２］、ＷＳ↓［２］和石墨中的一种以上的物质，不施以电镀。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：清水弘之，宫本隆志，兴石房树，横田泰之，黑川刚志，伊藤崇明，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]