(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソリッドワイヤ全質量に対する質量％で、Ｃ：０．１５０％以下、Ｓｉ：０．２０〜１．１０％、Ｍｎ：０．４０〜２．００％、Ｃａ：０．０００５〜０．００６０％を各々含有する他、Ｎｂ: ０．１０〜１．１０％、Ａｌ：０．０３〜１．００％の一種または二種を含有し、更に、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０３０％以下に各々規制し、残部が鉄および不可避的不純物からなり、前記ＮｂまたはＡｌとの含有量が、前記Ｃａ含有量との関係で、（１＋Ｃａ［質量％］×１０4)／（１＋Ｍ［質量％］）≦３０（ここでＭはＡｌ及び/またはＮｂ）を満足することを特徴とするガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤ。
【請求項２】
ソリッドワイヤ全質量に対する質量％で、Ｃ：０．１５０％以下、Ｓｉ：０．２０〜１．１０％、Ｍｎ：０．４０〜２．００％、Ｃａ：０．０００５〜０．００６０％を各々含有する他、Ｃｕ：０．５０〜５．００％を含有し、更に、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０３０％以下に各々規制し、残部が鉄および不可避的不純物からなり、前記Ｃｕ含有量が、前記Ｃａ含有量との関係で、（１＋Ｃａ［質量％］×１０4)／（１＋Ｃｕ［質量％］／１０）≦３０を満足することを特徴とするガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤ。
【請求項３】
前記ソリッドワイヤが、更にＣｕ：０．５０〜５．００％を含有し、このＣｕ含有量が、前記Ｃａ、Ｎｂ、Ａｌ含有量との関係で、（１＋Ｃａ［質量％］×１０4)／（１＋Ｍ［質量％］＋Ｃｕ［質量％］／１０）≦３０（ここでＭはＡｌおよび／またはＮｂ）を満足する請求項１に記載のガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤ。
【請求項４】
前記ソリッドワイヤが、更に、Ｔｉ：０．３０％以下（０％を含まず）を含有する請求項２または３に記載のガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤ。
【請求項５】
前記ソリッドワイヤ表面にワイヤ全質量に対して被覆量が０．１０〜０．３０％のＣｕメッキ層を有し、このＣｕメッキ層中のＣｕ含有量と、前記ワイヤ中のＣｕ含有量とを合わせたＣｕ含有量が、前記Ｃａ含有量との関係（１＋Ｃａ［質量％］×１０4)／（１＋Ｃｕ［質量％］／１０）≦３０あるいは前記Ｃａ、Ｎｂ、Ａｌ含有量との関係（１＋Ｃａ［質量％］×１０4)／（１＋Ｍ［質量％］＋Ｃｕ［質量％］／１０）≦３０（ここでＭはＡｌおよび／またはＮｂ）を満たす請求項１乃至４のいずれか１項に記載のガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｃａ（カルシウム）を含有する鋼からなる、ガスシールドアーク溶接用の溶接ソリッドワイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤ（以下、単に溶接ワイヤとも言う）には、通常では、多くの場合にＣａが含まれる。
【０００３】
この溶接ソリッドワイヤの素材となる鋼材は、溶鋼をＣａ脱酸する製鋼の段階や、介在物形態制御などのためにＣａ系パウダーを添加する連続鋳造によるビレットの製造段階などで、Ｃａが含まれやすい（混入しやすい）。更に、鋼線材の伸線加工中の割れの原因となるＳ（硫黄）をＣａＳとして生成させて固定し、耐割れ性や靭性を向上させるために、鋼に意図的にＣａを含有させる場合もある。
【０００４】
また、溶接ソリッドワイヤの製造では、前記ビレットを熱間圧延により例えば５．５ｍｍφ程度の鋼線材に加工した後、中間伸線として２．４ｍｍφ程度の鋼線にまで冷間伸線され、焼鈍、酸洗、必要により銅メッキが施され、さらに溶接ソリッドワイヤの使用径の鋼線にまで仕上げ伸線される。これら中間伸線もしくは仕上げ伸線においては、潤滑剤として優れた伸線性を有するステアリン酸カルシウムなどのCaを含む潤滑剤を用いて伸線される場合が多いが、この場合、最終製品である溶接ソリッドワイヤ表面上などに、意図せずとも、Ｃａが残留することになる。
【０００５】
炭酸ガスシールドアーク溶接あるいはマグ溶接に一般的に用いられるガスシールドアーク溶接用鋼ワイヤは、例えば、JIS Z 3312、Z 3315、Z 3317およびZ 3325等に、溶接性や溶接品質の保証のために、鋼成分が種々規定されている。
【０００６】
しかし、素材鋼の内部または溶接ワイヤの表面にＣａが存在すると、前記ガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤにおいては、アーク溶接時にアークが不安定になり、スパッタが増加する（非特許文献１参照）。このようにスパッタが増加すると、ビード周辺のスパッタ付着による外観不良やノズル付着によるシールドガス不良などの問題を引き起こし、溶接作業性が極端に劣化する。したがって、溶接ワイヤへのＣａの含有は溶接をする上で有害となる。
【０００７】
後述する特許文献５や非特許文献１などに記載されているように、溶接ワイヤ中にＣａを含む場合の炭酸ガスシールドアーク溶接及びマグ溶接においては、溶融プール中にシールドガスにより酸化されたＣａ系の酸化物が存在することになる。このＣａの酸化物は、仕事関数が低く、熱電子の放出が容易で、アーク発生が容易となり、アークは安定的に持続されるものの、アーク発生点そのものは、アークが溶融プール中のＣａ酸化物を追い求めるようにしてふらつくこととなる。このため、溶接ワイヤ中のＣａの含有は溶滴の不安定をもたらす。このような現象は、溶滴の揺動や飛散を生じる結果、低スパッタと言える優れた作業性を得ることが不可能となる。
【０００８】
したがって、このような炭酸ガスシールドアーク溶接あるいはマグ溶接において、溶接時に発生するスパッタをできるだけ少なく抑制することは、溶接分野の最大の課題の一つである。また、近年では、溶接時の作業環境改善、工数削減などの観点からも、ガスシールドアーク溶接における低スパッタワイヤの開発の必要性は高い。
【０００９】
こうした背景から、例えば、特許文献１などに記載されているように、ソリッドワイヤ中のＣａを、不純物として、できるだけ少量に抑制することが一般的である。
【００１０】
また、特許文献２には、Ｃａを実質上含まないワイヤ材料を使用し、またワイヤ製造時にＣａを含まない高級脂肪酸アルカリ塩（Na塩、Ｋ塩）により伸線し、Ｃａを極力残存させない技術が開示されている。
【００１１】
ただ、一方では、ソリッドワイヤ中にＣａを５〜３０ｐｐｍ添加し、溶接ワイヤのアークや生産性を安定させることも提案されている（特許文献３、４）。しかし、これにしても、ソリッドワイヤ中のＣａ含有量が増加すると、前記した通りスパッタ量が増加することに変わりは無く、Ｃａが含有されると低スパッタを達成するのは困難であり、やはりスパッタの観点からは、溶接ワイヤのＣａの含有が有害であることに変わりは無い。
【００１２】
しかし、前記した素材鋼の製造や伸線加工などでの溶接ワイヤ中へのＣａの含有（混入）を防止したり、規制したりすると、前記製鋼や鋳造あるいは伸線でのＣａ系パウダーや潤滑剤などのＣａ系材料の使用が大きく制約される。このため、素材鋼や溶接ワイヤの品質を大きく低下させ、前記素材鋼の製造や前記伸線加工などの効率を低下させることにもつながる。したがって、前記した素材鋼を含めた溶接ワイヤの製造工程において、ソリッドワイヤ中へのある程度のＣａの含有（混入）は不可避でもあり、ある程度のＣａの含有を前提とした、溶接ワイヤのスパッタ改善が不可欠となる。
【００１３】
この点、Ｃａの含有を前提とした溶接ワイヤのアーク安定化として、Ｃａ含有溶接ワイヤに、他の元素を加えることによってアークを安定させる方法が、従来から提案されている。例えば、前記特許文献５では、Ｋ（カリウム）を添加して、溶接ワイヤによる溶接時の溶滴移行を安定化させ、極低なスパッタ発生量としている。
【００１４】
前記特許文献５によれば、Ｃａの含有（添加）によりアークは安定して持続されている一方で、Ｋを添加すれば溶滴離脱促進効果が発揮できるとしている。すなわち、Ｋはアルカリ金属としてイオン化エネルギーが低いためイオン化しやすくアーク陽極点を広げる効果を有し、溶滴に働く電磁力が溶滴の離脱を妨げる方向に働くのを緩和する効果が得られる。例えば、炭酸ガスシールドアーク溶接のように大きな押し上げ力により溶滴が飛散してしまうような場合に、それを緩和し、溶滴を安定的に移行させる。また、マグ溶接ではスプレー移行化がより低い電流でも生じ、安定した移行となり、低スパッタ発生量となる。このようなＫによる溶滴離脱促進効果により、前記したＣａの溶滴への悪影響は緩和され、Ｃａのアーク持続効果を十分活用でき、ＫとＣａとの相乗効果により低スパッタが達成されると言う。また、再点弧時もスムーズにアークが発生し、溶融池を揺動させることなく安定した作業性が得られると言う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開平１−２４９２９１号公報
【特許文献２】特開平２−８０１９６号公報
【特許文献３】特開平４−３０９４８９号公報
【特許文献４】特開平５−２３８８４号公報
【特許文献５】特開平８−３２２８０号公報
【非特許文献】
【００１６】
【非特許文献１】川崎製鉄技報：１３．１．１３０−１４１頁（１９８１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
前記特許文献５によって、この特許文献が規定する３０ｐｐｍ以下のＣａの含有量が比較的低い範囲では、スパッタを防止して、アークを安定させる効果が見込める。しかし、溶接ワイヤへの前記したＣａの混入により、溶接ワイヤ中のＣａ含有量が３０ｐｐｍを超えて多くなった場合には、前記特許文献５によってもスパッタの低減は図れない。
【００１８】
これは、特許文献５自身が記載する通り、Ｋは沸点が約７６０℃と低く、溶鋼段階での歩留りが著しく低いため、Ｋを素材鋼や溶接ワイヤ中に合金元素として予め含有させることは非常に困難であることによる。このため、特許文献５では、Ｋを含むクエン酸塩等を溶接ワイヤ表面に塗布し、焼鈍することで、溶接ワイヤ表面近傍の酸化物にＫを存在させたり、Ｋを含んだ潤滑剤やＫを含む送給用油を塗布したりして、溶接ワイヤ表面にＫを存在させざるを得ない。
【００１９】
しかし、このような、溶接ワイヤ表面へのＫの塗布自体も困難であり、Ｋの塗布工程の増加により、高効率な溶接ワイヤの製造工程の効率が大きく低下する。また、必然的に溶接ワイヤ表面へのＫの塗布量にバラツキを生じやすく、特に、溶接ワイヤのＣａ含有量が前記した通りに多くなった場合には、このＫ塗布量の僅かな例えば数ｐｐｍの範囲での違いでも、アークを安定させてスパッタ発生を抑制できなくなるなどの問題がある。したがって、Ｃａの含有量が多くなった場合には、前記特許文献５によっても、スパッタの低減は図れない。これは、特許文献５だけでなく、従来のガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤにも共通する課題である。
【００２０】
本発明はかかる問題に鑑みなされたものであって、ソリッドワイヤのＣａの含有量が多くなった場合でも、アークを安定させて、スパッタ発生を抑制できるガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
前記目的を達成するための、本発明ガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤの要旨は、ソリッドワイヤ全質量に対する質量％で、Ｃ：０．１５０％以下、Ｓｉ：０．２０〜１．１０％、Ｍｎ：０．４０〜２．００％、Ｃａ：０．０００５〜０．００６０％を各々含有する他、Ｎｂ: ０．１０〜１．１０％、Ａｌ：０．０３〜１．００％の一種または二種を含有し、更に、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０３０％以下に各々規制し、残部が鉄および不可避的不純物からなり、前記ＮｂまたはＡｌとの含有量が、前記Ｃａ含有量との関係で、（１＋Ｃａ［質量％］×１０4)／（１＋Ｍ［質量％］）≦３０（ここでＭはＡｌ及び/またはＮｂ）を満足することとする。
【００２２】
また、ソリッドワイヤ全質量に対する質量％で、Ｃ：０．１５０％以下、Ｓｉ：０．２０〜１．１０％、Ｍｎ：０．４０〜２．００％、Ｃａ：０．０００５〜０．００６０％を各々含有する他、Ｃｕ：０．５０〜５．００％を含有し、更に、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０３０％以下に各々規制し、残部が鉄および不可避的不純物からなり、前記Ｃｕ含有量が前記Ｃａ含有量との関係で、（１＋Ｃａ［質量％］×１０4)／（１＋Ｃｕ［質量％］／１０）≦３０を満足することとしても良い。
【００２３】
また、前記ソリッドワイヤが、更にＣｕ：０．５０〜５．００％を含有し、このＣｕ含有量が前記Ｃａ、Ｎｂ、Ａｌ含有量との関係で、（１＋Ｃａ［質量％］×１０4)／（１＋Ｍ［質量％］＋Ｃｕ［質量％］／１０）≦３０（ここでＭはＡｌおよび／またはＮｂ）を満足することとしても良い。
【００２４】
また、前記ソリッドワイヤが、更に、Ｔｉ：０．３０％以下（０％を含まず）を含有しても良い。
【００２５】
また、ワイヤ表面にワイヤ全質量に対して被覆量が０．１０〜０．３０％のＣｕメッキ層を有しても良いが、この場合は、このＣｕメッキ層中のＣｕ含有量と、前記ワイヤ中のＣｕ含有量とを合わせたＣｕ含有量が、前記Ｃａ含有量との関係（１＋Ｃａ［質量％］×１０4)／（１＋Ｃｕ［質量％］／１０）≦３０あるいは前記Ｃａ、Ｎｂ、Ａｌ含有量との関係（１＋Ｃａ［質量％］×１０4)／（１＋Ｍ［質量％］＋Ｃｕ［質量％］／１０）≦３０（ここでＭはＡｌおよび／またはＮｂ）を満たすようにする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明では、低炭素鋼ソリッドワイヤに、Ｎｂ、Ａｌを新たに含有させて、スパッタの起点となりやすいＣａ酸化物を、ＮｂやＡｌを含む複合酸化物として、前記スパッタの起点となりにくくする。これによって、溶接ワイヤのＣａの含有量が０．００３０％（３０ｐｐｍ）を超えて多くなった場合でも、アークを安定させ、スパッタの発生を抑制する。
【００２７】
なお、本発明でも、スパッタの発生自体を無くすことはできず、あくまでＣａの含有によるスパッタの増加（スパッタの発生）を低減、抑制するだけである。しかし、このように、Ｃａの含有によるスパッタの増加を低減、抑制するだけでも、ガスシールドアーク溶接におけるその溶接効率向上の効果は大きい。すなわち、スパッタを低減するだけでも、ビード周辺のスパッタ付着による外観不良や、ノズル付着によるシールドガス不良などの問題が大きく改善でき、溶接作業性を向上できる効果は大きい。
【００２８】
Ｃａの含有によるアーク不安定化は、溶融池上にＣａＯ酸化物が浮上し、これがアーク陰極点として作用するためであると考えられる。ＣａＯ酸化物は仕事関数がひくいため、陰極側のアークは、このＣａＯ酸化物にひっぱられ、アークが不安定になり、スパッタの発生が増加する。本発明では、このような陰極点となるＣａＯ酸化物を、Ｎｂ、Ａｌとの複合酸化物とすることで、アークの安定化を促進させ、スパッタの発生を抑制する。
【００２９】
また、本発明では、このＮｂ、Ａｌに代えて、あるいはこのＮｂ、Ａｌに加えて、Ｃｕを含有させて、Ｃｕの蒸気発生によるアーク面積の増大や液滴物性の変化によって、溶接ワイヤのＣａの含有量が多くなった場合でも、アークを安定させ、スパッタの発生を抑制する。Ｃｕは、前記Ｋと同じ、溶滴離脱促進効果が発揮できる。すなわち、Ｃｕはイオン化エネルギーが比較的低いためにイオン化しやすく、アーク陽極点を広げる効果を有し、溶滴に働く電磁力が溶滴の離脱を妨げる方向に働くのを緩和する効果を有する。
【００３０】
ここで、Ｎｂ、Ａｌに加えてＣｕを含有させれば、前記Ｎｂ、Ａｌの安定効果（陰極点介在物変化）と、このＣｕの安定効果（アーク安定化）を複合（併用）することにより、これらの相乗効果が発揮でき、さらにアーク安定化とスパッタ発生抑制とを図ることができる。
【００３１】
しかも、本発明のような、Ｎｂ、Ａｌあるいは更にＣｕを少量含有させるアークの安定化方法は、溶接ワイヤの素材である低炭素鋼に、Ｎｂ、Ａｌあるいは更にＣｕを少量添加するだけの、非常に簡便な方法である。したがって、ガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤの製造工程や条件を大きく変更する必要が全く無い。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】表１のスパッタ量抑制のＡｌ含有効果を示す説明図である。
【図２】表２のスパッタ量抑制のＮｂ含有効果を示す説明図である。
【図３】表３のスパッタ量抑制のＣｕ含有効果を示す説明図である。
【図４】スパッタ量抑制のためのＣａに対するＭ（Ｎｂ、Ａｌ）の含有量の関係を示す説明図である。
【図５】スパッタ量抑制のためのＣａに対するＣｕの含有量の関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下に、本発明溶接ワイヤの化学成分組成の要件の意義限定理由について説明する。先ず、本発明溶接ワイヤの前提となる組成は、Ｃａの含有量が多くなった場合でも、アークを安定させて、スパッタ発生を抑制できる主目的の他、通常この種溶接金属や溶接継手に要求される引張強度（ＴＳ）や靱性などの品質（特性）を満足し、また溶接作業性を向上させるために、以下の組成とする。
【００３４】
すなわち、ソリッドワイヤ全質量に対する質量％で、Ｃ：０．１５０％以下、Ｓｉ：０．２０〜１．１０％、Ｍｎ：０．４０〜２．００％、Ｃａ：０．０００５〜０．００６０％を各々含有する他、Ｎｂ: ０．１０〜１．１０％、Ａｌ：０．０３〜１．００％の一種または二種を含有し、更に、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０３０％以下に各々規制し、残部が鉄および不可避的不純物からなる鋼組成とする。また、この組成に、更に、Ｃｕ、Ｔｉを含有しても良い。
【００３５】
そして、本発明では、更に、Ｃａの含有量が多くなった場合でもアークを安定させてスパッタ発生を抑制する主目的のために、これら各元素のうち、前記ＮｂまたはＡｌとの含有量と前記Ｃａ含有量との関係、前記Ｃｕ含有量と前記Ｃａ、Ｎｂ、Ａｌ含有量との関係、前記Ｃｕ含有量と前記Ｃａ含有量との関係を各々規定する。以下に、各元素の限定意義を順に説明する。なお、本発明で記載する％は、請求項の記載も含めて、全てソリッドワイヤ全質量に対する質量％の意味である。
【００３６】
Ｃ（炭素）：０．１５０％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設定しないが、０．１５０％を超えて多量に含まれると、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。このため、Ｃの含有量は０．１５０％以下と規定する。また、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０．０２０％を下限とし、０．０２０〜０．１５０％の範囲とする。
【００３７】
Ｓｉ（珪素）：０．２０〜１．１０％
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ために必要な元素である。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ため、０．２０％以上を含有させる。ただ、１．１０％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、溶接作業性を却って低下させる。このため、Ｓｉの含有量は０．２０〜１．１０％の範囲と規定する。
【００３８】
Ｍｎ（マンガン）：０．４０〜２．００％
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防止のため０．４０％以上を含有させる。ただ、２．０％を超えて多量に含まれると、溶接中にスラグが大量発生する。また、強度が増加しすぎて溶接金属の靭性を著しく低下させる。このため、Ｍｎの含有量は０．４０〜２．００％の範囲と規定する。
【００３９】
Ｔｉ：０．３０％以下
Ｔｉは強脱酸元素であり、前記Ｓｉ、Ｍｎ以上に、溶接金属の強度や靱性の向上が見込まれるので、選択的に含有され、含有させる場合は、０％を超える（０％を含まない）０．３０％以下を含有させる。ただ、０．３０％を超えて多量に含まれると、やは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、かつ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。このため、Ｔｉの含有量は０．３０％以下（０％を含まない）の範囲と規定する。
【００４０】
Ｐ：０．０３０％以下（０％を含む）、Ｓ：０．０３０％以下（０％を含む）
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。これらが各々０．０３０％を超えて多量に存在すると、溶接金属の割れが発生する。したがって、どちらも０．０３０％以下（０％を含む）に規制する。
【００４１】
この他の元素
この他の元素として、例えば、Ｎｉ（ニッケル）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｖ（バナジウム）、Ｃｒ（クロム）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｂ（硼素）、ＲＥＭ、などは、溶接金属の靭性など、本発明の効果を阻害しない範囲で、常法による製鋼工程での経済的な処理範囲で、不可避的不純物として含むことを許容する。
【００４２】
次ぎに、以上の前提となる鋼組成に加えて含有させる、本発明溶接ワイヤの特徴的な組成（元素）につき、以下に説明する。この特徴的な組成（元素）はＣａ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｃｕである。これらの元素は、前記した前提となる鋼組成に加えて、溶接ソリッドワイヤの全質量に対する割合で、５〜６０ｐｐｍのＣａを不可避的（必須）とし、Ｎｂ: ０．１０〜１．１０％、Ａｌ：０．０３〜１．００％の一種または二種および／またはＣｕ：０．３〜５．０％を選択して、本発明溶接ワイヤに含有させる。
【００４３】
Ｃａ：０．０００５〜０．００６０％（５〜６０ｐｐｍ）
前記した通り、溶接ワイヤ中には不可避的にＣａが含有される。このＣａが含有された溶接ワイヤでは、溶接中にアーク安定性が粗悪になり、粗大なスパッタが増加する。特に、素材となる鋼中のＣａ含有量が０．０００５％（５ｐｐｍ）以上になるとスパッタが増加し始め、Ｃａ含有量に応じてスパッタ発生量が増加する。例えば、Ｃａ含有量が０．００５０％近くになると、そのスパッタ量は６倍以上にもなる。前記した特許文献３、４の手段に、このような高いＣａ含有量でのスパッタ抑制効果に限界があるのは、Ｃａの添加量が０．０００５〜０．００３０％（５〜３０ｐｐｍ）の低い領域での、溶接ワイヤのアークや生産性を安定させる手段に過ぎないからである。すなわち、従来技術では、このようにスパッタ量が６倍以上にもなる高Ｃａ含有量領域での低スパッタ化は困難である。
【００４４】
本発明では、このような高Ｃａ含有量領域だけでなく、従来技術が対象とする低Ｃａ含有量領域でも効果がある。この点で、Ｃａ脱酸される製鋼の段階や、連続鋳造時のＣａ系パウダーの添加などで素材となる鋼中に、実際に不可避的に含まれ、かつスパッタ発生が問題となり（スパッタ発生増加が確認できる）、Ｎｂ，Ａｌ，Ｃｕ添加によるスパッタの低減効果が顕著にでるＣａの最小の含有量は０．０００５％（５ｐｐｍ）以上である。また、より確実にスパッタ発生が問題となるのは０．００１０％（１０ｐｐｍ）以上である。したがって、本発明で規定するＣａの含有量は、溶接ワイヤに対する質量割合で、０．０００５％以上、好ましくは０．００１０％以上とする。また、スパッタが増大化し、スパッタの低減効果がより顕著にでるのは０．００３０％（３０ｐｐｍ）以上であり、より好ましくは０．００３０％以上とする。
【００４５】
ただ、一方で、Ｃａの含有が０．００６０％（６０ｐｐｍ）を超えると、下記記載の元素Al、Nb、Cuの含有範囲ではスパッタを低減したとしても、そのスパッタ量は標準のスパッタ量に対して多量となる。つまり、（１＋Ｃａ［質量％］×１０4)／（１＋Ｍ［質量％］）≦３０、（１＋Ｃａ［質量％］×１０4)／（１＋Ｃｕ［質量％］／５）≦３０、（１＋Ｃａ［質量％］×１０4)／（１＋Ｍ［質量％］＋Ｃｕ［質量％］／５）≦３０（ここでＭはＡｌおよび／またはＮｂ）を満足し難くなる。また、十分許容できるスパッタ量（２〜３．５ｇ/ｍｉｎ）を考慮すると、好ましくは０．００５０％以下までである。したがって、Ｃａの含有量は０．０００５〜０．００６０％の範囲、好ましくは０．００１０〜０．００５０％、より好ましくは０．００３０〜０．００５０％の範囲とする。
【００４６】
Ｎｂ、Ａｌの一種または二種：
Ｎｂ、Ａｌは、仕事関数が低く、陰極点となって、スパッタの起点となりやすいＣａＯ酸化物を、ＮｂやＡｌを含む複合酸化物として、スパッタの起点となりにくくする。これによって、溶接ワイヤのＣａの含有量が多くなった場合でも、アークを安定させ、スパッタの発生を抑制する。
【００４７】
この効果は、前記Ｃａ含有量との関係で発揮されるため、Ｎｂ、Ａｌの含有量は、前記Ｃａ含有量との関係で決まる。したがって、まず、溶接ワイヤに対する質量％で、Ｎｂ: ０．１０〜１．１０％、Ａｌ：０．０３〜１．００％の範囲と各々した上で、（１＋Ｃａ［質量％］×１０4)／（１＋Ｍ［質量％］）≦３０（ここでＭはＡｌおよび／またはＮｂ）を満足するようにする。
【００４８】
Ｎｂ、Ａｌの含有量が、各々の前記下限値（Ｎｂ: ０．１０％、Ａｌ：０．０３％）を満たさなければ、ＣａＯ酸化物のＮｂやＡｌとの複合酸化物化効果は不十分となり、アークを安定させ、スパッタの発生を抑制することができない。
【００４９】
また、前記式は、Ｃａ含有量に対するＮｂ、Ａｌの効果を保証するために必要なＮｂ、Ａｌの最低量（下限量）決定のための規定である。前記（１＋Ｃａ［質量％］×１０4)／（１＋Ｍ［質量％］）が３０以下を満たさない時も、前記Ｃａ含有量との関係でＮｂ、Ａｌの含有量が少なすぎ、ＣａＯ酸化物のＮｂやＡｌとの複合酸化物化効果が不十分となり、アークを安定させ、スパッタの発生を抑制することができない。
【００５０】
一方、Ｎｂの多量添加は、溶接金属の液化割れを引き起こし、溶接欠陥に繋がり、また、溶接ワイヤへの伸線性も粗悪になるため、Ｎｂ含有量の上限は前記１．００％とする。また、Ａｌの多量添加も、Ａｌは強力な脱酸元素であることからスラグの発生が多量になるため、Ａｌ含有量の上限は前記１．００％とする。
【００５１】
Ｃｕ：０．５０〜５．００％
前記Ｎｂ、Ａｌに代えて、Ｃｕを含有させることによって、Ｃｕの蒸気発生によるアーク面積の増大や液滴物性の変化によって、溶接ワイヤのＣａの含有量が多くなった場合でも、アークを安定させ、スパッタの発生を抑制することができる。前記した通り、Ｃｕは前記Ｋと同じく溶滴離脱促進効果が発揮できる。
【００５２】
また、前記Ｎｂ、Ａｌに加えてＣｕを含有させれば、前記Ｎｂ、Ａｌの安定効果（陰極点介在物変化）と、このＣｕの安定効果（アーク安定化）を複合（併用）することにより、これらの相乗効果が発揮でき、さらにアーク安定化とスパッタ発生抑制とを図ることができる。
【００５３】
この効果は、前記Ｃａ含有量および前記Ｎｂ、Ａｌの含有量との関係で発揮されるため、Ｃｕの含有量は、これらＣａ含有量およびＮｂ、Ａｌの含有量との関係で決まる。したがって、まず、溶接ワイヤに対する質量％で、Ｃｕ：０．５０〜５．００％の範囲とする。
【００５４】
Ｃｕの含有量が下限値０．５０％を満たさなければ、前記Ｃｕの効果は不十分となり、アークを安定させ、スパッタの発生を抑制することができない。一方、Ｃｕの多量添加は、溶接ワイヤへの伸線性が粗悪になり伸線不可となるため、Ｃｕ含有量の上限は前記５．００％とする。
【００５５】
その上で、前記Ｃａ含有量および前記Ｎｂ、Ａｌの含有量との関係で、Ｎｂ、Ａｌを含有せずに、Ｃｕのみ含有する場合には、（１＋Ｃａ［質量％］×１０4)／（１＋Ｃｕ［質量％］／１０）≦３０を満足するようにする。また、Ｎｂ、ＡｌとともにＣｕを含有する場合には、（１＋Ｃａ［質量％］×１０4)／（１＋Ｍ［質量％］＋Ｃｕ［質量％］／１０）≦３０（ここでＭはＡｌおよび／またはＮｂ）を満足するようにする。
【００５６】
これらの式は、Ｃａ含有量に対するＣｕ、またはＣｕとＮｂ、Ａｌとの複合添加の効果を保証するために必要なＣｕ、Ｎｂ、Ａｌとの最低量（下限量）決定のための規定である。これらの式が、各々３０以下を満たさない時は、前記Ｃａ含有量との関係で、Ｃｕ、Ｎｂ、Ａｌのいずれかあるいは全部の含有量が少なすぎて、前記Ｃｕの溶滴離脱促進効果あるいは前記Ｎｂ、Ａｌの効果が不十分となり、アークを安定させ、スパッタの発生を抑制することができなくなる。
【００５７】
Ｃａ含有量およびＡｌ，Ｎｂ，Ｃｕ含有量とスパッタの関係は図４、５に示されるように、（１＋Ｃａ［質量％］×１０4)／（１＋Ｍ［質量％］）、（１＋Ｃａ［質量％］×１０4)／（１＋Ｃｕ［質量％］／１０）、（１＋Ｃａ［質量％］×１０4)／（１＋Ｍ［質量％］＋Ｃｕ［質量％］／１０）  の値が３０を超えると急激にスパッタ量が増加する。
【００５８】
Ｃｕメッキ量：０．１０〜０．３０質量％
Ｃｕメッキは通電性やワイヤの送給性の観点から、溶接ワイヤに必要に応じて施される。Ｃｕメッキする場合は、ワイヤ表面に、ワイヤ全質量に対して被覆量が０．１０〜０．３０％となるように、Ｃｕメッキ層を設ける。また、この際、このＣｕメッキ層中のＣｕ含有量と、前記ワイヤ中のＣｕ含有量とを合わせたＣｕ含有量が、前記Ｃａ含有量との関係あるいは前記Ｃａ、Ｎｂ、Ａｌ含有量との関係を満たすようにする。全ワイヤ質量に対するＣｕメッキ被覆量（メッキ量）が０．１０重量％未満であれば、メッキむらが生じて通電不安定になる。一方、全ワイヤ質量に対するＣｕメッキ被覆量（メッキ量）が０．３０重量％を超えると、メッキ密着性が悪くなり、生産性が劣るようになる。このように、全ワイヤ質量に対して、０．２０質量％程度のＣｕメッキ量が適量であり、一般的に適用されている。したがって、０．２０質量％前後となる０．１０〜０．３０質量％の範囲を規定する。
【００５９】
溶接ワイヤの製造：
以上説明した、本発明に係る溶接ワイヤは前記した公知の製造工程によって製造される。このうち、上記成分組成の鋼線（鋼素線あるいは鋼原線）は、製品径（０．８〜１．６ｍｍφの細径）の溶接用ソリッドワイヤまで、ローラダイスや孔ダイス線引き装置を用い、公知の伸線工程によって、伸線して製造される。また、必要に応じて、伸線後にＣｕのメッキを施して製造される。これら中間伸線もしくは仕上伸線において、潤滑剤としてステアリン酸カルシウムなどのＣａを含む潤滑剤を用いて伸線し、最終製品である溶接ソリッドワイヤ表面上にＣａを残留させ、鋼中のＣａ含有量と合わせて、前記溶接ソリッドワイヤの全質量に対する前記Ｃａ含有量としても良い。
【００６０】
このように製造された溶接ソリッドワイヤは、スプールに巻装、あるいはペールパックに装填された収納形態で搬送され、公知の送給態様にて、炭酸ガスシールドアーク溶接あるいはマグ溶接などの種々のガスシールドアーク溶接に供せられる。
【実施例】
【００６１】
以下に本発明の実施例を説明する。種々の鋼組成のワイヤ径１．２ｍｍφのＣａ含有溶接ソリッドワイヤを、前記した常法にて製作して、ガスシールドアーク溶接に使用し、その際のスパッタ発生状態の測定を行って、スパッタ抑制効果の評価を行った。これらの結果を表１〜５に示す。
【００６２】
ガスシールドアーク溶接条件は各例とも共通して以下の通りとした。
電流−電圧：３００Ａ−３４Ｖ、母材−チップ間距離：２５ｍｍ、シールドガス：１００％ＣＯ2、流量：２５リットル／ｍｉｎ、溶接速度：３０ｃｍ／ｍｉｎ。
【００６３】
(１)スパッタ量の測定
発生したスパッタの測定は、各例とも共通して、溶接部を囲む銅板で作成した箱の中で溶接を行い、発生したスパッタ全てを箱中（箱内）から採取し、集めたスパッタの全質量を測定し、単位溶接速度当たりの発生質量に換算して、スパッタ量（ｇ／ｍｉｎ）とした。後述する各図に示されるように、急激にスパッタが増加し始める境界である４．００ｇ／ｍｉｎ以上では、スパッタ量が過多であるとして、×と評価した。
【００６４】
（２）Ｃａ添加によるスパッタ増大現象の緩和効果
上記緩和効果とは、ＢＡＳＥのＣａ添加材のスパッタ量に対してのスパッタ減少効果であって、ＢＡＳＥ材の各Ｃａ添加量のスパッタ量は、表１のＮｏ．１〜７の値の２次の多項式近似から、[スパッタ量  ＝  ３．３１×１０５×（Ｃａ[質量％]）２＋２．１５×１０２×Ｃａ[質量％]＋１．９８×１０４  ]の式で求められる。この式での算出量に対して、各試作材のスパッタ量の減少率が２０%以上であれば○、２０%未満であれば×と評価した。例えば、表１のＮｏ．９の場合  Ｃａ含有量が０．００２４質量％（２４ｐｐｍ）となるので、上記の近似式に代入すると、Ｃａ含有量０．００２４質量％のときの通常のＣａ添加材のスパッタ量は４．３６ｇ／ｍｉｎと算出できる。このとき、Ｎｏ．９のスパッタ測定量は１．８２ｇ／ｍｉｎとなり、４．３６ｇ／ｍｉｎに対して、約５８％の低減効果が見られるため評価は○となる。
【００６５】
（３）標準ワイヤに対してのスパッタ低減性
ＣａＦｒｅｅ（Ｃａ無し）の標準状態（表１のＮｏ．１）よりもスパッタ量が低減した場合に○とした。評価が○のときＣａ含有量とＡｌ，Ｎｂ，Ｃｕの添加量の関係がより好ましい条件となる。
【００６６】
（４）スラグ性の確認
溶接直後のビード表面をデジタルカメラ（機種は問わない）で撮影し、ビードに被覆しているスラグの面積を画像編集ソフト（Ｉｍａｇｅ−Ｐｒｏ  Ｐｌｕｓ）から算出し、ビードの被覆率が２０％を超えればスラグ性が×、それ以下であればスラグ性が○と評価した。
【００６７】
(５)割れの確認
溶接割れ試験はＪＩＳ  Ｚ３１５８に準拠したｙ型溶接割れ試験で行い、溶接部の表面割れの有無を目視で確認し、表面割れが無い場合を割れ性が○、表面割れが有る場合を割れ性が×と評価した。
【００６８】
（６）ブローホールの確認
割れ試験で得た溶接金属断面を観察し、ブローホールの有無を目視で確認した。
【００６９】
Ｃａ含有溶接ソリッドワイヤの鋼組成を表１〜５に示す。表１〜５におけるＣａ含有量は、母材鋼に予め含まれたＣａ含有量であり、伸線の潤滑剤など、溶接ワイヤの伸線工程では溶接ワイヤの表面にＣａが付着しないようにした。また、溶接ソリッドワイヤは潤滑剤や表面処理から、溶接ワイヤの表面に、請求項で規定した他の元素も付着しないように十分洗浄している。したがって、溶接ソリッドワイヤの全質量に対する割合（質量％）としての表１〜５における組成（各元素量）は、Ｃａ含有量を含めて、母材鋼に予め含まれた含有量であり、溶接ワイヤの表面に付着した元素はメッキ、潤滑剤、表面処理からの由来するものを含めて無い（含んでいない）。
【００７０】
ここで、表１、２のＮｏ．８〜５０はＡｌ添加またはＮｂ添加時の実施例および比較例、表３のＮｏ．５１〜７２はＣｕ添加時の実施例および比較例、表４のＮｏ．７３〜８４はＣｕ及びＡｌ、Ｎｂの一種または２種を複合した場合の実施例および比較例、表５のＮｏ．８５〜９０はソリッドワイヤ表面にＣｕメッキを施した場合の実施例および比較例となる。ただし、表１の実施例１４、１５、１７、２１、３２は、本発明の範囲から外れた参考例である。
【００７１】
また、図１に表１、２のＡｌの効果を、図２に表１、２のＮｂの効果を、図３に表３のＣｕの効果を、縦軸にスパッタ量(g/min) 、横軸に溶接ワイヤのＣａ含有量の関係で、各々整理し直して示す。これら図１〜３において、右上がりの曲線で結ぶ黒四角の印は、共通して、表１のＢＡＳＥ（ベース）となる従来の（Ｎｂ、Ａｌ、Ｃｕを含有しない）Ｃａ含有溶接ワイヤ例となるＮｏ．１〜７を示す。そして、この黒四角の印に対して、三角印や丸印が実施例となる。
【００７２】
これら表１〜４の通り、あるいは図１〜３の通り、本実施例では、従来のＣａ含有溶接ワイヤ例Ｎｏ．１〜７（黒四角印）に比して、Ｃａ含有量が高くなっても、スパッタが低減されていることが分かる。ただ、前記した通り、本発明例では、スパッタの発生自体を無くすことはできず、スパッタを（スパッタの発生を）低減しているだけである。しかし、このように、Ｃａ含有量が高くなっても、スパッタを低減するだけでも、前記した通り、ガスシールドアーク溶接におけるその溶接効率向上の効果は大きい。すなわち、スパッタを低減するだけで、ビード周辺のスパッタ付着による外観不良や、ノズル付着によるシールドガス不良などの問題が大きく改善でき、溶接作業性を向上できる効果は大きい。
【００７３】
図４にこの関係を改めて整理した結果を示す。図４は、縦軸にスパッタ量(g/min) 、横軸に溶接ワイヤのＣａとＭ（ＭはＡｌおよび／またはＮｂ）との含有量の関係式、（１＋Ｃａ［質量％］×１０4)／（１＋Ｍ［質量％］）をとっている。また、図５においては縦軸にスパッタ量(g/min) 、横軸に溶接ワイヤのＣａとＣｕとの含有量の関係式、（１＋Ｃａ［質量％］×１０4)／（１＋Ｃｕ［質量％］／１０）をとっている。この図４、５において、この式の値が３０を超えると、Ｃａ含有によるスパッタの増加量が右肩上がりに著しく大きくなっており、反対に、この式の値が３０以下の場合は、Ｃａ含有によるスパッタの増加量が著しく抑制されていることが分かることから、前記各式の上限値と設定する。
【００７４】
したがって、Ｃａ含有量に対して、Ｎｂ、Ａｌ、あるいはＣｕなどのスパッタ抑制効果を確実に（再現性良く）発揮させるためには、前記各式である、（１＋Ｃａ［質量％］×１０4)／（１＋Ｍ［質量％］）≦３０、（１＋Ｃａ［質量％］×１０4)／（１＋Ｃｕ［質量％］／１０）≦３０、更には、（１＋Ｃａ［質量％］×１０4)／（１＋Ｍ［質量％］＋Ｃｕ［質量％］／１０）≦３０（これら各式においてＭはＡｌおよび／またはＮｂ）を満足する必要があることが分かる。
【００７５】
ここで、表１のＮｏ.１は、Ｃａを含有していないＢＡＳＥとなる溶接ワイヤのスパッタ量レベルを示すための基準例であり、２．０６ｇ／ｍｉｎのスパッタ量レベルである。また、Ｎｏ．２〜７はＢＡＳＥとなる従来の（Ｎｂ，Ａｌ，Ｃｕを含有しない）Ｃａ含有溶接ワイヤとなる。
【００７６】
表１のＮｏ．８〜３２がＡｌまたはＮｂ含有時の実施例となり、本発明の要件である溶接ワイヤの組成、（１＋Ｃａ［質量％］×１０4)／（１＋Ｍ［質量％］）≦３０（ＭはＡｌおよび／またはＮｂ）、標準Ｃａ含有ワイヤのスパッタ量に対して２０％以上の減少率を満足する例となる。これらのうちＣａ含有量０．００３０質量％以下の場合はＡｌ、Ｎｂの適正量の添加により、Ｎｏ.９，１０，１５，１７，２３，２４，２７，２９のように、Ｃａを含有していないＢＡＳＥ材（Ｎｏ．１）のスパッタ量（２．０６ｇ／ｍｉｎ）よりも低減する。ただし、表１の実施例１４、１５、１７、２１、３２は、前記した通り、本発明の範囲から外れた参考例である。
【００７７】
また、溶接金属中の介在物をみると、前記ＢＡＳＥ例がＳｉ、Ｍｎ系の酸化物であるのに対して、Ａｌを添加した前記実施例では、アルミの酸化物となっており、陰極点として作用する浮上酸化物の形態もなんらかの変化があったものと思われ、Ｎｂを添加した前記実施例では、Ｓｉ、Ｍｎ系の酸化物まわりにＮｂ酸化物が生成しており、陰極点として作用する浮上酸化物の形態も、前記Ａｌ添加と同じメカニズムなんらかの変化があったものと思われる。
【００７８】
一方、表２のＮｏ．３３〜５０は比較例となる。Ｎｏ．３３〜３６は（１＋Ｃａ［質量％］×１０4)／（１＋Ｍ［質量％］）の値が３０を超え、スパッタが多量に発生する。また、（１＋Ｃａ［質量％］×１０4)／（１＋Ｍ［質量％］）
が３０以下であるものの、Ｎｏ．３７、３８はＡｌの過剰添加により、スラグが多量に発生し、Ｎｏ. ３９はＣａ  ｆｒｅｅであるが、ＢＡＳＥ材と比較してスパッタの減少率が２０％未満となり、スパッタ減少効果が小さい。Ｎｏ．４０，４１はＳｉ，Ｍｎ量が極めて低いため、脱酸不足となりブローホールが発生する。Ｎｏ．４２はＣの過剰添加によるスパッタの増大、Ｓの過剰添加による割れが発生する。Ｎｏ．４３はＴｉの過剰添加によるスラグの多量発生、Ｓの過剰添加による割れが発生する。Ｎｏ．４４はＴｉの過剰添加によって、スラグが多量発生し、Ｎｏ．４５、４６はＮｂの過剰添加により割れが発生する。Ｎｏ．４７，４８はＡｌまたはＮｂの添加量が微量であるため、スパッタの減少効果は小さい。Ｎｏ．４９、５０はＳｉまたはＭｎの過剰添加により、スラグが多量に発生する。
【００７９】
表３のＮｏ．５１〜６６はＣｕ含有時の実施例となり、本発明の要件である溶接ワイヤの組成、（１＋Ｃａ［質量％］×１０4)／（１＋Ｃｕ［質量％］／１０）≦３０、標準Ｃａ含有ワイヤのスパッタ量に対して２０％以上の減少率を満足する例となる。これらのうち、Ｎｏ.５１，５２，５４，５６はＣａを含有していないＢＡＳＥ材（Ｎｏ．１）のスパッタ量（２．０６ｇ／ｍｉｎ）よりもスパッタが低減する。
【００８０】
このＣｕによるスパッタの抑制メカニズムはＮｂ、Ａｌとは異なり、陰極点（酸化物）に影響を与えるわけではなく、前記した通り、Ｃｕ蒸気発生によるアーク面積の拡大や溶滴物性の変化が、アーク安定性の向上につながるものと推考される
【００８１】
一方、表３のＮｏ．６７〜７２はＣｕ含有の比較例となる。Ｎｏ．６７はＣｕ含有量が少ないため、Ｃａ含有におけるスパッタ減少効果が小さい。Ｎｏ.６８はＣａの含有量かつＣｕ含有量が微量であるためＣａ含有におけるスパッタ減少効果が小さい。Ｎｏ．６９〜７１は（１＋Ｃａ［質量％］×１０4)／（１＋Ｃｕ［質量％］／１０）≦３０  を満たさず、スパッタが多量に発生する。Ｎｏ．７２はＣｕの過剰添加のため伸線が不可となった。
【００８２】
また、表４から、Ｎｂ、ＡｌとＣｕとの複合添加による、スパッタ抑制の相乗効果（アーク安定の相乗効果）も裏付けられる。すなわち、ＡｌとＮｂ、もしくはＡｌおよび/またはＮｂにＣｕを複合添加すると、同程度の添加量でＮｂ、Ａｌ、Ｃｕを単体（単独）で添加した場合よりも、さらにスパッタ低減効果があることが分かる。例えば、表１の実施例Ｎｏ．１４のＡｌ：０．５質量％、Ｃａ：０．００４２質量％に近い組成である、表４の実施例Ｎｏ．７５では、Ｃｕを添加することで、スパッタ量が２．９６ｇ／ｍｉｎから２．４８ｇ／ｍｉｎまで減少している。
【００８３】
表４のＮｏ．７３〜８１は複合添加した場合の実施例となる。本発明の要件である溶接ワイヤの組成、（１＋Ｃａ［質量％］×１０4)／（１＋Ｍ［質量％］＋Ｃｕ［質量％］／１０）≦３０（これら各式においてＭはＡｌおよび／またはＮｂ）を満たし、標準Ｃａ含有ワイヤのスパッタ量に対して２０％以上の減少率を満足する例となる。これらのうち、Ｎｏ．７３、７６、７７、８０  はＣａを含有していないＢＡＳＥ材（Ｎｏ．１）のスパッタ量（２．０６ｇ／ｍｉｎ）よりもスパッタが低減する。
【００８４】
一方、表４のＮｏ．８２〜８４は比較例であって、Ｎｏ．８２はＡｌ、Ｎｂの含有量が微量で（１＋Ｃａ［質量％］×１０4)／（１＋Ｍ［質量％］＋Ｃｕ［質量％］／１０）≦３０  を満足していないため、スパッタが多量に発生する。Ｎｏ．８３はＡｌの過剰添加による多量なスラグの発生、Ｎｏ８４はＡｌ、Ｎｂの過剰添加により、多量なスラグの発生、割れが発生する。
【００８５】
また、表５はソリッドワイヤ表面に０．１０〜０．３０％のＣｕメッキ層を施した場合のＣｕの効果を示している。
【００８６】
表５のＮｏ．８５〜８８はメッキＣｕを施した場合の実施例となり、Ｎｏ．８５〜８８は線材中のＣｕとメッキ層のＣｕが合わさることで、本発明の要件である溶接ワイヤの組成、（１＋Ｃａ［質量％］×１０4)／（１＋Ｃｕ［質量％］／１０）≦３０、標準Ｃａ含有ワイヤのスパッタ量に対して２０％以上の減少率を満足する例となる。これらのうち、Ｎｏ.８８はＣａを含有していないＢＡＳＥ材（Ｎｏ．１）のスパッタ量（２．０６ｇ／ｍｉｎ）よりもスパッタが低減する。
【００８７】
前記のとおり、線材中だけでなくメッキ層を含めた全体のＣｕ含有量が本発明のＣｕ含有範囲を満たすことによっても効果が発揮されるため、本発明のＣｕ含有範囲であるならば、Ｃｕメッキ層を施しても問題はない。
【００８８】
また、表１のＮｏ.９、１０、１５、１７、２３、２４、２７、２９、表３のＮｏ.５１、５２、５４、５６、表４のＮｏ．７３、７６、７７、８０、表５のＮｏ．８８のようにＣａの含有量が０．００３０％以下の場合、Ａｌ、Ｎｂ、Ｃｕの含有量が適正値であるとＣａ  Ｆｒｅｅの標準量（Ｎｏ．１）よりもスパッタが低減し、より好ましい条件となる。
【００８９】
以上の実施例から、本発明で規定する要件の、スパッタの低減に対する臨界的な意義が実証される。
【００９０】
【表１】
0005411796.tif 000002
【００９１】
【表２】
0005411796.tif 000003
【００９２】
【表３】
0005411796.tif 000004
【００９３】
【表４】
0005411796.tif 000005
【００９４】
【表５】
0005411796.tif 000006
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明によれば、Ｃａの含有量が多くなった場合でも、アークを安定させて、スパッタ発生を抑制できる溶接ワイヤを提供することができる。このため、ビード周辺のスパッタ付着による外観不良や、ノズル付着によるシールドガス不良などの問題が大きく改善でき、ガスシールドアーク溶接における溶接作業性を向上できる効果が大きい。したがって、低炭素鋼溶接ソリッドワイヤからなるガスシールドアーク溶接用のワイヤとして、広く用いることができる。
【図１】
0005411796.tif 000007
【図２】
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【図３】
0005411796.tif 000009
【図４】
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【図５】
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