(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼製外皮内にフラックスを充填してなるガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤにおいて、ワイヤ全質量に対する質量％で、フラックスに、
Ｔｉ酸化物のＴｉＯ２換算値：３．２０〜４．２０％、
Ｓｉ酸化物のＳｉＯ２換算値：０．５０〜１．５０％、
Ｚｒ酸化物のＺｒＯ２換算値：０．２０〜１．２０％、
Ｍｇ：０．１〜０．５％、
ＮａまたはＫの化合物のＮａ２Ｏ換算値およびＫ２Ｏ換算値の合計：０．２０〜０．３５％、
弗素化合物のＦ換算値：０．２５〜０．４５％、
ＢｉおよびＢｉ酸化物のＢｉ換算値の合計：０．０１０〜０．０３０％、
Ａｌ酸化物のＡｌ２Ｏ３換算値：０．０５〜０．３０％、
Ｆｅ酸化物のＦｅＯ換算値：０．０５〜０．３０％を含有し、
さらに、鋼製外皮とフラックスの両方の合計で、
Ｃ：０．０４〜０．０８％、
Ｓｉ：０．２０〜０．８０％、
Ｍｎ：２．６０〜３．６０％、
Ａｌ：０．０５〜０．４０％を含有し、残部はＦｅおよび不可避的不純物からなることを特徴とする２電極水平すみ肉ＣＯ２ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軟鋼および４９０ＭＰａ級高張力鋼板などの水平すみ肉溶接に使用されるガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤに係わるものであり、特に、造船パネルのロンジ先付けやビルトアップロンジなどの長尺すみ溶接において、高電流かつ高速度の溶接条件で溶接施工して、健全な溶接ビードが得られる２電極水平すみ肉ＣＯ２ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ（以下、フラックス入りワイヤという。）に関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶や橋梁の分野では、水平すみ肉溶接の更なる高能率化の目的から、特許文献１で提案されているような２電極１プール方式の高速水平すみ肉溶接法で施工されるロンジ溶接が使用されている。さらに近年では、溶接構造物の構造強化の目的からすみ肉脚長基準が改正され、すみ肉溶接部の更なる大脚長化が求められている。このような大脚長化を確保する場合、溶着量を増大することが必須であり、高電流で溶接を行いつつ、溶接速度を遅くする方法が広く知られている。しかし、溶接速度を下げることは、溶接能率を低下させて製造コストが高くなるため、施工現場からは高電流で高速溶接ができるフラックス入りワイヤが強く要望されている。
【０００３】
このような２電極水平すみ肉溶接法で高電流かつ高速度の溶接条件（例えば、両極とも溶接電流４００Ａ以上、溶接速度１．０ｍ／ｍｉｎ以上）の場合、２電極間に形成される湯溜りが強いアーク力の影響によってアーク状態が不安定となり、溶接後のビード形状が乱れることが多い。さらに、ロンジの高速度での水平すみ肉溶接の場合では、一般的に両側から同時に溶接するため、高電流域での溶接では溶接部への入熱量がさらに増大し、アンダーカットやオーバーラップの発生、スラグ剥離性の劣化、溶接部の機械的性質の低下の原因となる。
【０００４】
さらに、耐錆性の目的から、鋼板表面に無機ジンクプライマ（例えば、亜鉛末とバインダーとしてアルキルシリケートを含む防錆塗料）が塗装されている鋼板が多く使用されているが、このような無機ジンクプライマ塗装鋼板を溶接した場合、鋼板表面の無機ジンクプライマが蒸気化して蒸気ガスを発生してピットが多発し、特に高速溶接を行うとピットが増大するという問題がある。
【０００５】
これら問題に対して、本発明者らは先に特許文献２で、無機ジンクプライマ塗装鋼板を使用した２電極水平すみ肉溶接において、優れた溶接作業性と十分な脚長を確保できるフラックス入りワイヤを提案した。しかし、特許文献２に開示されたフラックス入りワイヤでは、溶接速度１．０ｍ／ｍｉｎ以上での高速度溶接の場合、無機ジンクプライマ塗装鋼板から発生する蒸気ガスが抜けきれずに溶融プール内に残留してしまうため、十分な耐気孔性を得ることができずにピットが多発するという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−２３５０７７号公報
【特許文献２】特開２０１０−２８４６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、これらの問題を解決しようとするもので、無機ジンクプライマ塗装鋼板などの水平すみ肉溶接を高電流かつ高速度の溶接条件で溶接施工した場合でも、アーク状態が良好で、２電極間の湯溜りも安定し、アンダーカットやオーバーラップが発生せず、健全な溶接ビードが得られ、スラグ剥離性並びに耐気孔性も良好で、特に気孔欠陥となるピットも多発せず、溶接部の機械的性質も良好な２電極水平すみ肉ＣＯ２ガスシールドアーク溶接用フラックス入り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】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究し、鋼製外皮内にフラックスを充填してなるガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤにおいて、フラックスの成分を所定の成分とし、ワイヤの組成割合を決定することによって、目的とする２電極水平すみ肉ＣＯ２ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤを得ることができた。
本発明の要旨は、鋼製外皮内にフラックスを充填してなるガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤにおいて、ワイヤ全質量に対する質量％で、フラックスに、
Ｔｉ酸化物のＴｉＯ２換算値：３．２０〜４．２０％、
Ｓｉ酸化物のＳｉＯ２換算値：０．５０〜１．５０％、
Ｚｒ酸化物のＺｒＯ２換算値：０．２０〜１．２０％、
Ｍｇ：０．１〜０．５％、
ＮａまたはＫの化合物のＮａ２Ｏ換算値およびＫ２Ｏ換算値の合計：０．２０〜０．３５％、
弗素化合物のＦ換算値：０．２５〜０．４５％、
ＢｉおよびＢｉ酸化物のＢｉ換算値の合計：０．０１０〜０．０３０％、
Ａｌ酸化物のＡｌ２Ｏ３換算値：０．０５〜０．３０％、
Ｆｅ酸化物のＦｅＯ換算値：０．０５〜０．３０％を含有し、
さらに、鋼製外皮とフラックスの両方の合計で、
Ｃ：０．０４〜０．０８％、
Ｓｉ：０．２０〜０．８０％、
Ｍｎ：２．６０〜３．６０％、
Ａｌ：０．０５〜０．４０％を含有し、残部はＦｅおよび不可避的不純物からなることを特徴とする２電極水平すみ肉ＣＯ２ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤにある。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の２電極水平すみ肉ＣＯ２ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤによれば、軟鋼および４９０ＭＰａ級高張力鋼などの無機ジンクプライマ塗装鋼板の２電極水平すみ肉ガスシールドアーク溶接において、高電流かつ高速度の溶接条件で溶接施工した場合でも、アーク状態が良好で、２電極間の湯溜りも安定し、アンダーカットおよびオーバーラップが発生せず、健全な溶接ビードが得られ、スラグ剥離性並びに耐気孔性が良好で、ピットも発生せず、溶接部の機械的性質が良好であるので、溶接部の高品質化とともに作業能率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】１プール方式の２電極水平すみ肉ガスシールドアーク溶接の状況を示す模式図である。
【図２】２電極水平すみ肉ガスシールドアーク溶接において発生するビード形状の欠陥例を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下本発明を詳細に説明する。
【００１２】
図１に、１プール方式の２電極水平すみ肉ガスシールドアーク溶接の概要を示す。２電極水平すみ肉ガスシールドアーク溶接で良好なビード形状を得るためには、電極角度θ１を持たせた先行電極ワイヤ１と、電極角度θ２を持たせた後行電極ワイヤ２との間に安定した湯溜り３を形成することが重要である。例えば、１．０ｍ／ｍｉｎ以上の高速度での溶接で健全な溶接ビードを得ようとする場合、溶接電流を高くして溶着量を多くすることが必須であるが、このような高電流域での溶接では、先行電極ワイヤ１と後行電極ワイヤ２のアーク力が強くなるため、そのアーク力によって湯溜り３も不安定となる。さらに、アーク状態も不安定になるため、最終的には湯溜り３自体が大きく変動してビードが形成できなくなる。また、後行電極の後方の溶融プール４が凝固してできるスラグの被包状態が不十分だと、図２の２電極水平すみ肉ガスシールドアーク溶接において発生するビード形状の欠陥例に示すように、アンダーカット１１やオーバーラッブ１２が発生し、スラグ剥離性も不良となる。さらに、立板９および下板１０鋼板表面の赤錆や付着水分、塗装した無機ジンクプライマ８に起因する蒸気ガスが多く発生し、溶接部のピット１３の発生も増加する。なお、図１中の５は溶融スラグ、６は凝固スラグ、７は溶接ビードを示す。
本発明者らは、無機ジンクプライマ塗装鋼板などの２電極水平すみ肉ガスシールドアーク溶接において、高電流かつ高速度での溶接条件で最も問題となる湯溜りの安定化に対しては、ワイヤ中の主要なスラグ形成剤であるＴｉ酸化物（ＴｉＯ２換算値）、Ｓｉ酸化物（ＳｉＯ２換算値）およびＺｒ酸化物（ＺｒＯ２換算値）の比率を検討し、従来の水平すみ肉溶接用フラックス入りワイヤに比較してＳｉ酸化物の比率を高くすることで２電極間の湯溜りを安定して保持できることを突き止めた。また、アーク状態の安定化に対しては、アーク安定剤であるＮａまたはＫの化合物の比率を増加させることにより、アーク状態を安定化できることを突き止めた。また、スラグ被包性については、Ｓｉ酸化物とともにＺｒ酸化物を高めにし、さらに、Ｆｅ酸化物を低減することにより、アンダーカットやオーバーラップがなくビード止端部と鋼板とのなじみ性が良好な平滑なビード形状が得られることを突き止めた。また、スラグ剥離性については、適量のＴｉ酸化物の比率にすることにより、スラグ自体を脆くさせ、加えて、微量のＢｉ、Ｂｉ酸化物の添加、Ｆｅ酸化物の低減などの効果を加えることでスラグが極めて除去しやすくなることを突き止めた。さらに、耐気孔性に対しては、弗素化合物の比率を増加させることで耐気孔性を向上させ、ピットが低減できることを突き止めた。ところが、耐気孔性の向上のために、弗素化合物の比率を増加させるとアークが不安定な状態となる。そこで、本発明ではフッ素化合物とアーク安定剤との添加量のバランス、すなわち、弗素化合物の比率を増加させたことに応じてアーク安定剤の比率の増加を図ることによって、耐気孔性の向上（ピットの低減）およびアーク状態の安定化を両立できることを突き止めた。
【００１３】
これら知見を基本にして、高電流かつ高速度での無機ジンクプライマ塗装鋼板の２電極水平すみ肉ＣＯ２ガスシールドアーク溶接で使用されるフラックス入りワイヤとして具備すべきアーク安定性などの溶接作業性、プライマ塗装鋼板に対する耐気孔性、溶着金属試験における機械的性質などを種々の試作ワイヤで詳細に検討し、それぞれワイヤ成分の含有量を限定したことによりその目的を達したものである。
【００１４】
以下、本発明のフラックス入りワイヤの成分限定理由を述べる。以下組成における質量％は、単に％と記載する。
【００１５】
（Ｔｉ酸化物のＴｉＯ２換算値：３．２０〜４．２０％）
ルチールやチタンスラグなどのＴｉ酸化物は、溶融スラグの粘性を高めてスラグ被包性を向上させる作用を有する。しかし、ワイヤ全質量に対する％でフラックス中のＴｉ酸化物のＴｉＯ２換算値が３．２０％未満では、スラグ量が不足するとともに、溶融スラグの粘性が不足してスラグ被包性が悪くなり、脚長も十分に確保できず、ビード形状およびスラグ剥離性も不良となる。一方、ＴｉＯ２換算値が４．２０％を超えると、スラグ量が過多となって耐気孔性が不良となる。したがって、Ｔｉ酸化物のＴｉＯ２換算値は３．２０〜４．２０％とする。
【００１６】
（Ｓｉ酸化物のＳｉＯ２換算値：０．５０〜１．５０％）
珪砂やジルコンサンドなどのＳｉ酸化物は、溶融スラグの粘性を高めるものであり、２電極水平すみ肉溶接で２電極間に安定した湯溜りを形成し、スラグ被包性を向上させる作用を有する。しかし、ワイヤ全質量に対する％でフラックス中のＳｉ酸化物のＳｉＯ２換算値が０．５０％未満では、溶融スラグの粘性が不足し、湯溜りが不安定になるとともにスラグ被包性も悪くなり、脚長も十分に確保できず、ビード形状およびスラグ剥離性も不良となる。一方、ＳｉＯ２換算値が１．５０％を超えると、スラグが堅くなり、スラグ除去が困難となってスラグ剥離性が不良となるとともに耐気孔性も不良となる。さらに、溶接金属の衝撃靭性も低下する。したがって、Ｓｉ酸化物のＳｉＯ２換算値は０．５０〜１．５０％とする。
【００１７】
（Ｚｒ酸化物のＺｒＯ２換算値：０．２０〜１．２０％）
ジルコンサンド、酸化ジルコンなどのＺｒ酸化物は、溶融プールの極端な後退を抑え、スラグをビード全体に被包させて平滑なビードを形成する作用を有する。しかし、ワイヤ全質量に対する％でフラックス中のＺｒ酸化物のＺｒＯ２換算値が０．２０％未満では、ビード止端部のなじみ性が悪くなって凸状ビードとなるのでビード形状が不良となり、脚長も十分に確保できず、スラグ被包むらも発生し、スラグ被包性およびスラグ剥離性も不良となる。一方、ＺｒＯ２換算値が１．２０％を超えると、スラグ自体が堅くなってスラグ除去が極めて困難となってスラグ剥離性が不良となる。したがって、Ｚｒ酸化物のＺｒＯ２換算値は０．２０〜１．２０％とする。
【００１８】
（Ｍｇ：０．1０〜０．５０％）
ＭｇおよびＡｌ−ＭｇなどからのＭｇは、強脱酸剤として溶接金属の酸素量を低減させ、溶接金属の衝撃靱性を高める作用を有する。しかし、ワイヤ全質量に対する％でフラックス中のＭｇが０．１０％未満では、溶接金属の衝撃靱性が低下する。一方、Ｍｇが０．５０％を超えると、スラグ被包性が悪くなり、ビード形状も不良となる。したがって、Ｍｇは０．１０〜０．５０％とする。
【００１９】
（ＮａまたはＫの化合物のＮａ２Ｏ換算値およびＫ２Ｏ換算値の合計：０．２０〜０．３５％）
アーク安定剤として公知の珪酸ソーダ、珪酸カリ、氷晶石、カリ長石およびケイ弗化カリなどの化合物（酸化物を含む）からのＮａおよびＫは、アーク安定剤として溶滴移行を良好にする作用を有する。しかし、フラックス中のＮａおよびＫの化合物のＮａ２Ｏ換算値およびＫ２Ｏ換算値の合計が０．２０％未満では、２電極水平すみ肉溶接で２電極間に安定した湯溜りが形成されず、アーク状態も不安定となり、スラグ被包性も悪くなり、ビード形状およびスラグ剥離性も不良となる。一方、Ｎａ２Ｏ換算値およびＫ２Ｏ換算値の合計が０．３５％を超えると、溶融スラグの粘性が過剰に低下してスラグ被包性が悪くなり、ビード形状およびスラグ剥離性も不良となる。したがって、ＮａおよびＫの化合物（酸化物を含む）のＮａ２Ｏ換算値およびＫ２Ｏ換算値の合計（ここで、Ｎａ２Ｏ換算値およびＫ２Ｏ換算値の一方が０％の場合を含む）は０．２０〜０．３５％とする。
【００２０】
（弗素化合物のＦ換算値：０．２５〜０．４５％）
弗化ソーダや珪弗化カリなどの弗素化合物からのＦは、耐気孔性を向上させる作用を有する。しかし、フラックス中の弗素化合物のＦ換算値が０．２５％未満では、無機ジンクプライマ塗装鋼板を使用した場合では、発生する蒸気ガスを溶融プールから排除することができず、耐気孔性が不良となり、ピットが発生する。一方、Ｆ換算値が０．４５％を超えると、溶融スラグの粘性が過剰に低下し、２電極水平すみ肉溶接で２電極間に安定した湯溜りが形成されず、ビード形状も不良となる。したがって、弗素化合物のＦ換算値は０．２５〜０．４５％とする。
【００２１】
（ＢｉおよびＢｉ酸化物のＢｉ換算値の合計：０．０１０〜０．０３０％）
ＢｉおよびＢｉ酸化物は、スラグ剥離剤としてビード表面からスラグを解離させる作用を有する。しかし、フラックス中のＢｉおよびＢｉ酸化物のＢｉ換算値の合計が０．０１０％未満では、ビード表面へのスラグ固着力が強く、スラグ剥離性が不良となる。一方、Ｂｉ換算値の合計が０．０３０％を超えると、溶接金属の酸素量が増加して溶接金属の衝撃靭性が低下する。したがって、ＢｉおよびＢｉ酸化物のＢｉ換算値の合計は０．０１０〜０．０３０％とする。
【００２２】
（Ａｌ酸化物のＡｌ２Ｏ３換算値：０．０５〜０．３０％）
アルミナなどのＡｌ酸化物は、スラグ形成剤としてスラグ被包性を高め、ビード形状およびスラグ剥離性を良好にする作用を有する。しかし、フラックス中のＡｌ酸化物のＡｌ２Ｏ３換算値が０．０５％未満であると、前記効果が得られず、スラグ被包性が悪くなり、ビード形状およびスラグ剥離性も不良となる。一方、Ａｌ２Ｏ３換算値が０．３０％を超えると、スラグ被包むらが生じ、スラグ被包性が悪くなり、ビード形状およびスラグ剥離性が不良となる。したがって、Ａｌ酸化物のＡｌ２Ｏ３換算値は０．０５〜０．３０％とする。
【００２３】
（Ｆｅ酸化物のＦｅＯ換算値：０．０５〜０．３０％）
酸化鉄、ミルスケールなどのＦｅ酸化物は、溶融スラグの粘性および凝固温度を調整し、ビード下脚側の止端部のなじみ性を良好にする作用を有する。しかし、フラックス中のＦｅ酸化物のＦｅＯ換算値が０．０５％未満であると、前記効果が得られず、ビード形状が不良となる。一方、ＦｅＯ換算値が０．３０％を超えると、２電極水平すみ肉溶接での２電極間の湯溜りが不安定になり、スラグ被包性が不良となり、ビード形状およびスラグ剥離性も不良となる。したがって、Ｆｅ酸化物のＦｅＯ換算値は０．０５〜０．３０％とする。
【００２４】
（Ｃ：０．０４〜０．０８％）
Ｃは、溶接金属の強度および衝撃靭性を調整するのに重要な元素であり、鋼製外皮とフラックスの両方の合計で、Ｃが０．０４％未満では、溶接金属の衝撃靭性が低くなる。一方、Ｃが０．０８％を超えると、溶接金属の強度が高くなり、衝撃靭性が低下する。したがって、Ｃは０．０４〜０．０８％とする。なお、フラックスのＣは、Ｆｅ−Ｓｉ、Ｆｅ−ＭｎおよびＦｅ−Ｓｉ−Ｍｎなどの鉄合金粉が微量含有するＣ、あるいはＣ粉などである。
【００２５】
（Ｓｉ：０．２０〜０．８０％）
Ｓｉは、溶接金属の強度および衝撃靭性を調整するとともに、スラグ粘性を高くする作用を有する。しかし、鋼製外皮とフラックスの両方の合計で、Ｓｉが０．２０％未満では、ビード形状およびスラグ剥離性が不良となる。一方、Ｓｉが０．８０％を超えると、溶接金属の強度が高くなり、衝撃靱性が低下する。したがって、Ｓｉは０．２０〜０．８０％とする。なお、フラックスのＳｉは、金属Ｓｉ、Ｆｅ−Ｓｉ（フェロシリコン）およびＦｅ−Ｓｉ−Ｍｎ（フェロシリコンマンガン）などの鉄合金からのＳｉである。
【００２６】
（Ｍｎ：２．６０〜３．６０％）
Ｍｎは、溶接金属の強度および特に衝撃靭性を確保するために必要な元素であり、鋼製外皮とフラックスの両方の合計で、Ｍｎが２．６０％未満では、溶接金属の衝撃靭性が低くなる。一方、Ｍｎが３．６０％を超えると、溶接金属の強度が高くなり、衝撃靭性が低下する。したがって、Ｍｎは２．６０〜３．６０％とする。なお、フラックスのＭｎは、金属Ｍｎ、Ｆｅ−Ｍｎ（フェロマンガン）およびＦｅ−Ｓｉ−Ｍｎなどの鉄合金からのＭｎである。
【００２７】
（Ａｌ：０．０５〜０．４０％）
Ａｌは、強脱酸剤として溶接金属の酸素量を低減し、衝撃靱性を高める作用を有する。しかし、鋼製外皮およびフラックスの合計で、Ａｌが０．０５％未満では、溶接金属の衝撃靭性が低くなる。一方、Ａｌが０．４０％を超えると、溶接金属の強度が高くなり、衝撃靭性が低下する。したがって、Ａｌは０．０５〜０．０４０％とする。なお、フラックスのＡｌは、金属Ａｌ、Ｆｅ−ＡｌおよびＡｌ−ＭｇなどからのＡｌである。
【００２８】
以上、本発明の２電極水平すみ肉ＣＯ２ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤの構成要件の限定理由を述べたが、残部は、Ｆｅおよび不可避的不純物からなっている。ここで、Ｆｅは、鋼製外皮のＦｅ、フラックスの鉄粉、鉄合金（Ｆｅ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｍｎ、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｍｎ等のフェロアロイ）粉などからのＦｅである。
【００２９】
なお、上記の鋼製外皮は、フラックス充填後の伸線加工性が良好な軟鋼が最適であり、さらに、鋼製外皮中のＣが０．００５〜０．０３％のものは、スパッタ発生量の低減および低ヒューム化に有効である。ワイヤ径は２電極水平すみ肉溶接用として一般的な１．４〜１．６ｍｍ、ワイヤ全質量に対するフラックス充填率は、高溶着性と生産性を考慮し、１３〜２０％程度のものが好ましい。
【００３０】
また、ワイヤ断面形状は、市販のフラックス入りワイヤと同様、シームレスおよびかしめならびに突きあわせタイプのいずれでもよいが、ワイヤ表面にＣｕめっきを施したシームレスタイプは、溶接チップの摩耗が少なく、安定したアーク状態を長い間維持することができる。フラックス入りワイヤが含有する水素量および窒素量は、それぞれ耐気孔性および衝撃靭性を低下させないように、ワイヤ全質量に対して４０ｐｐｍ以下にすることが好ましい。
【００３１】
なお、スラグ剥離剤としてＦｅＳなどによるＳを故意に添加することは有効であるが、Ｓが０．０３０％を超えると、スラグ被包性が不良となり、ビード形状が不良になる。
また、本発明の２電極水平すみ肉ＣＯ２ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤと組み合わせて使用するシールドガスはＣＯ２ガスとする。
【００３２】
以下、実施例により本発明の効果をさらに詳細に説明する。
【実施例】
【００３３】
軟鋼外皮（Ｃ：０．０２％、Ｓｉ：０．０１％、Ｍｎ：０．３５％、Ａｌ：０．０２％、Ｎ：０．００１５％）に、表１に示す各種フラックスをフラックス充填率１７％で充填し、軟鋼外皮の端面同士を溶接してシームレス状にした後、ワイヤ径１．６ｍｍまで縮径したフラックス入りワイヤを各種試作した。
【００３４】
【表１】
0005938375.tif 000002
【００３５】
これら表１に示す試作フラックス入りワイヤを各々の電極に使用し、２電極１プール方式の水平すみ肉溶接（両側同時溶接）を行い、溶接作業性を調査した。次いで、ＪＩＳ  Ｚ  ３３１３およびＪＩＳ  Ｚ３１１１に準拠して溶着金属試験も行った。なお、シールドガスはＣＯ２ガスである。表２にそれらの溶接条件を示す。
【００３６】
【表２】
0005938375.tif 000003
【００３７】
２電極水平すみ肉溶接試験は、Ｔ字での水平すみ肉溶接で行い、試験体は４９０ＭＰａ級高張力鋼の板厚１２ｍｍ、板幅１００ｍｍ、長さ１．０ｍの無機ジンクプライマ塗装鋼板（以下、プライマ鋼板という。プライマ膜厚：側面約２０μｍ、端面フライス加工）であって、下板と立板との隙間がない状態でＴ字に組んだ。
【００３８】
それら試験体を用い、各種試作ワイヤについて、アーク状態、２電極間の湯溜りの安定性、スラグ被包性、脚長（実測）、ビード形状、スラグ剥離性、耐気孔性（ピット）について調査して評価を行った。
【００３９】
各試験の評価結果について、アーク安定性は、○：安定、×：不安定を示す。２電極間の湯溜りの安定性は、○：安定、×：不安定を示す。スラグ被包性は、○：ビード全面を被包した状態、×：部分的にビード露出部がある状態を示す。脚長（実測）は、○：６ｍｍ脚長を満足、×：脚長不足を示す。ビード形状は、○：アンダーカット、オーバーラップがなく、ビード止端部のなじみ性も良好、×：不良を示す。スラグ剥離性は、○：チッピングハンマーで軽く突付いた際にビードが全面剥離し除去が極めて容易、×：スラグ上脚部に部分的に固着、あるいは強く突付いても除去困難を示す。耐気孔性は、○：ピットの発生なし、×：ピットの発生あり、を示す。
【００４０】
溶着金属試験は、引張強さは４９０〜６７０ＭＰａ、吸収エネルギーは試験温度０℃での３個の平均値が４７Ｊ以上を合格とした。
【００４１】
それらの結果を表３にまとめて示す。
【００４２】
【表３】
0005938375.tif 000004
【００４３】
表１および表３中ワイヤ記号Ｗ１〜Ｗ１０が本発明例、ワイヤ記号Ｗ１１〜Ｗ２２は比較例である。
【００４４】
本発明例であるワイヤ記号Ｗ１〜Ｗ１０は、Ｔｉ酸化物のＴｉＯ２換算値、Ｓｉ酸化物のＳｉＯ２換算値、Ｚｒ酸化物のＺｒＯ２換算値、Ｍｇ、ＮａおよびＫの化合物のＮａ２Ｏ換算値およびＫ２Ｏ換算値の合計、弗素化合物のＦ換算値、ＢｉおよびＢｉ酸化物のＢｉ換算値の合計、Ａｌ酸化物のＡｌ２Ｏ３換算値、Ｆｅ酸化物のＦｅＯ換算値、Ｃ、Ｓｉ、ＭｎおよびＡｌを適量含有しているので、２電極水平すみ肉溶接試験でのアーク安定性、２電極間の湯溜りの安定性、スラグ被包性、脚長（実測）、ビード形状、スラグ剥離性、耐気孔性のいずれも良好であり、溶着金属試験の引張強さおよび吸収エネルギーも良好な結果であった。
【００４５】
比較例中ワイヤ記号Ｗ１１は、ＴｉＯ２換算値が少ないので、２電極水平すみ肉溶接試験でのスラグ被包性、ビード形状、スラグ剥離性が不良で、脚長も不十分であった。また、Ｃが高いので、溶着金属試験の引張強さが高く、吸収エネルギーが低かった。
【００４６】
ワイヤ記号Ｗ１２は、ＴｉＯ２換算値が多いので、２電極水平すみ肉溶接試験での耐気孔性が悪くピットが発生した。また、Ｎａ２Ｏ換算値およびＫ２Ｏ換算値の合計が少ないので、アークが不安定で、２電極間の湯溜りが安定せず、スラグ被包性、ビード形状、スラグ剥離性も不良であった。
【００４７】
ワイヤ記号Ｗ１３は、ＳｉＯ２換算値が少ないので、２電極水平すみ肉溶接試験での２電極間の湯溜りが安定せず、スラグ被包性、ビード形状およびスラグ剥離性が不良で、脚長も不十分であった。また、Ｆ換算値が少ないので、耐気孔性も悪くピットが発生した。さらに、Ｃが少ないので、溶着金属試験の吸収エネルギーが低かった。
【００４８】
ワイヤ記号Ｗ１４は、ＳｉＯ２換算値が多いので、２電極水平すみ肉溶接試験でのスラグ剥離性、耐気孔性が不良で、溶着金属試験の吸収エネルギーも低かった。また、Ｍｇが多いので、スラグ被包性、ビード形状も不良であった。
【００４９】
ワイヤ記号Ｗ１５は、ＺｒＯ２換算値が少ないので、２電極水平すみ肉溶接試験でのスラグ被包性、ビード形状、スラグ剥離性が不良で、脚長も不十分であった。また、Ａｌが高いので、溶着金属試験の引張強さが高く、吸収エネルギーが低かった。
【００５０】
ワイヤ記号Ｗ１６は、ＺｒＯ２換算値が多いので、２電極水平すみ肉溶接試験でのスラグ剥離性が不良であった。また、Ｆ換算値が多いので、２電極間の湯溜りが安定せず、ビード形状が不良であった。さらに、Ｓｉが多いので、溶着金属試験の引張強さが高く、吸収エネルギーが低かった。
【００５１】
ワイヤ記号Ｗ１７は、Ｍｇが少ないので、溶着金属試験の吸収エネルギーが低かった。また、Ａｌ２Ｏ３換算値が少ないので、２電極水平すみ肉溶接試験でのスラグ被包性、ビード形状、スラグ剥離性が不良であった。
【００５２】
ワイヤ記号Ｗ１８は、Ｎａ２Ｏ換算値およびＫ２Ｏ換算値の合計が多いので、２電極水平すみ肉溶接試験でのスラグ被包性、ビード形状、スラグ剥離性が不良であった。また、Ｂｉ換算値が高いので、溶着金属試験の吸収エネルギーが低かった。
【００５３】
ワイヤ記号Ｗ１９は、Ａｌ２Ｏ３換算値が多いので、２電極水平すみ肉溶接試験でのスラグ被包性、ビード形状、スラグ剥離性が不良であった。また、Ｍｎが多いので、溶着金属試験の引張強さが高く、吸収エネルギーが低かった。
【００５４】
ワイヤ記号Ｗ２０は、Ｓｉが低いので、２電極水平すみ肉溶接試験でのビード形状、スラグ剥離性が不良であった。また、Ａｌが低いので、溶着金属試験の吸収エネルギーが低かった。
【００５５】
ワイヤ記号Ｗ２１は、Ｂｉ換算値が少ないので、２電極水平すみ肉溶接試験でのスラグ剥離性が不良であった。また、ＦｅＯ換算値が少ないので、２電極水平すみ肉溶接でのビード形状が不良であった。
【００５６】
ワイヤ記号Ｗ２２は、ＦｅＯ換算値が多いので、２電極水平すみ肉溶接試験での２電極間の湯溜りが不安定で、スラグ被包性、ビード形状、スラグ剥離性も不良であった。また、Ｍｎが多いので、溶着金属試験の引張強さが高く、吸収エネルギーが低かった。
【符号の説明】
【００５７】
１    先行電極ワイヤ
２    後行電極ワイヤ
３    湯溜り
４    溶融プール
５    溶融スラグ
６    凝固スラグ
７    溶接ビード
８    プライマ
９    立板
１０    下板
１１    アンダーカット
１２    オーバーラップ
１３    気孔
【図１】
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【図２】
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