(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールドガスを用いるガスシールドアーク溶接用であるとともに、ステンレス鋼または軟鋼外皮内部にフラックスが充填されるステンレス鋼溶接用のフラックス入りワイヤであって、
前記フラックス入りワイヤは、当該フラックス入りワイヤ全質量に対し、
Ｃ：０．１０質量％以下、
Ｓｉ：１．５０質量％以下、
Ｍｎ：２．００質量％以下、
Ｐ：０．０５０質量％以下、
Ｓ：０．０５０質量％以下、
Ｃｒ：１５．０〜２５．０質量％、
Ｔｉ：０．１６〜１．００質量％、
Ｏ：０．３００質量％以下、
を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物であり、
前記シールドガスは、純Ａｒガスであることを特徴とするフラックス入りワイヤ。
【請求項２】
前記フラックス入りワイヤ全質量に対し、
Ａｌ：１．００質量％以下、
Ｎ：０．０５質量％以下、
のうち１種以上をさらに含有することを特徴とする請求項１に記載のフラックス入りワイヤ。
【請求項３】
前記フラックス入りワイヤ全質量に対し、
Ｎｂ：０．１０〜１．００質量％、
をさらに含有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフラックス入りワイヤ。
【請求項４】
前記フラックス入りワイヤ全質量に対し、
Ｍｏ：３．００質量％以下、
をさらに含有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のフラックス入りワイヤ。
【請求項５】
フラックス充填率が、前記フラックス入りワイヤ全質量に対し、５〜３０質量％であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のフラックス入りワイヤ。
【請求項６】
前記Ｃｒと前記Ｔｉとの含有量が、
Ｃｒ：１５．０〜１９．０質量％、
Ｔｉ：０．１６〜０．５０質量％、
であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のフラックス入りワイヤ。
【請求項７】
前記Ｎｂの含有量が、
Ｎｂ：０．３０〜１．００質量％、
であることを特徴とする請求項３に記載のフラックス入りワイヤ。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のフラックス入りワイヤを、純Ａｒガスであるシールドガス中に送給し、当該フラックス入りワイヤに溶接電流としてパルス電流を供給することで、当該フラックス入りワイヤと母材であるステンレス鋼との間にアークを発生させて溶接を行うことを特徴とするガスシールドアーク溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスシールドアーク溶接用であるとともに、ステンレス鋼または軟鋼外皮内部にフラックスが充填されるステンレス鋼溶接用のフラックス入りワイヤおよびこれを用いたガスシールドアーク溶接方法に関する。
【０００２】
現在、フェライト系ステンレス鋼として、Ｃｒを１４〜１９質量％程度含有する中Ｃｒフェライト鋼と呼ばれるものが多く使用されているが、この中でも、特に、ＳＵＳ４３０鋼は、建築内装材、自動車装飾材等、用途が幅広いことから、大量に生産されている。
【０００３】
また、フェライト系ステンレス鋼は、耐食性や耐熱性に優れることから、自動車のエンジンから排出される高温のガスを誘導するエキゾーストマニホールド、フロントパイプ、メインマフラー等の自動車の排気系部品にも適用されている。
【０００４】
このようなフェライト系ステンレス鋼を溶接する方法として、ガスシールドアーク溶接方法が存在するが、当該溶接方法で使用する溶接ワイヤは、ソリッドワイヤとフラックス入りワイヤの２種類に大別することができる。
【０００５】
ここで、ソリッドワイヤを用いてガスシールドアーク溶接を行うと、酸化物の発生を抑制することが比較的容易に達成でき、優れた耐高温酸化性を発揮することができる。しかし、ソリッドワイヤは、通常、結晶粒の生成サイトとなる非金属介在物が少ないため、ソリッドワイヤを用いて溶接を行った場合、結晶粒の微細化が起こり難く、粒界に腐食が発生し易かった。つまり、ソリッドワイヤを用いたガスシールドアーク溶接では、耐粒界腐食性に問題があった。
このような事情により、フェライト系ステンレス鋼の溶接について、フラックス入りワイヤを用いたガスシールドアーク溶接方法が提案されている。
【０００６】
例えば、特許文献１および特許文献２には、ワイヤ中の化学組成を規制したフラックス入りワイヤが提案されており、シールドガスとして、ＣＯ２ガスを２０％含有するＡｒ−ＣＯ２ガスを使用する旨が記載されている。
【０００７】
また、特許文献３乃至特許文献５には、ワイヤ中の化学組成を規制したフラックス入りワイヤ（または溶接方法）が提案されており、シールドガスとして、純Ａｒガスを使用する旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２９３５９６号公報
【特許文献２】特開２００７−３１９９１０号公報
【特許文献３】特開２００７−２８９９６５号公報
【特許文献４】特開２００７−２９６５３５号公報
【特許文献５】特開２００９−２５５１２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１乃至特許文献５に係る技術は、フラックス入りワイヤを使用しているため、ソリッドワイヤを使用する場合と比較して、結晶粒を微細化し易いことから、粒界に腐食が発生し難く、一定水準の耐粒界腐食性を発揮できる。
しかし、特許文献１および特許文献２に係る技術は、シールドガスとしてＣＯ２ガスを２０％含有するＡｒ−ＣＯ２ガスを使用していることから、このＣＯ２ガスの影響により、耐食性（特に、耐高温酸化性）、耐溶落ち性、溶接作業性の向上には限界があった。
また、特許文献３乃至特許文献５に係る技術は、シールドガスとして純Ａｒガスを用いているが、アークを安定させるために、ワイヤ中にＣ、Ｏを含有させている。このＣ、Ｏがワイヤ中に存在することにより、耐食性（特に、耐高温酸化性）の向上には限界があった。
【００１０】
つまり、特許文献１および特許文献２に係る技術は、シールドガス中にＣＯ２を含んでおり、特許文献３乃至特許文献５に係る技術は、ワイヤ中にＣ、Ｏを含んでいるため、いずれの場合であっても溶接金属の低酸素化が困難であり、高温下において溶接金属に腐食が発生する可能性があった。言い換えると、特許文献１および特許文献５に係る技術には、耐食性（特に、耐高温酸化性）をさらに向上させる余地が存在していた。
【００１１】
そこで、本発明は、耐食性（耐高温酸化性および耐粒界腐食性）を向上させるとともに、耐溶落ち性および溶接作業性に優れたフラックス入りワイヤおよびこれを用いたガスシールドアーク溶接方法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】
【００１２】
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究を行った結果、フラックス入りワイヤに含まれる各元素を所定量に制限することにより、純Ａｒシールドガスで安定な溶接を可能とし、シールドガスとして純Ａｒガスを用いることにより、前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
すなわち、本発明に係るフラックス入りワイヤは、シールドガスを用いるガスシールドアーク溶接用であるとともに、ステンレス鋼または軟鋼外皮内部にフラックスが充填されるステンレス鋼溶接用のフラックス入りワイヤであって、前記フラックス入りワイヤは、当該フラックス入りワイヤ全質量に対し、Ｃ：０．１０質量％以下、Ｓｉ：１．５０質量％以下、Ｍｎ：２．００質量％以下、Ｐ：０．０５０質量％以下、Ｓ：０．０５０質量％以下、Ｃｒ：１５．０〜２５．０質量％、Ｔｉ：０．１６〜１．００質量％、Ｏ：０．３００質量％以下、を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物であり、前記シールドガスは、純Ａｒガスであることを特徴とする。
【００１４】
このように、本発明に係るフラックス入りワイヤは、フラックス入りワイヤに含まれるＣ、Ｏ等の含有量を所定範囲に制限するとともに、シールドガスとして、純Ａｒガスを使用することにより、溶接金属の低酸素化を可能とし、耐食性（耐高温酸化性）を向上させることができる。
また、本発明に係るフラックス入りワイヤは、フラックス入りワイヤに含まれる各元素の含有量を所定範囲に制限するとともに、シールドガスとして、純Ａｒガスを使用することにより、結晶粒を微細化し、耐食性（耐粒界腐食性）を向上させることができる。
一方、Ｃ、Ｏの含有量を低い値に制限することによりアーク安定性は劣化するが、Ｔｉを０．１６質量％以上添加することにより、溶融金属中のＯとＴｉが反応し、ＴｉＯ２が溶融池表面に形成され、これにより陰極点の挙動が安定し、Ｃ：０．１０質量％以下、Ｏ：０．３００質量％以下の状態においても純Ａｒ特有のアークのふらつきを防止することができ、安定な溶接が可能となることを初めて見出した。
【００１５】
さらに、本発明に係るフラックス入りワイヤは、シールドガスとして、純Ａｒガスを使用しているので、ＣＯ２ガスを含有しないことから、フラックス入りワイヤと母材との間に発生するアークを緊縮させることなく、広げた状態とすることができ、その結果、溶け込みを浅くすることができる。したがって、本発明に係るフラックス入りワイヤは、耐溶落ち性を向上させることができる。
そして、本発明に係るフラックス入りワイヤは、フラックス入りワイヤに含まれる各元素の含有量を所定範囲に制限することにより、ガスシールドアーク溶接時におけるスパッタを低減できるとともに、溶接欠陥（割れ、ブローホール等）の発生を抑制することができる。つまり、本発明に係るフラックス入りワイヤは、溶接作業性を向上させることができる。
【００１６】
また、本発明に係るフラックス入りワイヤは、前記フラックス入りワイヤ全質量に対し、Ａｌ：１．００質量％以下、Ｎ：０．０５質量％以下、のうち１種以上をさらに含有することが好ましい。
【００１７】
このように、本発明に係るフラックス入りワイヤは、Ａｌ、Ｎ、のうち１種以上をさらに含有することにより、窒化物が核生成サイトとなり、より微細な結晶を得ることができる。
【００１８】
また、本発明に係るフラックス入りワイヤは、前記フラックス入りワイヤ全質量に対し、Ｎｂ：０．１０〜１．００質量％、をさらに含有することが好ましい。
このように、本発明に係るフラックス入りワイヤは、Ｎｂをさらに含有することにより、ＮｂＣとしてＣが固定され、耐粒界腐食性をさらに向上させることができる。
【００１９】
また、本発明に係るフラックス入りワイヤは、前記フラックス入りワイヤ全質量に対し、Ｍｏ：３．００質量％以下、をさらに含有することが好ましい。
このように、本発明に係るフラックス入りワイヤは、Ｍｏをさらに含有することにより、耐食性をさらに向上させることができる。
【００２０】
また、本発明に係るフラックス入りワイヤは、フラックス充填率が、前記フラックス入りワイヤ全質量に対し、５〜３０質量％であることが好ましい。
このように、本発明に係るフラックス入りワイヤは、フラックス充填率を所定量に制限することにより、溶接作業性をさらに向上させるとともに、ビード外観を優れたものとすることができる。
【００２１】
また、本発明に係るフラックス入りワイヤは、前記Ｃｒと前記Ｔｉとの含有量が、Ｃｒ：１５．０〜１９．０質量％、Ｔｉ：０．１６〜０．５０質量％、であることが好ましい。
また、本発明に係るフラックス入りワイヤは、前記Ｎｂの含有量が、Ｎｂ：０．３０〜１．００質量％、であることが好ましい。
このように、本発明に係るフラックス入りワイヤは、Ｃｒ、ＴｉやＮｂの含有量をさらに所定範囲に制限することにより、耐食性、耐溶落ち性、溶接作業性を確実に向上させることができる。
【００２２】
本発明に係るガスシールドアーク溶接方法は、前記フラックス入りワイヤを、純Ａｒガスであるシールドガス中に送給し、当該フラックス入りワイヤに溶接電流としてパルス電流を供給することで、当該フラックス入りワイヤと母材であるステンレス鋼との間にアークを発生させて溶接を行うことを特徴とする。
【００２３】
このように、本発明に係るガスシールドアーク溶接方法は、前記フラックス入りワイヤを使用するとともに、シールドガスとして純Ａｒガスを使用することにより、耐食性、耐溶落ち性、溶接作業性を向上させることができる。また、本発明に係るガスシールドアーク溶接方法は、溶接電流としてパルス電流を使用することから、さらにスパッタを低減し、ビード外観を優れたものとすることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係るフラックス入りワイヤは、フラックス入りワイヤに含まれる各元素を所定量に制限するとともに、シールドガスとして純Ａｒガスを使用することにより、耐食性（耐高温酸化性および耐粒界腐食性）、耐溶落ち性、および溶接作業性を向上させることができる。
【００２５】
本発明に係るガスシールドアーク溶接方法は、各元素が所定量に制限されたフラックス入りワイヤを使用し、シールドガスとして純Ａｒガスを使用し、さらに、溶接電流として、パルス電流を使用することにより、耐食性（耐高温酸化性および耐粒界腐食性）、耐溶落ち性、および溶接作業性を向上させることができる。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係るフラックス入りワイヤおよびこれを用いたガスシールドアーク溶接方法を実施するための形態（実施形態）について説明する。
【００２７】
［フラックス入りワイヤ］
本発明に係るフラックス入りワイヤ（以下、単に、ワイヤともいう）は、シールドガスを用いるガスシールドアーク溶接用であるとともに、ステンレス鋼または軟鋼外皮内部にフラックスが充填されるステンレス鋼溶接用のフラックス入りワイヤである。
【００２８】
詳細には、本発明に係るフラックス入りワイヤは、筒状を呈するステンレス鋼または軟鋼製の外皮と、その外皮の内部（内側）に充填されるフラックスと、からなる。なお、フラックス入りワイヤは、外皮に継目のないシームレスタイプ、外皮に継目のあるシームタイプのいずれの形態であってもよい。また、フラックス入りワイヤは、ワイヤ表面（外皮の外側）にメッキ等が施されていても施されていなくてもよい。
【００２９】
そして、本発明に係るフラックス入りワイヤは、所定量のＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｏを含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物で構成されることを特徴とする。
以下、本発明に係るフラックス入りワイヤの各元素の含有量を限定した理由について説明するが、この含有量は、外皮とフラックスにおける含有量の総和で表しており、フラックス入りワイヤ全質量（外皮全質量＋フラックス全質量）に対する含有量である。
【００３０】
（Ｃ：０．１０質量％以下）
Ｃは、強度を向上させる元素である。しかし、Ｃの含有量が、０．１０質量％を超えると粒界においてＣｒ炭化物が形成され、粒界近傍の耐食性を著しく低下させてしまう。
したがって、Ｃの含有量は、０．１０質量％以下（０質量％も含む）とする。
【００３１】
（Ｓｉ：１．５０質量％以下）
Ｓｉは、ビード形状を良化させる元素である。しかし、シールドガスとして純Ａｒガスを用いる場合は、アークを広げることでビード形状を十分に良化することができるため、Ｓｉは含有しなくてもよい。
また、Ｓｉは、フェライト安定化元素として溶接金属の柱状組織の粗大化を促進する作用があり、さらに粒界に偏析して脆弱化させる作用も有するため、Ｓｉの含有量が多いと梨型ビード形状割れと延性低下での割れによる溶接割れ感受性を高めてしまう。詳細には、Ｓｉの含有量が１．５０質量％を超えると溶接割れ感受性が増大し、溶接欠陥が生じる可能性が高くなる。
したがって、Ｓｉの含有量は、１．５０質量％以下（０質量％も含む）とする。
【００３２】
（Ｍｎ：２．００質量％以下）
Ｍｎは、有効な脱酸剤であり、Ｓと結合し易い元素である。ここで、Ｍｎは、Ｓと結合してＭｎＳを形成した場合、溶接金属の耐高温酸化性を著しく低下させてしまう。詳細には、Ｍｎの含有量が２．００質量％を超えると耐高温酸化性が著しく低下する。
したがって、Ｍｎの含有量は、２．００質量％以下（０質量％も含む）とする。
【００３３】
（Ｐ：０．０５０質量％以下、Ｓ：０．０５０質量％以下）
Ｐ、Ｓは、一般的に不純物として混入する元素である。そして、本発明においては、Ｐ、Ｓを、特段、積極添加を行う意味はない。また、Ｐ、Ｓの含有量のいずれか一方が、０．０５０質量％を超えてしまうと、耐高温割れ性を低下させてしまい、溶接欠陥を発生させてしまう。
したがって、Ｐ、Ｓの含有量は、それぞれ０．０５０質量％以下（０質量％も含む）とする。
【００３４】
（Ｃｒ：１５．０〜２５．０質量％）
Ｃｒは、フェライト系ステンレス鋼の主要な元素である。そして、Ｃｒは、高温下でＣｒ２Ｏ３主体の緻密な酸化物を形成し、酸素の拡散を阻止できるので、耐高温酸化性を向上させる。また、Ｃｒは、高温強度および耐塩害腐食性、耐粒界腐食性等の耐食性を確保する上でも、必須の元素である。
Ｃｒの含有量が１５．０質量％未満では耐高温酸化性を確保することができなくなるとともに、耐粒界腐食性も低下する。一方、Ｃｒは融点が高いため、Ｃｒの含有量が２５．０質量％を超えるとスパッタ量が増加するとともに、コスト上昇にもつながる。
したがって、Ｃｒの含有量は、１５．０〜２５．０質量％とする。なお、前記効果をより確実なものとするために、Ｃｒの含有量は、１５．０〜１９．０質量％が好ましい。
【００３５】
（Ｔｉ：０．１６〜１．００質量％）
Ｔｉは、脱酸効果と等軸晶の生成に有効な元素であり、梨型ビード形状割れ防止する作用を有する。また、Ｔｉは、溶融金属中の酸素と結合することにより酸化物を形成するため、Ｔｉを添加することにより純アルゴン雰囲気においても安定に陰極点が形成され、良好な溶接を行うことが可能となる。また、Ｔｉを含有させることにより耐粒界腐食性を向上させることができる。Ｔｉの含有量が０．１６質量％未満では、これら効果は不十分である。一方、Ｔｉの含有量が１．００質量％を超えるとアーク吹付け力が過剰となり、スパッタ量が多くなるとともにビードが凸形状となるので好ましくない。
したがって、Ｔｉの含有量は、０．１６〜１．００質量％とする。なお、前記効果をより確実なものとするために、Ｔｉの含有量は、０．１６〜０．５０質量％が好ましい。
【００３６】
（Ｏ：０．３００質量％以下）
Ｏは、耐高温酸化性を低下させてしまう元素であり、含有量を抑制する必要のある元素である。詳細には、Ｏの含有量が０．３００質量％を超えてしまうと、耐高温酸化性を著しく低下させてしまう。
したがって、Ｏの含有量は、０．３００質量％以下（０質量％も含む）とする。
【００３７】
なお、Ｏの含有量が０．３００質量％以下であれば、Ｏはワイヤ中にどのような状態で含有させてもよく、例えば、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＭｇＯ、ＳｉＯ２、ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３、ＭｎＯ、ＭｎＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ、Ｌｉ２Ｏという化合物の形で含有させてもよい。つまり、Ｏが０．３００質量％以下となる範囲で、前記化合物のうち少なくとも１種以上を適宜含有させて、アークの安定や結晶粒の微細化を図ってもよい。
【００３８】
（Ｆｅおよび不可避的不純物）
残部のＦｅは、外皮を構成するＦｅ、フラックスに添付されている鉄粉、合金粉のＦｅが相当する。
残部の不可避的不純物とは、前記成分以外の成分や、前記成分であって選択的に添加する成分（Ａｌ、Ｎ、Ｎｂ、Ｍｏ）等が不可避的に含まれるものも該当し、本発明の効果を妨げない範囲で含有することが許容される。
【００３９】
なお、本発明に係るフラックス入りワイヤは、次のＡｌ、Ｎ、Ｎｂ、Ｍｏを所定量含むことが好ましい。
（Ａｌ：１．００質量％以下、Ｎ：０．０５質量％以下）
Ａｌ、Ｎは、ＡｌＮ（アルミナイトライド）を形成する元素であり、結晶粒微細化の効果を発揮する。しかし、Ａｌの含有量が１．００質量％を超えると、スパッタ量が多くなり、最終的には、自動車の排気系部品を閉塞させて破損原因となる。また、Ｎの含有量が０．０５質量％を超えると、気孔欠陥（ブローホール）の発生が多発する。
したがって、Ａｌ、Ｎを含有させる場合は、Ａｌ：１．００質量％以下（０質量％も含む）、Ｎ：０．０５質量％以下（０質量％も含む）のうち１種以上を含有するのが好ましい。
【００４０】
（Ｎｂ：０．１０〜１．００質量％）
Ｎｂは、炭素および窒素と結合してフェライト形成核となる炭窒化物を生成する成分であり、炭窒化物を生成させ結晶粒の微細化および高温強度の改善が見込まれる。その効果を得るためには、０．１０質量％以上のＮｂの添加が必要である。一方、Ｎｂは融点が高く、過剰に添加を行うとスパッタが発生する。よって、上限を１．００質量％以下とする。
したがって、Ｎｂを含有させる場合は、Ｎｂの含有量は、０．１０〜１．００質量％が好ましい。なお、前記効果をより確実なものとするために、Ｎｂの含有量は、０．３０〜１．００質量％がより好ましい。
【００４１】
（Ｍｏ：３．００質量％以下）
Ｍｏは、耐食性の向上に有効な元素であるが、高価であり、かつ、高融点であることから含有量が多過ぎてしまうと、スパッタ量が多くなってしまう。詳細には、Ｍｏの含有量が３．００質量％を超えてしまうとスパッタを多量に発生させてしまう。
したがって、Ｍｏを含有させる場合は、Ｍｏの含有量は、３．００質量％以下であることが好ましい。
【００４２】
（フラックス充填率）
本発明に係るフラックス入りワイヤのフラックス充填率は、フラックス入りワイヤ全質量に対し、５〜３０質量％であることが好ましい。フラックス充填率が５質量％未満、あるいは３０質量％を超えると、純Ａｒガス溶接雰囲気でのアーク安定化効果が失われ、その結果、スパッタ量の増加、ビード外観の低下を引き起こすからである。
なお、このフラックス充填率は、外皮内に充填されるフラックスの質量を、ワイヤ（外皮＋フラックス）の全質量に対する割合で規定したものである。
【００４３】
（その他）
本発明に係るフラックス入りワイヤの外皮の外径、内径等、その他の構成は特に限定されない。また、外皮の材質は、ステンレス鋼または軟鋼でありフラックス入りワイヤ全重量における組成が上記規定範囲となっていれば特に制限は無い。
【００４４】
［シールドガス］
本発明に係るシールドガスは、純Ａｒガスである。
シールドガスである純Ａｒガスは、ＣＯ２ガスを含有しないことから、フラックス入りワイヤと母材との間に発生するアークを緊縮させることなく、広げた状態とすることができ、その結果、溶け込みを浅くすることができる。よって、シールドガスとして純Ａｒガスを用いることにより、大幅に耐溶落ち性が向上することとなる。
【００４５】
［母材］
溶接対象となる母材は、ステンレス鋼であり、例えば、建築内装材、自動車装飾材、または自動車の排気系部材として使用されるフェライト系ステンレス鋼である。なお、ステンレス鋼の組成、形状等については特に限定されない。
【００４６】
［ガスシールドアーク溶接方法］
次に、ガスシールドアーク溶接方法を説明する。
本発明に係るガスシールドアーク溶接方法は、フラックス入りワイヤを、純Ａｒガスであるシールドガス中に送給し、当該フラックス入りワイヤに溶接電流を供給することで、当該フラックス入りワイヤと母材であるステンレス鋼との間にアークを発生させて溶接を行うことを特徴とする。そして、溶接電流としてパルス電流を用いることを特徴とする。
溶接電流としてパルス電流を使用することにより、純Ａｒガスをシールドガスとして用いるガスシールドアーク溶接の溶接作業性をさらに向上させることができる。
【００４７】
なお、パルス電流の条件については、特に限定されないが、例えば、ピーク電流値：４００〜４６０Ａ、ピーク電流期間：１．０〜２.０ｍｓｅｃ、ベース電流値：１００Ａ以下といった条件を適用すればよい。
【実施例】
【００４８】
次に、本発明の要件を満たす実施例とそうでない比較例とを例示して、本発明に係るフラックス入りワイヤおよびこれを用いたガスシールドアーク溶接方法について説明する。
【００４９】
（フラックス入りワイヤ、シールドガス）
フラックス入りワイヤは、表１に示す組成のものを使用した。また、フラックス入りワイヤのワイヤ径（外皮の外径）は、１.２φ（直径１．２ｍｍ）であった。
また、使用したシールドガスの組成を表１に示す。
【００５０】
（母材）
母材は、ＩＳＯ  ９４４４に準拠したステンレス鋼板を用いた。
そして、２枚のステンレス鋼板（３００ｍｍ×５５ｍｍ×２．０ｍｍ）を２５ｍｍだけずらして重ね、スポット溶接により接着（仮止め）した。なお、溶接ギャップは０ｍｍであった。
【００５１】
（溶接条件）
スポット溶接で接着された２枚の前記母材の隅部に対して重ね溶接（１５０ｍｍ）を行うという方法で溶接を行った。
なお、試験Ｎｏ．１〜３８については、水平姿勢（水平面に対し０°）であるとともに、トーチ角度が母材面に対して垂直となる状態で溶接を行った。
【００５２】
また、試験Ｎｏ．１〜３８について、電流−電圧、母材−チップ間距離、流量（シールドガス）、溶接速度、ワイヤ送給速度の詳細な条件は以下の通りである。
表１に電流：「パルス」と記載している場合は、パルス波形の溶接電流を用いるとともに、電流−電圧：１８０Ａ−１８Ｖ、母材−チップ間距離：１５ｍｍ、流量：２５リットル／ｍｉｎ、溶接速度：１００ｃｍ／ｍｉｎ、ワイヤ送給速度：７．４ｍ／ｍｉｎという条件で溶接を行った。
表１に電流：「非パルス」と記載している場合は、パルス波形ではなく定電流・定電圧特性の溶接電流を用いるとともに、電流−電圧：１８０Ａ−１８Ｖ、母材−チップ間距離：１５ｍｍ、流量：２５リットル／ｍｉｎ、溶接速度：１００ｃｍ／ｍｉｎ、ワイヤ送給速度：６．０ｍ／ｍｉｎという条件で溶接を行った。
【００５３】
（スパッタ量の測定方法と評価基準）
発生したスパッタの測定は、溶接部の両側面に銅板で作成した箱を設置（詳細には、４００ｍｍ×１５０ｍｍ×１５０ｍｍの箱を母材の両側に２つ配置）し、溶接を行い、１分間に発生したスパッタ全てを箱内から採取し、集めたスパッタの全質量を測定してスパッタ量（ｇ／ｍｉｎ）とした。
スパッタ量は１．００ｇ／ｍｉｎを超えると目に見えてスパッタが多く飛散するため、１．００ｇ／ｍｉｎ以下を良好（〇）と評価し、その半分の値である０．５０ｇ／ｍｉｎ以下を極めて良好（◎）と評価した。なお、１．００ｇ／ｍｉｎを超える場合を、不良（×）と評価した。
【００５４】
（溶接欠陥の確認と評価基準）
溶接欠陥の確認は、溶接後のビード（１５０ｍｍ）にＸ線撮影を行い、割れの発生を確認するとともに、放射線透過試験（ＲＴ：ＪＩＳ  Ｚ  ３１０４参照）に準拠した方法により、ブローホールの存在を確認した。
割れが存在しないとともに、ブローホールが存在しない場合を極めて良好（◎）と評価し、割れが存在しないとともにブローホールが２つ以下の場合を良好（○）と評価し、割れが存在する場合を不良（×）と評価した。
【００５５】
（耐高温酸化性の測定方法と評価基準）
耐高温酸化性の測定は、４層肉盛溶接（溶接電流２００Ａ、溶接速度３０ｃｍ／ｍｉｎ）を行い、最終層より厚さ１．２ｍｍ、幅２０ｍｍ、長さ２５ｍｍの酸化試験片を採取し、大気中で１０００℃×１００時間加熱保持して試験前後の重量を測定した。
酸化増量が０．３０ｍｇ／ｃｍ２以下の場合を極めて良好（◎）と評価し、酸化増量が０．３０ｍｇ／ｃｍ２を超えて０．７０ｍｇ／ｃｍ２以下の場合を良好（○）と評価し、酸化増量が０．７０ｍｇ／ｃｍ２を超える場合を不良（×）と評価した。
【００５６】
（耐粒界腐食性の測定方法と評価基準）
耐粒界腐食性の測定は、ＪＩＳ  Ｇ０５７１に準拠したしゅう酸エッチング試験で行い、エッチング組織が、段状組織（結晶粒界に溝のない段状の組織）となった場合を極めて良好（◎）と評価し、混合組織（結晶粒界に部分的に溝のある組織。ただし、完全に溝で囲まれた結晶粒が一つもないもの。）となった場合を良好（○）と評価し、溝状組織（完全に溝で囲まれた結晶粒が一つ以上ある組織）となった場合を不良（×）と評価した。
【００５７】
（ビード外観の確認方法と評価基準）
ビード外観の確認は目視で行い、ビードが蛇行しているか否か、ビード形状が凸状を呈しているか否か、裏ビードが形成（溶け落ち）しているか否か、を確認した。
前記のような蛇行、凸形状の形成、裏ビードの形成が存在しない場合を極めて良好（◎）と評価し、問題視されないほどの凸形状（余盛り高さが２．３ｍｍ未満）が形成されている場合を良好（○）と評価し、蛇行、凸形状（余盛り高さが２．３ｍｍ以上）の形成、裏ビードの形成のいずれかが存在する場合を不良（×）と評価した。
【００５８】
各フラックス入りワイヤを用いて、所定の溶接条件で溶接を行った結果を表１に示す。なお、表中の下線は本発明の要件を満たさないことを示す。また、表中のＡｒ−数値％ＣＯ２とは、数値％のＣＯ２ガスと、残部がＡｒガスと、からなるＡｒ−ＣＯ２ガスを示す。
また、表中のＦＣＷとは、フラックス入りワイヤを示し、ソリッドとは、ソリッドワイヤを示す。そして、表中のＦ１とは軟鋼フープを示し、Ｆ２とはフェライト系ステンレス鋼フープを示す。
【００５９】
【表１】
0005764083.tif 000002
【００６０】
表１中の試験Ｎｏ．１〜２２は本発明の実施例となる。いずれの場合もスパッタ量が低減されているとともに、溶接欠陥もほとんどなく、耐高温酸化性、耐粒界腐食性、ビード外観が良好であるという結果であった。
特に、試験Ｎｏ．１〜２２の中でも、試験Ｎｏ．１６〜２２については、本発明が規定する全ての要件を満たしていたことから、全ての評価項目において極めて良好という結果となった。
【００６１】
なお、試験Ｎｏ．１〜２２のうち、試験Ｎｏ．１〜１１は、Ｃｒ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｎ、Ｎｂ、Ｍｏの含有量の好ましい範囲から外れてしまっている、または、Ａｌ、Ｎ、Ｎｂ、Ｍｏを不可避的不純物と判断できる量しか含んでいなかったため、いずれかの項目で良好という評価にとどまる結果となった。
また、試験Ｎｏ．１〜２２のうち、試験Ｎｏ．１２、１５は、溶接電流をパルスではない電流を使用したことから、スパッタ量の項目で良好という評価にとどまる結果となった。
また、試験Ｎｏ．１〜２２のうち、試験Ｎｏ．１３、１４は、フラックス充填率が好ましい範囲から外れてしまったため、スパッタ量とビード外観の項目で良好という評価にとどまる結果となった。
【００６２】
一方、試験Ｎｏ．２３〜３８は、本発明が規定する要件のいずれかを満たさなかったため、いずれかの項目で不良という結果となった。詳細には、以下のとおりである。
試験Ｎｏ．２３は、Ｃの含有量が本発明の規定する範囲外であったことから、ＣＯガスが発生することにより、スパッタ量の項目で不良という結果となるとともに、Ｃｒ欠乏層が生成することにより、耐高温酸化性、耐粒界腐食性の項目で不良という結果となった。
試験Ｎｏ．２４は、Ｓｉの含有量が本発明の規定する範囲外であったことから、溶接欠陥の項目で不良という結果となった。
試験Ｎｏ．２５は、Ｍｎの含有量が本発明の規定する範囲外であったことから、ＭｎＳが生成し、耐高温酸化性の項目で不良という結果となった。
試験Ｎｏ．２６は、Ｐの含有量が本発明の規定する範囲外であったことから、溶接欠陥の項目で不良という結果となった。
【００６３】
試験Ｎｏ．２７は、Ｓの含有量が本発明の規定する範囲外であったことから、溶接欠陥の項目で不良という結果となった。
試験Ｎｏ．２８は、Ｃｒの含有量が本発明の規定する範囲外（下限未満）であったことから、耐高温酸化性、耐粒界腐食性の項目で不良という結果となった。
試験Ｎｏ．２９は、Ｃｒの含有量が本発明の規定する範囲外（上限超え）であったことから、スパッタ量の項目で不良という結果となった。
試験Ｎｏ．３０は、Ｔｉの含有量が本発明の規定する範囲外（下限未満）であったことから、アーク不安定によるビード蛇行が生じ、ビード外観の項目で不良という結果となった。さらに耐粒界腐食性の項目についても不良という結果となった。
試験Ｎｏ．３１は、Ｔｉの含有量が本発明の規定する範囲外（上限超え）であったことから、アークの吹き付けが増大し、スパッタ量、ビード外観の項目で不良という結果となった。
【００６４】
試験Ｎｏ．３２は、Ｏの含有量が本発明の規定する範囲外であったことから、耐高温酸化性の項目で不良という結果となった。
試験Ｎｏ．３３〜３７は、シールドガスが純Ａｒガスでなかったことから（酸化性ガスを含んでいたことから）、アークが集中し、ビード外観の項目で不良（溶け落ち発生）という結果となるとともに、酸化物が発生することで、耐高温酸化性の項目で不良という結果となった。また、一部のものについては、スパッタ量、耐粒界腐食性の項目でも不良という結果となった。
試験Ｎｏ．３８は、ワイヤがソリッドワイヤであったことから、アークが不安定となり、スパッタ量、ビード外観の項目で不良という結果となった。
【００６５】
以上、本発明に係るフラックス入りワイヤおよびこれを用いたガスシールドアーク溶接方法について、発明を実施する形態および実施例により詳細に説明したが、本発明の趣旨はこれらの説明に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。