(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビッカース硬さＨＶが３８０以上５１４以下であり、
板厚が２０〜１００ｍｍであり、
Ｃの含有量が０．１２０〜０．３００質量％であり、
下記の式１で計算されるＣＥＮが、０．２０〜０．７５質量％である鋼板、
ビッカース硬さＨＶが５１４超５６５以下であり、
板厚が１２〜１００ｍｍであり、
Ｃの含有量が０．１２０〜０．３００質量％であり、
下記の式１で計算されるＣＥＮが、０．２０〜０．７５質量％である鋼板、および
ビッカース硬さＨＶが５６５超６９３以下であり、
板厚が６〜１２ｍｍであり、
Ｃの含有量が０．３５０〜０．４５０質量％であり、
下記の式１で計算されるＣＥＮが、０．２０〜０．８５質量％である鋼板、
のいずれか一つに対し、鋼製外皮にフラックスが充填されたフラックス入りワイヤを用いて、ガスシールドアーク溶接を行うことにより、溶接継手を製造する方法であって、
（ａ）前記ガスシールドアーク溶接時に、前記鋼板の温度が１０℃以上の場合に予熱作業を行わず、前記鋼板の温度が１０℃未満の場合には前記鋼板の温度が１０℃以上となるように前記予熱作業を行い、
（ｂ）前記フラックス入りワイヤが、
ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＳｒＦ２、ＭｇＦ２のうちの１種以上を含有し、その含有量の合計をαとしたとき、前記αが前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で３．３〜８．０％であり、
Ｔｉ酸化物、Ｓｉ酸化物、Ｍｇ酸化物、Ａｌ酸化物のうちの１種以上を含有し、その含有量の合計をβとしたとき、前記βが前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で０．１０〜１．５０％であり、
ＣａＣＯ３、ＢａＣＯ３、ＳｒＣＯ３、ＭｇＣＯ３の含有量の合計が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で０．６０％未満であり、
前記フラックス中の鉄粉の含有量が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で１０．０％未満であり、
前記αに対する前記ＣａＦ２の含有量の比が０．９０以上であり、
前記βに対する前記αの比が３．０以上８０．０以下であり、
ＣａＯの含有量が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で０．２０％未満であり、
金属弗化物、金属酸化物、および金属炭酸塩を除く、前記フラックス入りワイヤ中の化学成分が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で：
Ｃ：０．０１０〜０．０６０％未満；
Ｓｉ：０．０５〜１．８０％；
Ｍｎ：０．５０〜４．００％；
Ｐ：０．０５０％以下；
Ｓ：０．０２０％以下；
Ａｌ：０．００５〜０．１５０％；
Ｃｕ：０〜０．７５％；
Ｎｉ：０〜１．００％未満；
Ｃｒ：０〜３．５０％；
Ｍｏ：０〜１．５０％；
Ｔｉ：０〜０．１５０％；
Ｎｂ：０〜０．１５％；
Ｖ：０〜０．４５％；
Ｂ：０〜０．０５００％；
Ｍｇ：０〜２．０％；
Ｃａ：０〜２．０％；
ＲＥＭ：０〜０．０１５０％；
残部：Ｆｅおよび不純物；
からなり、
（ｃ）前記溶接継手の溶接金属の化学組成が、質量％で：
Ｃ：０．１００〜０．１７０％；
Ｓｉ：０．０５〜０．８０％；
Ｍｎ：０．２０〜２．５０％；
Ａｌ：０．００５０〜０．１０００％； 
Ｐ：０．０５０％以下；
Ｓ：０．０２０％以下；
Ｎ：０．０１５％以下；
Ｃｕ：０〜０．５０％；
Ｎｉ：０〜０．７０％未満；
Ｃｒ：０〜２．５０％；
Ｍｏ：０〜１．００％；
Ｔｉ：０〜０．１００％；
Ｎｂ：０〜０．１００％；
Ｖ：０〜０．３０％；
Ｂ：０〜０．０１００％；
Ｏ：０〜０．１００％；
Ｍｇ：０〜０．１００％；
Ｃａ：０〜０．１００％；
ＲＥＭ：０〜０．０１００％；
残部：Ｆｅおよび不純物；
からなり、
前記溶接金属の、下記の式１で計算されるＣＥＮが、０．２０〜０．５８質量％であり、
前記溶接金属の表面下１ｍｍの平均ビッカース硬さＨＶが、３３７〜４４０であり、
上記（ａ）〜（ｃ）の全てを満足する
ことを特徴とする溶接継手の製造方法。
ＣＥＮ＝［Ｃ］＋（０．７５＋０．２５×ｔａｎｈ（２０×（［Ｃ］−０．１２）））×（［Ｓｉ］／２４＋［Ｍｎ］／６＋［Ｃｕ］／１５＋［Ｎｉ］／２０＋（［Ｃｒ］＋［Ｍｏ］＋［Ｎｂ］＋［Ｖ］）／５＋５×［Ｂ］）  ・・・（式１）
ただし、［］付元素は、それぞれの元素の含有量（質量％）を表す。
【請求項２】
ビッカース硬さＨＶが３８０以上５１４以下であり、
板厚が２０〜１００ｍｍであり、
Ｃの含有量が０．１２０〜０．３００質量％であり、
下記の式１で計算されるＣＥＮが、０．２０〜０．７５質量％である鋼板、
ビッカース硬さＨＶが５１４超５６５以下であり、
板厚が１２〜１００ｍｍであり、
Ｃの含有量が０．１２０〜０．３００質量％であり、
下記の式１で計算されるＣＥＮが、０．２０〜０．７５質量％である鋼板、および
ビッカース硬さＨＶが５６５超６９３以下であり、
板厚が６〜１２ｍｍであり、
Ｃの含有量が０．３５０〜０．４５０質量％であり、
下記の式１で計算されるＣＥＮが、０．２０〜０．８５質量％である鋼板、
のいずれか一つに対し、鋼製外皮にフラックスが充填されたフラックス入りワイヤを用いて、ガスシールドアーク溶接を行うことにより、溶接継手を製造する方法であって、
（ａ）前記ガスシールドアーク溶接時に、前記鋼板の温度が１０℃以上の場合に予熱作業を行わず、前記鋼板の温度が１０℃未満の場合には前記鋼板の温度が１０℃以上となるように前記予熱作業を行い、
（ｂ）前記フラックス入りワイヤが、
ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＳｒＦ２、ＭｇＦ２のうちの１種以上を含有し、その含有量の合計をαとしたとき、前記αが前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で３．３〜８．０％であり、
Ｔｉ酸化物、Ｓｉ酸化物、Ｍｇ酸化物、Ａｌ酸化物のうちの１種以上を含有し、その含有量の合計をβとしたとき、前記βが前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で０．１０〜１．５０％であり、
ＣａＣＯ３、ＢａＣＯ３、ＳｒＣＯ３、ＭｇＣＯ３の含有量の合計が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で０．６０％未満であり、
前記フラックス中の鉄粉の含有量が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で１０．０％未満であり、
前記αに対する前記ＣａＦ２の含有量の比が０．９０以上であり、
前記βに対する前記αの比が３．０以上８０．０以下であり、
ＣａＯの含有量が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で０．２０％未満であり、
金属弗化物、金属酸化物、および金属炭酸塩を除く、前記フラックス入りワイヤ中の化学成分が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で：
Ｃ：０．０６０〜０．３５０％；
Ｓｉ：０．０５〜１．８０％；
Ｍｎ：０．５０〜４．００％；
Ｐ：０．０５０％以下；
Ｓ：０．０２０％以下；
Ａｌ：０．００５〜０．１５０％；
Ｃｕ：０〜０．７５％；
Ｎｉ：０〜１．００％未満；
Ｃｒ：０〜３．５０％；
Ｍｏ：０〜１．５０％；
Ｔｉ：０〜０．１５０％；
Ｎｂ：０〜０．１５％；
Ｖ：０〜０．４５％；
Ｂ：０〜０．０５００％；
Ｍｇ：０〜２．０％；
Ｃａ：０〜２．０％；
ＲＥＭ：０〜０．０１５０％；
残部：Ｆｅおよび不純物；
からなり、
（ｃ）前記溶接継手の溶接金属の化学組成が、質量％で：
Ｃ：０．１２０〜０．２５０％；
Ｓｉ：０．０５〜０．８０％；
Ｍｎ：０．２０〜２．５０％；
Ａｌ：０．００５０〜０．１０００％； 
Ｐ：０．０５０％以下；
Ｓ：０．０２０％以下；
Ｎ：０．０１５％以下；
Ｃｕ：０〜０．５０％；
Ｎｉ：０〜０．７０％未満；
Ｃｒ：０〜２．５０％；
Ｍｏ：０〜１．００％；
Ｔｉ：０〜０．１００％；
Ｎｂ：０〜０．１００％；
Ｖ：０〜０．３０％；
Ｂ：０〜０．０１００％；
Ｏ：０〜０．１００％；
Ｍｇ：０〜０．１００％；
Ｃａ：０〜０．１００％；
ＲＥＭ：０〜０．０１００％；
残部：Ｆｅおよび不純物；
からなり、
前記溶接金属の、下記の式１で計算されるＣＥＮが、０．２０〜０．５８質量％であり、
前記溶接金属の表面下１ｍｍの平均ビッカース硬さＨＶが、３８０〜５３３であり、
上記（ａ）〜（ｃ）の全てを満足する
ことを特徴とする溶接継手の製造方法。
ＣＥＮ＝［Ｃ］＋（０．７５＋０．２５×ｔａｎｈ（２０×（［Ｃ］−０．１２）））×（［Ｓｉ］／２４＋［Ｍｎ］／６＋［Ｃｕ］／１５＋［Ｎｉ］／２０＋（［Ｃｒ］＋［Ｍｏ］＋［Ｎｂ］＋［Ｖ］）／５＋５×［Ｂ］）  ・・・（式１）
ただし、［］付元素は、それぞれの元素の含有量（質量％）を表す。
【請求項３】
ビッカース硬さＨＶが５６５超６９３以下であり、
板厚が１２〜２０ｍｍであり、
Ｃの含有量が０．３５０〜０．４５０質量％であり、
下記の式２で計算されるＣＥＮが、０．２０〜０．８５質量％である鋼板、および
ビッカース硬さＨＶが５６５超６９３以下であり、
板厚が２０ｍｍ超５０ｍｍ以下であり、
Ｃの含有量が０．３５０〜０．４５０質量％であり、
下記の式２で計算されるＣＥＮが、０．２０〜０．８５質量％である鋼板、
のいずれか一つに対し、鋼製外皮にフラックスが充填されたフラックス入りワイヤを用いて、ガスシールドアーク溶接を行うことにより、溶接継手を製造する方法であって、
（ａ）前記ガスシールドアーク溶接時に、前記鋼板の前記板厚が２０ｍｍ以下の場合、前記鋼板の温度が１００℃以上となるように予熱作業を行い、前記鋼板の前記板厚が２０ｍｍ超の場合、前記鋼板の温度が１５０℃以上となるように前記予熱作業を行い、
（ｂ）前記フラックス入りワイヤが、
ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＳｒＦ２、ＭｇＦ２のうちの１種以上を含有し、その含有量の合計をαとしたとき、前記αが前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で３．３〜８．０％であり、
Ｔｉ酸化物、Ｓｉ酸化物、Ｍｇ酸化物、Ａｌ酸化物のうちの１種以上を含有し、その含有量の合計をβとしたとき、前記βが前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で０．１０〜１．５０％であり、
ＣａＣＯ３、ＢａＣＯ３、ＳｒＣＯ３、ＭｇＣＯ３の含有量の合計が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で０．６０％未満であり、
前記フラックス中の鉄粉の含有量が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で１０．０％未満であり、
前記αに対する前記ＣａＦ２の含有量の比が０．９０以上であり、
前記βに対する前記αの比が３．０以上８０．０以下であり、
ＣａＯの含有量が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で０．２０％未満であり、
金属弗化物、金属酸化物、および金属炭酸塩を除く、前記フラックス入りワイヤ中の化学成分が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で：
Ｃ：０．０６０〜０．３５０％；
Ｓｉ：０．０５〜１．８０％；
Ｍｎ：０．５０〜４．００％；
Ｐ：０．０５０％以下；
Ｓ：０．０２０％以下；
Ａｌ：０．００５〜０．１５０％；
Ｃｕ：０〜０．７５％；
Ｎｉ：０〜１．００％未満；
Ｃｒ：０〜３．５０％；
Ｍｏ：０〜１．５０％；
Ｔｉ：０〜０．１５０％；
Ｎｂ：０〜０．１５％；
Ｖ：０〜０．４５％；
Ｂ：０〜０．０５００％；
Ｍｇ：０〜２．０％；
Ｃａ：０〜２．０％；
ＲＥＭ：０〜０．０１５０％；
残部：Ｆｅおよび不純物；
からなり、
（ｃ）前記溶接継手の溶接金属の化学組成が、質量％で：
Ｃ：０．１２０〜０．２５０％；
Ｓｉ：０．０５〜０．８０％；
Ｍｎ：０．２０〜２．５０％；
Ａｌ：０．００５０〜０．１０００％；
Ｐ：０．０５０％以下；
Ｓ：０．０２０％以下；
Ｎ：０．０１５％以下；
Ｃｕ：０〜０．５０％；
Ｎｉ：０〜０．７０％未満；
Ｃｒ：０〜２．５０％；
Ｍｏ：０〜１．００％；
Ｔｉ：０〜０．１００％；
Ｎｂ：０〜０．１００％；
Ｖ：０〜０．３０％；
Ｂ：０〜０．０１００％；
Ｏ：０〜０．１００％；
Ｍｇ：０〜０．１００％；
Ｃａ：０〜０．１００％；
ＲＥＭ：０〜０．０１００％；
残部：Ｆｅおよび不純物；
からなり、
前記溶接金属の、下記の式２で計算されるＣＥＮが、０．２０〜０．５８質量％であり、
前記溶接金属の表面下１ｍｍの平均ビッカース硬さＨＶが、３８０〜５３３であり、
上記（ａ）〜（ｃ）の全てを満足する
ことを特徴とする溶接継手の製造方法。
ＣＥＮ＝［Ｃ］＋（０．７５＋０．２５×ｔａｎｈ（２０×（［Ｃ］−０．１２）））×（［Ｓｉ］／２４＋［Ｍｎ］／６＋［Ｃｕ］／１５＋［Ｎｉ］／２０＋（［Ｃｒ］＋［Ｍｏ］＋［Ｎｂ］＋［Ｖ］）／５＋５×［Ｂ］）  ・・・（式２）
ただし、［］付元素は、それぞれの元素の含有量（質量％）を表す。
【請求項４】
前記フラックス入りワイヤ中の前記ＣａＯの含有量が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で０．１５％以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の溶接継手の製造方法。
【請求項５】
前記金属弗化物、前記金属酸化物、および前記金属炭酸塩を除く、前記フラックス入りワイヤ中の前記化学組成が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で：
Ｎｉ：０〜０．１％である
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の溶接継手の製造方法。
【請求項６】
前記金属弗化物、前記金属酸化物、および前記金属炭酸塩を除く、前記フラックス入りワイヤ中の前記化学組成が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で：
Ｃｕ：０〜０．５０％；
Ｃｒ：０〜１．００％；
Ｍｏ：０〜０．５０％；
Ｔｉ：０〜０．０５０％；
Ｎｂ：０〜０．０５％
であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の溶接継手の製造方法。
【請求項７】
前記フラックス入りワイヤの前記鋼製外皮に、スリット状の隙間がないことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の溶接継手の製造方法。
【請求項８】
前記フラックス入りワイヤの前記鋼製外皮に、スリット状の隙間があることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の溶接継手の製造方法。
【請求項９】
前記フラックス入りワイヤの表面にパーフルオロポリエーテル油が塗布されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の溶接継手の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械や産業機械分野で利用される耐摩耗性に優れる高硬度鋼板を溶接する際に、硬さが高くて耐摩耗性に優れ、かつ低温割れの発生しにくい溶接金属を有する溶接継手の製造方法に関する。
本願は、２０１３年１１月８日に国際出願されたＰＣＴ／ＪＰ２０１３／０８０２４２号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
鉱山での掘削や土木作業用の建設機械に用いられる鋼板は、摩耗のために交換が必要となる場合が多いが、その使用寿命を長くするために、鋼板の硬さを高めた耐摩耗鋼が用いられる。使用される環境や目的によって鋼板の硬さは様々であるが、一般にはＨＢ４００級（ブリネル硬さの規格値でＨＢ３６０からＨＢ４４０、ビッカース硬さの規格値ではＨＶ３８０からＨＶ４６９）、ＨＢ４５０級（ブリネル硬さの規格値でＨＢ４１０からＨＢ４９０、ビッカース硬さの規格値ではＨＶ４３５からＨＶ５３３）、ＨＢ５００級（ブリネル硬さの規格値でＨＢ４５０からＨＢ５５０、ビッカース硬さの規格値ではＨＶ４７８からＨＶ５８５）又はＨＢ６００級（ブリネル硬さの規格値でＨＢ５５０からＨＢ６５０、ビッカース硬さの規格値ではＨＶ５８５からＨＶ６９３）の耐摩耗鋼板が多く用いられている。【０００３】
耐摩耗鋼の多くは溶接されるが、その溶接金属にも母材（耐摩耗鋼）に近い耐摩耗性が求められることがある。溶接金属の耐摩耗性を高めるためにも、やはりその硬さを高くする必要がある。しかしながら、溶接金属の硬さを高くすると、溶接時に侵入する水素を起因とする低温割れが非常に発生しやすくなる。さらに、高硬度である耐摩耗鋼を母材とするので、拘束力が強くなることも低温割れが生じやすくなる一因である。【０００４】
このような低温割れを回避するためには、一般に溶接に先立って予熱が行われる。しかし、耐摩耗鋼は、通常の鋼よりも加熱によって硬さが低下しやすいので、あまり高い予熱温度をとることができない。
溶接金属の硬さは、母材と同等程度であることが望ましい。例えばＨＢ４００あるいはＨＢ５００級耐摩耗鋼を母材とする場合では、溶接金属の硬さを少なくともＨＶ３３７（ＨＢ３２０）以上、できればＨＶ３８０（ＨＢ３６０）以上とすることが望ましい。【０００５】
また、溶接金属部において、耐摩耗性の観点で重要になるのは、表面付近の硬さである。多層盛り溶接においては、下層の溶接金属は、後続パスによって再熱されるために硬さがやや低下するが、多層盛り溶接の場合はその最上層の溶接金属、また１パス溶接の場合はその溶接金属の、それぞれの表面付近が十分な硬さを有していればよい。
以上のようなことから、ＨＶ３８０以上、ＨＶ６９３以下である高硬度の耐摩耗鋼を母材とする溶接継手において、表面硬さがＨＶ３３７以上、ＨＶ５３３以下であり十分な耐摩耗性を有しながら、予熱をしなくても低温割れが発生しない溶接金属を形成させる溶接方法、または表面硬さがＨＶ３８０以上、ＨＶ５３３以下であり十分な耐摩耗性を有しながら、予熱をしなくても低温割れが発生しない溶接金属を形成させる溶接方法があれば極めて有用であると考えられる。【０００６】
高強度溶接金属で発生する水素起因の低温割れを抑制する技術としては、例えば特許文献１から５の方法が提案されている。
これらのうち特許文献１は、高強度ラインパイプなどの用途に用いられる鋼板について、残留オーステナイトを水素のトラップサイトとして機能させることにより、低温割れの発生を防ぐものである。特許文献２は、やはり高強度ラインパイプなどの用途に用いられる鋼板について、酸化物を水素のトラップサイトとして機能させることにより、低温割れの発生を防ぐものである。【０００７】
特許文献３は、引張強さ８００〜１１５０ＭＰａの鋼材について、Ｍｏ炭化物をトラップサイトとして機能させることにより、低温割れの発生を防ぐ技術を開示している。特許文献４は、被覆アーク溶接材料の被覆材にＭｇを適量配合することによって、溶接直後の溶接金属中の拡散性水素量を３．０〜４．０ｍｌ／１００ｇ程度に低減して引張強さ８８０〜１１８０ＭＰａの鋼材の耐低温割れ性を改善する技術を開示している。特許文献５は、ガスシールドアーク溶接用のフラックス入りワイヤに含まれる水素量を制限することで、低温割れを抑制する技術を開示している。
これらはいずれも母材および溶接金属の強度が１２００ＭＰａ未満であり、ＨＶ３８０（引張強さ換算約１２００ＭＰａ）以上の硬さを有して耐摩耗性を具備する溶接金属の低温割れ性を改善できる技術ではない。【０００８】
さらに、一般に、オーステナイト系ステンレス溶接材料を用いると、溶接金属中への水素の侵入が大きく低減されるので、低温割れ感受性を下げることができる。また、オーステナイト組織であるため延性低下割れも生じにくい。しかし、オーステナイト系ステンレス溶接材料を用いた溶接金属は、強度つまり硬さを高くすることが容易でなく、耐摩耗性を具備することは期待できない。【０００９】
このようなことから、ＨＶ３８０以上、ＨＶ６９３以下の高硬度の耐摩耗鋼を母材とする溶接継手において、表面硬さがＨＶ３３７以上ＨＶ５３３以下であって、耐摩耗性に優れるとともに、低温割れが発生しにくい溶接金属、または表面硬さがＨＶ３８０以上ＨＶ５３３以下であって、耐摩耗性に優れるとともに、低温割れが発生しにくい溶接金属を、ガスシールドアーク溶接によって形成することが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】日本国特開２０１２−１７６４３４号公報
【特許文献２】日本国特開２０１２−２１８０３４号公報
【特許文献３】日本国特開２００５−４０８１６号公報
【特許文献４】日本国特開平１１−１４７１９６号公報
【特許文献５】日本国特開２００９−２５５１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、Ｃ含有量が高く表面硬さがＨＶ３８０以上、ＨＶ６９３以下であるような高硬度鋼板を母材とした溶接継手であって、表面硬さがＨＶ３３７以上ＨＶ５３３以下であって耐摩耗性に優れるとともに、低温割れが発生しにくい溶接金属、または表面硬さがＨＶ３８０以上ＨＶ５３３以下であって耐摩耗性に優れるとともに、低温割れが発生しにくい溶接金属を有する溶接継手の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
従来の耐摩耗鋼は、低温割れ防止のために、溶接時の予熱温度が重要だったので、軟鋼用の溶接材料で、予熱温度を最優先して溶接するのが普通であった。従って溶接金属部の硬さが低くて、摩耗が非常に起こりやすかったことを課題としていた。本発明は、それに対して溶接金属部の硬さを高くしようとすると、母材の熱影響部ではなくて、溶接金属自体が非常に割れやすいことを新たに見出した。それで、溶接金属のＣＥＮと割れとの関係を調査した上で、溶接金属のＣＥＮの適正範囲を見出した。【００１３】
溶接時に溶接金属で発生する低温割れは、溶接金属の強度と、継手拘束力と、溶接金属中の拡散性水素量とに影響される。発明者らは、表面硬さがＨＶ３３７以上ＨＶ５３３以下であるような高硬度の溶接金属、または表面硬さがＨＶ３８０以上ＨＶ５３３以下であるようなさらに高硬度の溶接金属で、低温割れを確実に抑制するための方法を種々検討した結果、その最も確実な方法は、溶接金属中の拡散性水素量を十分低くすること、かつ溶接金属中の合金成分で規定されるＣＥＮを０．２０〜０．５８質量％にすることであるという結論を得た。【００１４】
図１は、ＪＩＳ  Ｚ３１５８に規定のｙ形溶接割れ試験を、種々の鋼板およびフラックス組成などを変化させた溶接材料により様々な条件にて実施し、種々の溶接金属の硬さおよび溶接金属中の拡散性水素量を有する溶接金属を作製し、その割れ発生を抑制する限界予熱温度を求めた結果である。図１には、溶接金属中の拡散性水素量と割れ発生を抑制する限界予熱温度との関係を、溶接金属の硬さレベル別に整理して示している。
ここで、低温割れ試験は、ＪＩＳ  Ｚ３１５８（ｙ形溶接割れ試験方法；１９９３年）に準拠し、室温（２５℃）にて試験を実施し、表面および断面に割れがないことをもって合格とした。拡散性水素量の測定試験は、ＪＩＳ  Ｚ３１１８（鋼溶接部の水素量測定方法；２００７年）に準拠したガスクロマトグラフ法にて実施した。【００１５】
図１に示すように、溶接直後における溶接金属中の拡散性水素量が１．０ｍｌ／１００ｇ未満であれば、低温割れ発生の限界予熱温度は、溶接金属の硬さにはあまり依存しない。従って、拡散性水素量を１．０ｍｌ／１００ｇ未満とすることにより、硬さがＨＶ３３７以上ＨＶ５３３以下の溶接金属と、硬さがＨＶ３８０以上ＨＶ５３３以下の溶接金属との低温割れ感受性を大きく低減することができる。【００１６】
しかしながら、このレベルまで溶接直後における溶接金属中の拡散性水素量を低減することは、従来の技術では容易ではなかった。発明者らは、種々の検討を重ね、フラックス入りワイヤのフラックス組成の改善によって、溶接金属中の拡散性水素量を、従来には困難であったレベルまで安定して低減できることを新たに知見した。具体的には、フラックス成分にＣａＦ２をはじめとする弗化物を一定量含有させるとともに酸化物の量を調整し、かつ弗化物と酸化物との配合比を一定範囲とすることにより、溶接金属中の拡散性水素量を安定して１．０ｍｌ／１００ｇ未満に抑制することができることを知見した。【００１７】
溶接金属の低温割れ感受性は、溶接金属の硬さに大きく依存するが、合金元素によっても影響される。発明者らは、ＨＶ３３７以上ＨＶ５３３以下の溶接金属、およびＨＶ３８０以上ＨＶ５３３以下の溶接金属の、種々の合金組成と低温割れ感受性（割れ抑制予熱温度）との関係を調査した。低温割れ試験は、ＪＩＳ  Ｚ３１５８（ｙ形溶接割れ試験方法；１９９３年）に準拠して試験を実施し、予熱温度を変化させて低温割れを生じない最低の予熱温度を、割れ発生限界予熱温度とした。溶接にあたっては、以下で説明する本発明のフラックス入り溶接ワイヤを用いており、溶接金属中の拡散性水素量は、いずれも１．０ｍｌ／１００ｇ未満である。【００１８】
その結果、図２に示すように、式１（溶接選書１０．「鉄鋼材料の溶接」  産報出版（１９９９），  ｐ．１６３参照）で計算されるＣＥＮを０．５８質量％以下とすれば割れ発生限界予熱温度を室温（２５℃）以下とすることができ、予熱なしでも低温割れの発生を抑制できることを知見した。
ＣＥＮ＝［Ｃ］＋（０．７５＋０．２５×ｔａｎｈ（２０×（［Ｃ］−０．１２）））×（［Ｓｉ］／２４＋［Ｍｎ］／６＋［Ｃｕ］／１５＋［Ｎｉ］／２０＋（［Ｃｒ］＋［Ｍｏ］＋［Ｎｂ］＋［Ｖ］）／５＋５×［Ｂ］）  ・・・（式１）
ただし、［］付元素は、それぞれの元素の含有量（質量％）を表す。また、添加元素が無しの場合は、［］内にゼロを代入する。【００１９】
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、その要旨は以下のとおりである。【００２０】
（１）本発明の第一の態様に係る溶接継手の製造方法は、ビッカース硬さＨＶが３８０以上５１４以下であり、板厚が２０〜１００ｍｍであり、Ｃの含有量が０．１２０〜０．３００質量％であり、下記の式１で計算されるＣＥＮが、０．２０〜０．７５質量％である鋼板、ビッカース硬さＨＶが５１４超５６５以下であり、板厚が１２〜１００ｍｍであり、Ｃの含有量が０．１２０〜０．３００質量％であり、下記の式１で計算されるＣＥＮが、０．２０〜０．７５質量％である鋼板、およびビッカース硬さＨＶが５６５超６９３以下であり、板厚が６〜１２ｍｍであり、Ｃの含有量が０．３５０〜０．４５０質量％であり、下記の式１で計算されるＣＥＮが、０．２０〜０．８５質量％である鋼板、のいずれか一つに対し、鋼製外皮にフラックスが充填されたフラックス入りワイヤを用いて、ガスシールドアーク溶接を行うことにより、溶接継手を製造する方法であって、（ａ）前記ガスシールドアーク溶接時に、前記鋼板の温度が１０℃以上の場合に予熱作業を行わず、前記鋼板の温度が１０℃未満の場合には前記鋼板の温度が１０℃以上となるように前記予熱作業を行い、（ｂ）前記フラックス入りワイヤが、ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＳｒＦ２、ＭｇＦ２のうちの１種以上を含有し、その含有量の合計をαとしたとき、前記αが前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で３．３〜８．０％であり、Ｔｉ酸化物、Ｓｉ酸化物、Ｍｇ酸化物、Ａｌ酸化物のうちの１種以上を含有し、その含有量の合計をβとしたとき、前記βが前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で０．１０〜１．５０％であり、ＣａＣＯ３、ＢａＣＯ３、ＳｒＣＯ３、ＭｇＣＯ３の含有量の合計が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で０．６０％未満であり、前記フラックス中の鉄粉の含有量が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で１０．０％未満であり、前記αに対する前記ＣａＦ２の含有量の比が０．９０以上であり、前記βに対する前記αの比が３．０以上８０．０以下であり、ＣａＯの含有量が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で０．２０％未満であり、金属弗化物、金属酸化物、および金属炭酸塩を除く、前記フラックス入りワイヤ中の化学成分が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で：Ｃ：０．０１０〜０．０６０％未満；Ｓｉ：０．０５〜１．８０％；Ｍｎ：０．５０〜４．００％；Ｐ：０．０５０％以下；Ｓ：０．０２０％以下；Ａｌ：０．００５〜０．１５０％；Ｃｕ：０〜０．７５％；Ｎｉ：０〜１．００％未満；Ｃｒ：０〜３．５０％；Ｍｏ：０〜１．５０％；Ｔｉ：０〜０．１５０％；Ｎｂ：０〜０．１５％；Ｖ：０〜０．４５％；Ｂ：０〜０．０５００％；Ｍｇ：０〜２．０％；Ｃａ：０〜２．０％；ＲＥＭ：０〜０．０１５０％；残部：Ｆｅおよび不純物；からなり、（ｃ）前記溶接継手の溶接金属の化学組成が、質量％で：Ｃ：０．１００〜０．１７０％；Ｓｉ：０．０５〜０．８０％；Ｍｎ：０．２０〜２．５０％；Ａｌ：０．００５０〜０．１０００％；Ｐ：０．０５０％以下；Ｓ：０．０２０％以下；Ｎ：０．０１５％以下；Ｃｕ：０〜０．５０％；Ｎｉ：０〜０．７０％未満；Ｃｒ：０〜２．５０％；Ｍｏ：０〜１．００％；Ｔ���：０〜０．１００％；Ｎｂ：０〜０．１００％；Ｖ：０〜０．３０％；Ｂ：０〜０．０１００％；Ｏ：０〜０．１００％；Ｍｇ：０〜０．１００％；Ｃａ：０〜０．１００％；ＲＥＭ：０〜０．０１００％；残部：Ｆｅおよび不純物；からなり、前記溶接金属の、下記の式１で計算されるＣＥＮが、０．２０〜０．５８質量％であり、前記溶接金属の表面下１ｍｍの平均ビッカース硬さＨＶが、３３７〜４４０であり、上記（ａ）〜（ｃ）の全てを満足する。
ＣＥＮ＝［Ｃ］＋（０．７５＋０．２５×ｔａｎｈ（２０×（［Ｃ］−０．１２）））×（［Ｓｉ］／２４＋［Ｍｎ］／６＋［Ｃｕ］／１５＋［Ｎｉ］／２０＋（［Ｃｒ］＋［Ｍｏ］＋［Ｎｂ］＋［Ｖ］）／５＋５×［Ｂ］）  ・・・（式１）
ただし、［］付元素は、それぞれの元素の含有量（質量％）を表す。【００２１】
（２）本発明の第二の態様に係る溶接継手の製造方法は、ビッカース硬さＨＶが３８０以上５１４以下であり、板厚が２０〜１００ｍｍであり、Ｃの含有量が０．１２０〜０．３００質量％であり、下記の式１で計算されるＣＥＮが、０．２０〜０．７５質量％である鋼板、ビッカース硬さＨＶが５１４超５６５以下であり、板厚が１２〜１００ｍｍであり、Ｃの含有量が０．１２０〜０．３００質量％であり、下記の式１で計算されるＣＥＮが、０．２０〜０．７５質量％である鋼板、およびビッカース硬さＨＶが５６５超６９３以下であり、板厚が６〜１２ｍｍであり、Ｃの含有量が０．３５０〜０．４５０％質量であり、下記の式１で計算されるＣＥＮが、０．２０〜０．８５質量％である鋼板、のいずれか一つに対し、鋼製外皮にフラックスが充填されたフラックス入りワイヤを用いて、ガスシールドアーク溶接を行うことにより、溶接継手を製造する方法であって、（ａ）前記ガスシールドアーク溶接時に、前記鋼板の温度が１０℃以上の場合に予熱作業を行わず、前記鋼板の温度が１０℃未満の場合には前記鋼板の温度が１０℃以上となるように前記予熱作業を行い、（ｂ）前記フラックス入りワイヤが、ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＳｒＦ２、ＭｇＦ２のうちの１種以上を含有し、その含有量の合計をαとしたとき、前記αが前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で３．３〜８．０％であり、Ｔｉ酸化物、Ｓｉ酸化物、Ｍｇ酸化物、Ａｌ酸化物のうちの１種以上を含有し、その含有量の合計をβとしたとき、前記βが前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で０．１０〜１．５０％であり、ＣａＣＯ３、ＢａＣＯ３、ＳｒＣＯ３、ＭｇＣＯ３の含有量の合計が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で０．６０％未満であり、前記フラックス中の鉄粉の含有量が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で１０．０％未満であり、前記αに対する前記ＣａＦ２の含有量の比が０．９０以上であり、前記βに対する前記αの比が３．０以上８０．０以下であり、ＣａＯの含有量が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で０．２０％未満であり、金属弗化物、金属酸化物、および金属炭酸塩を除く、前記フラックス入りワイヤ中の化学成分が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で：Ｃ：０．０６０〜０．３５０％；Ｓｉ：０．０５〜１．８０％；Ｍｎ：０．５０〜４．００％；Ｐ：０．０５０％以下；Ｓ：０．０２０％以下；Ａｌ：０．００５〜０．１５０％；Ｃｕ：０〜０．７５％；Ｎｉ：０〜１．００％未満；Ｃｒ：０〜３．５０％；Ｍｏ：０〜１．５０％；Ｔｉ：０〜０．１５０％；Ｎｂ：０〜０．１５％；Ｖ：０〜０．４５％；Ｂ：０〜０．０５００％；Ｍｇ：０〜２．０％；Ｃａ：０〜２．０％；ＲＥＭ：０〜０．０１５０％；残部：Ｆｅおよび不純物；からなり、（ｃ）前記溶接継手の溶接金属の化学組成が、質量％で：Ｃ：０．１２０〜０．２５０％；Ｓｉ：０．０５〜０．８０％；Ｍｎ：０．２０〜２．５０％；Ａｌ：０．００５０〜０．１０００％；Ｐ：０．０５０％以下；Ｓ：０．０２０％以下；Ｎ：０．０１５％以下；Ｃｕ：０〜０．５０％；Ｎｉ：０〜０．７０％未満；Ｃｒ：０〜２．５０％；Ｍｏ：０〜１．００％；Ｔｉ：���〜０．１００％；Ｎｂ：０〜０．１００％；Ｖ：０〜０．３０％；Ｂ：０〜０．０１００％；Ｏ：０〜０．１００％；Ｍｇ：０〜０．１００％；Ｃａ：０〜０．１００％；ＲＥＭ：０〜０．０１００％；残部：Ｆｅおよび不純物；からなり、前記溶接金属の、下記の式１で計算されるＣＥＮが、０．２０〜０．５８質量％であり、前記溶接金属の表面下１ｍｍの平均ビッカース硬さＨＶが、３８０〜５３３であり、上記（ａ）〜（ｃ）の全てを満足する。
ＣＥＮ＝［Ｃ］＋（０．７５＋０．２５×ｔａｎｈ（２０×（［Ｃ］−０．１２）））×（［Ｓｉ］／２４＋［Ｍｎ］／６＋［Ｃｕ］／１５＋［Ｎｉ］／２０＋（［Ｃｒ］＋［Ｍｏ］＋［Ｎｂ］＋［Ｖ］）／５＋５×［Ｂ］）  ・・・（式１）
ただし、［］付元素は、それぞれの元素の含有量（質量％）を表す。
（３）本発明の第三の態様に係る溶接継手の製造方法は、ビッカース硬さＨＶが５６５超６９３以下であり、板厚が１２〜２０ｍｍであり、Ｃの含有量が０．３５０〜０．４５０質量％であり、下記の式２で計算されるＣＥＮが、０．２０〜０．８５質量％である鋼板、およびビッカース硬さＨＶが５６５超６９３以下であり、板厚が２０ｍｍ超５０ｍｍ以下であり、Ｃの含有量が０．３５０〜０．４５０質量％であり、下記の式２で計算されるＣＥＮが、０．２０〜０．８５質量％である鋼板、のいずれか一つに対し、鋼製外皮にフラックスが充填されたフラックス入りワイヤを用いて、ガスシールドアーク溶接を行うことにより、溶接継手を製造する方法であって、（ａ）前記ガスシールドアーク溶接時に、前記鋼板の前記板厚が２０ｍｍ以下の場合、前記鋼板の温度が１００℃以上となるように予熱作業を行い、前記鋼板の前記板厚が２０ｍｍ超の場合、前記鋼板の温度が１５０℃以上となるように前記予熱作業を行い、（ｂ）前記フラックス入りワイヤが、ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＳｒＦ２、ＭｇＦ２のうちの１種以上を含有し、その含有量の合計をαとしたとき、前記αが前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で３．３〜８．０％であり、Ｔｉ酸化物、Ｓｉ酸化物、Ｍｇ酸化物、Ａｌ酸化物のうちの１種以上を含有し、その含有量の合計をβとしたとき、前記βが前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で０．１０〜１．５０％であり、ＣａＣＯ３、ＢａＣＯ３、ＳｒＣＯ３、ＭｇＣＯ３の含有量の合計が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で０．６０％未満であり、前記フラックス中の鉄粉の含有量が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で１０．０％未満であり、前記αに対する前記ＣａＦ２の含有量の比が０．９０以上であり、前記βに対する前記αの比が３．０以上８０．０以下であり、ＣａＯの含有量が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で０．２０％未満であり、金属弗化物、金属酸化物、および金属炭酸塩を除く、前記フラックス入りワイヤ中の化学成分が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で：Ｃ：０．０６０〜０．３５０％；Ｓｉ：０．０５〜１．８０％；Ｍｎ：０．５０〜４．００％；Ｐ：０．０５０％以下；Ｓ：０．０２０％以下；Ａｌ：０．００５〜０．１５０％；Ｃｕ：０〜０．７５％；Ｎｉ：０〜１．００％未満；Ｃｒ：０〜３．５０％；Ｍｏ：０〜１．５０％；Ｔｉ：０〜０．１５０％；Ｎｂ：０〜０．１５％；Ｖ：０〜０．４５％；Ｂ：０〜０．０５００％；Ｍｇ：０〜２．０％；Ｃａ：０〜２．０％；ＲＥＭ：０〜０．０１５０％；残部：Ｆｅおよび不純物；からなり、（ｃ）前記溶接継手の溶接金属の化学組成が、質量％で：Ｃ：０．１２０〜０．２５０％；Ｓｉ：０．０５〜０．８０％；Ｍｎ：０．２０〜２．５０％；Ａｌ：０．００５０〜０．１０００％；Ｐ：０．０５０％以下；Ｓ：０．０２０％以下；Ｎ：０．０１５％以下；Ｃｕ：０〜０．５０％；Ｎｉ：０〜０．７０％未満；Ｃｒ：０〜２．５０％；Ｍｏ：０〜１．００％；Ｔｉ：０〜０．１００％；Ｎｂ：０〜０．１００％；Ｖ：０〜０．３０％；Ｂ：０〜０．０１００％；Ｏ：０〜０．１００％；Ｍｇ：０〜０．１００％；Ｃａ：���〜０．１００％；ＲＥＭ：０〜０．０１００％；残部：Ｆｅおよび不純物；からなり、前記溶接金属の、下記の式２で計算されるＣＥＮが、０．２０〜０．５８質量％であり、前記溶接金属の表面下１ｍｍの平均ビッカース硬さＨＶが、３８０〜５３３であり、上記（ａ）〜（ｃ）の全てを満足する。
ＣＥＮ＝［Ｃ］＋（０．７５＋０．２５×ｔａｎｈ（２０×（［Ｃ］−０．１２）））×（［Ｓｉ］／２４＋［Ｍｎ］／６＋［Ｃｕ］／１５＋［Ｎｉ］／２０＋（［Ｃｒ］＋［Ｍｏ］＋［Ｎｂ］＋［Ｖ］）／５＋５×［Ｂ］）  ・・・（式２）
ただし、［］付元素は、それぞれの元素の含有量（質量％）を表す。【００２２】
（４）上記（１）〜（３）に記載の溶接継手の製造方法は、前記フラックス入りワイヤ中の前記ＣａＯの含有量が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で０．１５％以下であってもよい。【００２３】
（５）上記（１）〜（４）のいずれか一項に記載の溶接継手の製造方法は、前記金属弗化物、前記金属酸化物、および前記金属炭酸塩を除く、前記フラックス入りワイヤ中の前記化学組成が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で：Ｎｉ：０〜０．１％であってもよい。【００２４】
（６）上記（１）〜（５）のいずれか一項に記載の溶接継手の製造方法は、前記金属弗化物、前記金属酸化物、および前記金属炭酸塩を除く、前記フラックス入りワイヤ中の前記化学組成が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で：Ｃｕ：０〜０．５０％；Ｃｒ：０〜１．００％；Ｍｏ：０〜０．５０％；Ｔｉ：０〜０．０５０％；Ｎｂ：０〜０．０５％であってもよい。【００２５】
（７）上記（１）〜（６）のいずれか一項に記載の溶接継手の製造方法は、前記フラックス入りワイヤの前記鋼製外皮にスリット状の隙間があってもよい。
（８）上記（１）〜（６）のいずれか一項に記載の溶接継手の製造方法は、前記フラックス入りワイヤの前記鋼製外皮にスリット上の隙間がなくてもよい。【００２６】
（９）上記（１）〜（８）のいずれか一項に記載の溶接継手の製造方法は、前記フラックス入りワイヤの表面にパーフルオロポリエーテル油が塗布されていてもよい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の上記各態様によれば、Ｃ含有量が高く表面硬さがＨＶ３８０以上、ＨＶ６９３以下であるような高硬度鋼板を母材とする溶接継手であって、表面硬さがＨＶ３２０以上ＨＶ５３３以下であって耐摩耗性に優れるとともに低温割れが発生しにくい溶接金属、または表面硬さがＨＶ３８０以上ＨＶ５３３以下であって耐摩耗性に優れるとともに低温割れが発生しにくい溶接金属を有する溶接継手を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】母材の硬さおよび溶接金属中の拡散性水素量と割れ発生限界予熱温度との関係を示す図である。
【図２】ＨＶ３３７以上、ＨＶ５３３以下で溶接金属中の拡散性水素量１．０ｍｌ／１００ｇ未満の溶接金属における、ＣＥＮと割れ発生限界予熱温度との関係を示す図である。
【図３Ａ】ワイヤの切断断面を示す図である。
【図３Ｂ】ワイヤの切断断面を示す図である。
【図３Ｃ】ワイヤの切断断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
高硬度鋼板を母材とする溶接継手において、発明者らは、上記のように、溶接直後における溶接金属中の拡散性水素量が１．０ｍｌ／１００ｇ未満であれば、低温割れ発生限界予熱温度は、溶接金属の硬さにはあまり依存せず、ＨＶ３３７以上ＨＶ５３３以下の溶接金属とＨＶ３８０以上ＨＶ５３３以下の溶接金属との低温割れ感受性を大きく低減することができることを知見した。
【００３０】
さらに発明者らは、溶接直後における溶接金属中の拡散性水素量を１．０ｍｌ／１００ｇ未満とするために、フラックス入りワイヤのフラックス成分の組合せとその配合比とを種々変化させて検討を重ねた。
その結果、水素低減に特に効果のあるのはＣａＦ２をはじめとする弗化物であり、フラックス成分に一定量を含有させることにより溶接金属中の拡散性水素量を大きく低減でき、さらに酸化物の量を調整し、かつ弗化物と酸化物の配合比を一定範囲とすることにより、拡散性水素量を安定して１．０ｍｌ／１００ｇ未満に抑制することができることを知見するに至った。
【００３１】
本発明は、このような検討に基づいてなされたものである。以下、本実施形態に係る溶接継手の製造方法の一態様について説明する。
本発明は、耐摩耗鋼板として広く用いられている、Ｃ含有量が質量％で０．１２〜０．４５％で、ＨＶ３８０以上、ＨＶ６９３以下の高硬度の厚鋼板を母材として用い、それをガスシールドアーク溶接して形成した溶接継手を対象とする。
本発明では、溶接金属を、上記（１）または（２）に記載した化学組成を有するものとする。
以下、溶接金属の化学組成の限定理由について説明する。以下の説明において、「％」は特に説明がない限り、「質量％」を意味する。
【００３２】
（Ｃ：０．１００〜０．２５０％）
Ｃは、溶接金属の硬さに最も影響する元素である。母材硬さがＨＶ３８０以上であるときに、溶接金属にある程度の耐摩耗性を確保するためには、溶接金属の表面硬さは少なくともＨＶ３３７以上であることが望ましい。そのためには溶接金属のＣ含有量は０．１００％以上が必要である。また、母材硬さがＨＶ３８０以上であるときに、母材に近い耐摩耗性を確保するためには、溶接金属の表面硬さもＨＶ３８０以上であることが望ましい。溶接金属の表面硬さをＨＶ３８０以上にする必要がある場合には、溶接金属のＣ含有量を０．１２０％以上にする必要がある。しかし、Ｃ含有量が０．２５０％を超えると、溶接金属の硬さがＨＶ５３３を超えて溶接金属の靭性が低下することがあるので、Ｃ含有量の上限を０．２５０％とする。なお、後述するＣ含有量が０．０１０〜０．０６０％未満のフラックス入りワイヤを用いて作られた溶接継手の溶接金属のＣ含有量は、０．１００〜０．１７０％となることが通常である。安定してＨＶ３８０以上の母材硬さを得るためには、Ｃ含有量の下限を０．１３０％または０．１４０％としてもよい。また、溶接金属の靭性を安定して得るために、Ｃ含有量の上限を０．２３０％または０．２１０％としてもよい。
【００３３】
（Ｓｉ：０．０５〜０．８０％）
Ｓｉは、脱酸元素であり、溶接金属のＯ含有量を低減して清浄度を高めるためにフラックスには一定量添加する。そのため溶接金属中のＳｉ含有量も０．０５％以上が含有される。必要に応じて、Ｓｉ含有量の下限を０．１０％、０．１５％又は０．２０％としてもよい。Ｓｉは、０．８０％を超えて含有すると溶接金属の靱性を劣化させることがあるため、これを上限とする。溶接金属の靭性改善のため、Ｓｉ含有量の上限を０．７０％、０．６５％、０．６０％又は０．５０％としてもよい。
【００３４】
（Ｍｎ：０．２０〜２．５０％）
Ｍｎは、ＭｎＳを形成してＳによる粒界脆化を抑制する効果があるので、溶接金属には少なくとも０．２０％以上含有させるようにする。またＭｎは溶接金属の焼入性を確保して強度を高める効果のある元素であるので、硬さを安定的に得るためには、０．５０％以上含有することが望ましい。溶接金属の硬さ向上のため、Ｍｎ含有量の下限を０．６０％、０．７０％、０．８０％又は０．９０％としてもよい。一方、Ｍｎは、２．５０％を超えて含有すると、粒界脆化感受性が増加して溶接金属の靱性が劣化するため、これを上限とする。溶接金属の靭性改善のため、Ｍｎ含有量の上限を２．３０％、２．１０％、１．９０％、１．７０％又は１．５０％に制限してもよい。
【００３５】
（Ａｌ：０．００５０〜０．１０００％）
Ａｌは脱酸元素であり、Ｓｉと同様に、溶接金属中のＯ含有量を低減することにより、溶接金属の清浄度を向上させる効果があるので、フラックスには一定量を添加する必要がある。本実施形態に係るフラックス入りワイヤを用いて得られた溶接継手の溶接金属には、通常、０．００５０％以上のＡｌが含まれる。Ａｌ量が０．００５０％未満であった場合、溶接金属の低温靱性が低下するおそれがある。一方、０．１０００％を超えて含有させると、窒化物や酸化物を形成して、溶接金属の靱性を劣化させるので、これを上限とする。溶接金属の靭性改善のため、Ａｌ含有量の上限を０．０９００％、０．０８００％、０．０７００％又は０．０６００％に制限してもよい。
【００３６】
（Ｐ：０．０５０％以下）
Ｐは不純物元素であり、靱性を劣化させる。そのため極力低減する必要があるが、靱性への悪影響が許容できる範囲として、溶接金属のＰ含有量は０．０５０％以下に制限する。必要に応じて、Ｐ含有量の上限を０．０３０％、０．０２５０％、０．０２００％又は０．０１５０％に制限してもよい。Ｐ含有量の下限を制限する必要はない。Ｐ含有量の下限は０％である。
【００３７】
（Ｓ：０．０２０％以下）
Ｓも不純物元素であり、溶接金属中に過大に存在すると靱性と延性とをともに劣化させるため、極力低減することが好ましい。靱性、延性への悪影響が許容できる範囲として、溶接金属のＳ含有量は０．０２０％以下に制限する。必要に応じて、Ｓ含有量の上限を０．０１５％、０．０１０％、０．００８％又は０．００６％に制限してもよい。Ｓ含有量の下限を制限する必要はない。Ｓ含有量の下限は０％である。
【００３８】
（Ｎ：０．０１５％以下）
Ｎは、溶接金属中には不可避的に含有されるが、０．０１５％を超えると粗大なＡｌＮやＢＮを形成して靭性を低下させる。溶接金属への影響を許容できる上限としてＮ含有量は０．０１５％以下に制限する。必要に応じて、Ｎ含有量の上限を０．０１０％、０．００８％又は０．００６％に制限してもよい。Ｎ含有量の下限を制限する必要はない。Ｎ含有量の下限は０％である。
【００３９】
（Ｏ：０〜０．１００％）
Ｏは、溶接金属中には不可避的に含有されるが、靱性、延性への悪影響が許容できる範囲として、溶接金属のＯ含有量は０．１００％以下に制限する。必要に応じて、Ｏ含有量の上限を０．０８０％、０．０６０％、０．０５０％又は０．０４０％としてもよい。Ｏ含有量の下限を制限する必要はない。Ｏ含有量の下限は０％である。
【００４０】
（Ｃｕ：０〜０．５０％）
Ｃｕは、溶接金属の強度と靭性とを向上させることができるので、選択元素として含有できる。しかしながら、Ｃｕ含有量が０．５０％を超えると靭性が低下することがあるため、溶接金属のＣｕ含有量は０．５０％以下とする。必要に応じて、Ｃｕ含有量の上限を０．４０％又は０．３０％としてもよい。Ｃｕ含有量の下限を制限しなくてもよい。このため、Ｃｕ含有量の下限は０％である。一方、強化効果を十分に得るために、溶接金属に０．１０％以上含有させてもよい。溶接金属中にＣｕを含有させる方法としては、ワイヤの外皮表面のめっき、あるいは、フラックスに単体または合金元素として添加する等の方法がある。
【００４１】
（Ｎｉ：０〜０．７０％未満）
Ｎｉは靱性向上に有効な元素とされる選択元素として含有できる。しかし、Ｃ含有量が高い場合にはその効果は限定的であり、高価な元素でもあるので、溶接金属へのＮｉ含有量は０．７０％未満とする。必要に応じて、Ｎｉ含有量の上限を０．６０％、０．４０％又は０．２０％としてもよい。Ｎｉ含有量の下限を制限しなくてもよい。このため、Ｎｉ含有量の下限は０％である。一方、靭性向上効果を得るために、溶接金属に０．０５％以上含有させてもよい。
【００４２】
（Ｃｒ：０〜２．５０％）
Ｃｒは、焼入性を高めることにより溶接金属の硬さ向上に有効な元素であり、選択元素として含有できる。しかしながら、２．５０％を超えて過剰に含有させると、靱性を低下させることがあるため、Ｃｒ含有量は２．５０％を上限とする。必要に応じて、Ｃｒ含有量の上限を１．５０％、１．００％、０．７０％又は０．４０％としてもよい。Ｃｒ含有量の下限を制限しなくてもよい。このため、Ｃｒ含有量の下限は０％である。一方、溶接金属の硬さ向上の目的で添加する場合には、その効果を得るために０．１０％以上含有させてもよい。
【００４３】
（Ｍｏ：０〜１．００％）
Ｍｏは、焼入性を高めることにより溶接金属の硬さ向上に有効な元素であり、選択元素として含有できる。しかしながら、１．００％を超えて過剰に含有させると、靱性を低下させることがあるため、Ｍｏ含有量は１．００％を上限とする。必要に応じて、Ｍｏ含有量の上限を０．７０％、０．６０％、０．４０％又は０．２０％としてもよい。Ｍｏ含有量の下限を制限しなくてもよい。このため、Ｍｏ含有量の下限は０％である。一方、硬さ向上の目的で添加する場合には、その効果を得るために０．０５％以上含有させてもよい。
【００４４】
（Ｔｉ：０〜０．１００％）
ＴｉもＡｌと同様、脱酸元素として有効であり、溶接金属中のＯ含有量を低減させる効果があり、選択元素として含有できる。また、固溶Ｎを固定して靱性への悪影響を緩和するためにも有効であるが、溶接金属中のＴｉ含有量が０．１００％を超えて過剰になると、粗大な酸化物の形成に起因した靱性劣化、過度な析出強化による靱性劣化が生じる可能性が大きくなるので、Ｔｉ含有量の上限は０．１００％とする。必要に応じて、Ｔｉ含有量の上限を０．０８０％、０．０５０％、０．０３０％又は０．０２０％としてもよい。Ｔｉ含有量の下限を制限しなくてもよい。このため、Ｔｉ含有量の下限は０％である。靱性改善の目的に、０．０１０％以上含有させてもよい。
【００４５】
（Ｎｂ：０〜０．１００％）
Ｎｂは固溶により溶接金属の硬さを向上させる効果があり、選択元素として含有できる。しかしながら、０．１００％を超えて含有させると、溶接金属中に過剰に含有され、粗大な析出物を形成して靭性を劣化させるため好ましくないので、Ｎｂ含有量の上限を０．１００％とする。必要に応じて、Ｎｂ含有量の上限を０．０８０％、０．０５０％、０．０３０％又は０．０２０％としてもよい。Ｎｂ含有量の下限を制限しなくてもよい。このため、Ｎｂ含有量の下限は０％である。溶接金属の硬さ向上目的に０．０１０％以上含有させてもよい。
【００４６】
（Ｖ：０〜０．３０％）
Ｖは、焼入性を高めることにより溶接金属の硬さ向上に有効な元素であり、選択元素として含有できる。しかしながら、０．３０％を超えて過剰に含有させると、靱性を低下させることがあるため、Ｖ含有量は０．３０％を上限とする。必要に応じて、Ｖ含有量の上限を０．２５％、０．２０％又は０．１５としてもよい。Ｖ含有量の下限を制限しなくてもよい。このため、Ｖ含有量の下限は０％である。溶接金属の硬さ向上のために０．０１％以上含有させてもよい。
【００４７】
（Ｂ：０〜０．０１００％）
Ｂは、溶接金属中に適正量含有させると、固溶Ｎと結びついてＢＮを形成して、固溶Ｎの靭性に対する悪影響を減じる効果がある。またＢは、焼入性を高めて強度向上に寄与する効果もあり、選択元素として含有できる。これらの効果を得るために０．０００３％以上含有させてもよい。一方、Ｂ含有量が０．０１００％超になると、溶接金属中のＢが過剰となり、粗大なＢＮやＦｅ２３（Ｃ、Ｂ）６等のＢ化合物を形成して靭性を逆に劣化させるため、好ましくない。そこで、Ｂを含有させる場合のＢ含有量の上限は０．０１００％とする。必要に応じて、Ｂ含有量の上限を０．００８０％、０．００６０％、０．００４０％又は０．００２０％としてもよい。Ｂ含有量の下限を制限する必要はなく、Ｂ含有量の下限は０％である。
【００４８】
（Ｍｇ：０〜０．１００％）
Ｍｇ含有量の下限を制限する必要はなく、Ｍｇ含有量の下限は０％である。しかし、Ｍｇは強脱酸元素であり、溶接金属中のＯ含有量を低減し、溶接金属の延性及び靭性を向上させために、０．００１％以上含有させてもよい。しかし、溶接金属中のＭｇ含有量が０．１００％を超えると、溶接金属中での粗大酸化物の形成による靭性低下が無視できなくなる。このため、Ｍｇを含有させる場合にも、Ｍｇ含有量を０．１００％以下とする。必要に応じて、Ｍｇ含有量の上限を０．００８０％、０．００６０％、０．００４０％又は０．００２０％としてもよい。
【００４９】
（Ｃａ：０〜０．１００％）
（ＲＥＭ：０〜０．０１００％）
ＣａおよびＲＥＭ含有量の下限を制限する必要はなく、ＣａおよびＲＥＭ含有量の下限は０％である。しかし、Ｃａ、ＲＥＭはいずれも溶接金属中での硫化物の構造を変化させ、また硫化物、酸化物のサイズを微細化して延性及び靭性向上に有効であり、Ｃａを０．００２％以上、ＲＥＭを０．０００２％以上、含有してもよい。一方、過剰に含有すると、硫化物や酸化物の粗大化を生じ、延性、靭性の劣化を招くため、含有させる場合のそれぞれの上限を、Ｃａでは０．１００％、ＲＥＭでは０．０１００％とする。
【００５０】
以上の化学組成を含有する溶接金属は、鉄（Ｆｅ）を主成分とする残部が本実施形態に係る溶接継手の特性を阻害しない範囲で、製造過程等で混入する不純物を含有してもよい。
【００５１】
（ＣＥＮ：０．２０〜０．５８質量％）
図２に示すように、ＨＶ３８０以上、ＨＶ５３３以下の溶接金属において、溶接金属中の拡散性水素量が１．０ｍｌ／１００ｇ未満であるとき、式１で計算されるＣＥＮを０．５８質量％以下とすることで、ＪＩＳ  Ｚ３１５８のｙ形溶接割れ試験において、割れ発生限界予熱温度が２５℃以下となり、実質的に予熱なしでの溶接が可能となる。
ここで、溶接割れを確実に防止するために、ＣＥＮの上限を０．５５質量％、０．５３質量％、０．５０質量％、０．４７質量％又は０．４５質量％としてもよい。溶接金属の硬さをＨＶ３８０以上とするために、ＣＥＮの下限を０．２０質量％とする。溶接金属の硬さが高い方が、耐摩耗性が向上するため、ＣＥＮの下限を０．２４質量％、０．２８質量％、０．３０質量％又は０．３２質量％としてもよい。
（ａ）母材のビッカース硬さＨＶが３８０以上５１４以下（ＨＢ３６０以上４７５以下に相当）であり、母材の板厚が２０〜１００ｍｍであり、母材のＣの含有量が０．１２０〜０．３００％であり、式１で計算されるＣＥＮが、０．２０〜０．７５質量％である母材。
（ｂ）母材のビッカース硬さＨＶが５１４超５６５以下（ＨＢ４７５超５３０以下に相当）であり、母材の板厚が１２〜１００ｍｍであり、母材のＣの含有量が０．１２０〜０．３００％であり、式１で計算されるＣＥＮが、０．２０〜０．７５質量％である母材。
（ｃ）母材のビッカース硬さＨＶが５６５超６９３以下（ＨＢ５３０超６５０以下に相当）であり、母材の板厚が６〜１２ｍｍであり、母材のＣの含有量が０．３５０〜０．４５０％であり、式１で計算されるＣＥＮが、０．２０〜０．８５質量％である母材。
上記（ａ）〜（ｃ）のいずれかひとつを満足する母材に対し、ガスシールドアーク溶接時に、母材の温度が１０℃以上の場合、溶接時の予熱作業を行う必要がないが、母材の温度が１０℃未満の場合には、母材の温度が１０℃以上となるように予熱作業を行う必要がある。つまり、母材（鋼板）の温度が１０℃未満の場合のみ、母材（鋼板）の温度が１０℃以上になるように予熱作業を行う必要がある。この母材の温度（予熱温度）の上限を特に定める必要はないが、７５℃未満又は５０℃未満としても差し支えない。
（ｄ）母材のビッカース硬さＨＶが５６５超６９３以下（ＨＢ５３０超６５０以下に相当）であり、母材の板厚が１２〜２０ｍｍであり、母材のＣの含有量が０．３５０〜０．４５０％であり、式１で計算されるＣＥＮが、０．２０〜０．８５質量％である母材。
（ｅ）母材のビッカース硬さＨＶが５６５超６９３以下（ＨＢ５３０超６５０以下に相当）であり、母材の板厚が２０ｍｍ超５０ｍｍ以下であり、母材のＣの含有量が０．３５０〜０．４５０％であり、式１で計算されるＣＥＮが、０．２０〜０．８５質量％である母材。
上記（ｄ）または（ｅ）を満足する母材に対し、ガスシールドアーク溶接時に、母材の板厚が２０ｍｍ以下の場合、母材を１００℃以上に予熱を行い、母材の板厚が２０ｍｍ超の場合、母材を１５０℃以上の予熱を行う。この母材の温度（予熱温度）の上限を特に定める必要はないが、１７５℃未満又は１５０℃未満としても差し支えない。また、ＨＶ３８０以上にするために、ＣＥＮを０．２０質量％以上とする。
ＣＥＮ＝［Ｃ］＋（０．７５＋０．２５×ｔａｎｈ（２０×（［Ｃ］−０．１２）））×（［Ｓｉ］／２４＋［Ｍｎ］／６＋［Ｃｕ］／１５＋［Ｎｉ］／２０＋（［Ｃｒ］＋［Ｍｏ］＋［Ｎｂ］＋［Ｖ］）／５＋５×［Ｂ］）  ・・・（式１）
ただし、［］付元素は、それぞれの元素の含有量（質量％）を表す。
【００５２】
式１では、含有されていない元素は、その元素に対応する［］内にゼロを代入する。この計算方法は、母材（鋼板）および溶接金属、共通である。
【００５３】
本発明では、溶接金属について、さらに、その表面下１ｍｍの平均ビッカース硬さをＨＶ３３７以上ＨＶ５３３以下、またはＨＶ３８０以上ＨＶ５３３以下にする。本発明では、溶接金属について、さらに、溶接直後の拡散性水素量が１．０ｍｌ／１００ｇ未満であるようにする。
表面下１ｍｍの位置の硬さが、ＨＶ３３７以上、ＨＶ５３３以下となれば、溶接金属に必要な耐摩耗性の要件を満たす。ＨＶ３３７未満では、耐磨耗性が不足する。ＨＶ５３３を超えると、低温割れが発生しやすくなる。
硬さの測定は、溶接金属において、溶接方向と垂直の断面を切断し、研磨したサンプルを採取し、溶接金属の表面下１ｍｍの位置のビッカース硬さを１０点測定し、平均値を算出することによって求めるものとする。
【００５４】
また、溶接直後における溶接金属中の拡散性水素量については、図１を引用して先に説明したように、１．０ｍｌ／１００ｇ未満であれば、低温割れ発生限界予熱温度は、溶接金属の硬さにはあまり依存せず、硬さがＨＶ３３７以上ＨＶ５３３以下の溶接金属、およびＨＶ３８０以上ＨＶ５３３以下の溶接金属の低温割れ感受性を大きく低減することができる。
拡散性水素量は、ＪＩＳ  Ｚ  ３１１８（鋼溶接部の水素量測定方法；２００７年）に準拠したガスクロマトグラフ法により測定する。
なお、水素の拡散速度は常温で比較的大きいため、溶接金属の拡散性水素量は溶接直後に測定する必要がある。このため、溶接直後に測定しない限り、拡散性水素量を正確に測定できない。
【００５５】
以上のような溶接金属を有する溶接継手を製造するには、溶接しようとする高硬度厚鋼板を母材とし、例えば、上記母材２枚を間に開先を形成するように溶接位置にセットし、フラックス入り溶接ワイヤを用いてガスシールドアーク溶接を行い、母材間に溶接金属を生成させることによって、溶接金属とその両側の母材鋼板とから成る溶接継手が形成される。
以下、上記溶接金属を形成するために用いられる、鋼板、フラックス入り溶接ワイヤ及び溶接条件などについて説明する。
【００５６】
母材とする鋼板としては、Ｃ含有量が、質量％で、０．１２０％以上、０．４５０％以下であり、ＨＶ３８０以上、ＨＶ６９３以下である高硬度厚鋼板を対象とする。
用いる鋼板の板厚としては、一般的に厚板といわれる６ｍｍ以上１００ｍｍ以下のものを対象としている。
このような条件を満たす鋼板は、土木・建築作業用の機械など、耐摩耗性が必要な個所に広く用いられているもので、Ｃ含有量以外の化学組成について特に限定されるものではないが、一例をあげれば、
Ｃ：０．１２０〜３．０００％、Ｓｉ：０．１０〜０．５５％、Ｍｎ：０．２０〜２．００％、Ａｌ：０．０１〜０．１０％、Ｐ：０．０２０％以下、Ｓ：０．０１５％以下、Ｃｕ：０．５０％以下、Ｎｉ：１．００％以下、Ｃｒ：１．２０％以下、Ｍｏ：０．６０％以下、Ｎｂ：０．０５％以下、Ｖ：０．１０％以下、Ｂ：０．００５０％以下を含有する鋼がある。また、式１で計算されるＣＥＮが０．２０〜０．８５質量％であるものを対象としている。
母材の溶接熱影響部（ＨＡＺ）で溶接割れを生じないようにするために、ＣＥＮの上限を０．８５質量％とする。より確実にＨＡＺ部での溶接割れを防止するために、ＣＥＮの上限を０．８０質量％、０．７５質量％、０．７３質量％、０．７０質量％、０．６８質量％、０．６５質量％、０．６３質量％又は０．６０質量％としてもよい。母材の硬さをＨＶ３８０以上とするために、ＣＥＮの下限を０．２０質量％とする。母材の硬さを高めるため、ＣＥＮの下限を０．２４質量％、０．２８質量％、０．３０質量％、０．３２質量％、０．３５質量％又は０．３８質量％としてもよい。母材の硬さがＨＶ５６５以下の鋼板は一般的にＣＥＮが０．７５質量％を超えることは少ないため、母材の硬さがＨＶ５６５以下の鋼板のＣＥＮの上限を０．７５質量％とする。
母材の硬さの測定方法は、母材の板厚方向断面の表面下１ｍｍの位置のビッカース硬さを５点以上測定し、平均値を求める方法とする。
【００５７】
続いて、用いるフラックス入り溶接ワイヤについて、フラックス成分と合金成分とに分けて説明する。なお、フラックス入り溶接ワイヤについての説明中の成分の含有量は、フラックス入り溶接ワイヤ全質量に対する質量％を表す。
最初に、ワイヤの鋼製外皮の内部に挿入されるフラックス成分について説明する。
【００５８】
ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＳｒＦ２、ＭｇＦ２の金属弗化物の１種または２種以上と、Ｔｉ酸化物（例えばＴｉＯ２）、Ｓｉ酸化物（例えばＳｉＯ２）、Ｍｇ酸化物（例えばＭｇＯ）、Ａｌ酸化物（例えばＡｌ２Ｏ３）の金属酸化物の１種または２種以上を、溶接ワイヤ中に一定量含有させ、かつそれらの弗化物と酸化物との比を一定範囲とすることで、溶接金属中の拡散性水素量を安定して１．０ｍｌ／１００ｇ未満とすることができる。
この効果を得るには、含有するＣａＦ２、ＢａＦ２、ＳｒＦ２、ＭｇＦ２の合計量をαとしたとき、合計量αがフラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で３．３％以上、８．０％以下であること、また含有するＴｉ酸化物、Ｓｉ酸化物、Ｍｇ酸化物、Ａｌ酸化物の合計量をβとしたとき、合計量βがフラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で０．１０％以上、１．５０％以下であること、さらに上記αに対する上記ＣａＦ２の含有量の比が０．９０以上であり、上記合計量βに対する上記合計量αの比（［合計量α］／［合計量β］）が３．０以上、８０．０以下であることが要件となる。
【００５９】
含有する金属弗化物の合計量αが３．３％未満では、溶接金属中の拡散性水素量を安定して１．０ｍｌ／１００ｇ未満とすることができない。溶接金属中の拡散性水素量をより低減するために、合計量αの下限を３．５％、３．７％又は３．９％としてもよい。また、８．０％を超えると、溶接ヒューム、スラグが過剰に生成するため、溶接作業性が著しく低下し、好ましくない。溶接ヒュームやスラグの過剰生成などを回避するために、合計量αの上限を７．５％、７．０％、６．５％、６．０％又は５．７％としてもよい。含有する金属酸化物の合計量βが０．１０％未満では、溶接ビードの形状が悪くなることがあり、１．５０％超では、靭性を低下させることがある。溶接ビードの形状をよくするため、合計量βの下限を０．２０％、０．３０％、０．４０％又は０．５０％としてもよい。靭性の改善のため、合計量βの上限を１．３０％、１．２０％、１．１０％、１．００％、０．９０％又は０．８０％としてもよい。
さらに、上記合計量βに対する上記合計量αの比が３．０未満では、溶接金属中の拡散性水素量を安定して１．０ｍｌ／１００ｇ未満とすることができず、８０．０超では、溶接ヒューム、スラグが過剰に生成するため、溶接作業性が著しく低下し、好ましくない。溶接金属中の拡散性水素量をより低減するために、上記比（［合計量α］／［合計量β］）の下限を３．２、３．５、３．７又は４．０にしてもよい。溶接ヒュームやスラグの過剰生成などを回避するために、上記比（［合計量α］／［合計量β］）の上限を４０．０、３０．０、２０．０、１５．０又は１３．０としてもよい。αに対するＣａＦ２の含有量の比が０．９０未満である場合、溶接金属中の拡散性水素量を１．０ｍｌ／１００ｇ未満とすることができなくなる。何故なら、ＣａＦ２は、金属弗化物の中で最も拡散性水素量を低減させる効果が大きいからである。αに対するＣａＦ２の含有量の比が最大となるのは、フラックス中にＣａＦ２以外の金属弗化物が含まれない場合である。従って、αに対するＣａＦ２の含有量の比の上限値は１．０である。
【００６０】
以上から、含有する金属弗化物の合計量α、金属酸化物の合計量β、および金属酸化物の合計量βに対する金属弗化物の合計量αの比を、それぞれ上記のように限定する。
なお、上記合計量βは、フラックス入りワイヤ中の含有量であり、フラックスの造粒に使用されるバインダー（ＳｉＯ２を主成分とする水ガラス）などに含まれるものも合計した含有量とする。
【００６１】
本実施形態に係るフラックス入り溶接ワイヤでは、ＣａＣＯ３、ＢａＣＯ３、ＳｒＣＯ３、ＭｇＣＯ３の金属炭酸塩の１種または２種以上を、アーク安定性作用とアーク集中性とを高める目的でさらに添加できる。しかし、これら金属炭酸塩の１種または２種以上を０．６０％以上添加すると、アークの集中性が強すぎるので、スパッタ発生量が多くなり、さらに溶接金属の酸素量も多くなる。したがって、これらの金属炭酸塩を含有させる場合には、その含有量を合計で０．６０％未満とする。これらの金属炭酸塩の含有量の合計の下限は０％である。スパッタ発生量の抑制のため、その上限を０．５０％、０．４０％、０．２０％又は０．１０％としてもよい。
【００６２】
金属弗化物が拡散性水素量を低減する理由については、必ずしも明らかではないが、金属弗化物が溶接アークにより分解し、生成されたフッ素が水素と結合してＨＦガスとして大気中に散逸したか、あるいは、そのまま溶接金属中に水素がＨＦとして固定されたためではないかと考えている。
【００６３】
また、本発明においては、フラックスにＣａＯは添加しないことが好ましい。従って、ＣａＯ含有量の下限値は０％である。しかしながら、フラックスの原料にＣａＯが含有されている場合がある。その場合、ＣａＯの含有量を０．２０％未満に制限する。好ましくは０．１５％以下又は０．１０％以下とする。０．２０％未満に制限すれば、本実施形態に係る溶接継手の製造方法による効果は得られる。ＣａＯは、大気に触れることで、ＣａＯＨに変化するため、溶接金属中の拡散性水素を増加させる可能性がある。
【００６４】
金属弗化物、金属酸化物、および金属炭酸塩を除く、フラックス入りワイヤ中の合金元素量も以下のように限定される。
【００６５】
（Ｃ：溶接金属の表面下１ｍｍの平均ビッカース硬さＨＶを３３７〜４４０とする場合、０．０１０〜０．３５０％であり、溶接金属の表面下１ｍｍの平均ビッカース硬さＨＶを３８０〜５３３とする場合、０．０６０〜０．３５０％）
フラックス入りワイヤ中のＣ含有量が０．０１０％未満であると、溶接金属のＣ含有量が０．１００％未満になって溶接金属の硬さがＨＶ３３７未満になるので、フラックス入りワイヤ中のＣ含有量は０．０１０％以上とする。さらにフラックス入りワイヤ中のＣ含有量が０．０６０％未満であると、溶接金属のＣ含有量が０．１２０％未満になって溶接金属の硬さがＨＶ３８０未満になるので、溶接金属の硬さをＨＶ３８０とするためには、フラックス入りワイヤ中のＣ含有量は０．０６０％以上とする。溶接金属の硬さの向上のために、Ｃ含有量の下限値を０．０２０％または０．０３０％としてもよい。溶接金属の硬さのさらなる向上のために、Ｃ含有量の下限を０．０７０％、０．０８０％、０．０９０％、０．１００％又は０．１１０％としてもよい。フラックス入りワイヤ中のＣ含有量が０．３５０％を超えると、溶接金属のＣ含有量が０．２５０％を超えてしまうので、フラックス入りワイヤ中のＣ含有量は０．３５０％以下とする。溶接金属の耐低温割れ性の改善のため、Ｃ含有量の上限を０．３００％、０．２５０％、０．１８０％、０．１７０％又は０．１６０％としてもよい。
【００６６】
（Ｓｉ：０．０５〜１．８０％）
フラックス入りワイヤ中のＳｉ含有量が０．０５％未満であると、溶接金属のＳｉ含有量が０．０５％未満になるので、フラックス入りワイヤ中のＳｉ含有量は０．０５％以上とする。溶接金属中のＯ含有量の低減のため、Ｓｉ含有量の下限を０．１０％、０．２０％、０．３０％又は０．４０％としてもよい。フラックス入りワイヤ中のＳｉ含有量が１．８０％を超えると、酸化消耗を考慮しても溶接金属のＳｉ量が０．８０％を超えてしまうので、フラックス入りワイヤ中のＳｉ含有量は１．８０％以下とする。溶接金属の靭性改善のため、Ｓｉ含有量の上限を１．５０％、１．２０％、１．００％、０．８０％又は０．６０％としてもよい。
【００６７】
（Ｍｎ：０．５０〜４．００％）
フラックス入りワイヤ中のＭｎ含有量が０．５０％未満であると、溶接金属のＭｎ含有量が０．２０％未満になるので、フラックス入りワイヤ中のＭｎ含有量は０．５０％以上とする。溶接金属の硬さの向上のため、Ｍｎ含有量の下限を０．７０％、０．８０％、０．９０％、１．００％又は１．１０％としてもよい。フラックス入りワイヤ中のＭｎ含有量が４．００％を超えると、酸化消耗を考慮しても溶接金属のＭｎ量が２．５０％を超えてしまうので、フラックス入りワイヤ中のＭｎ量は４．００％以下とする。溶接金属の靭性改善のため、Ｍｎ含有量の上限を３．００％、２．５０％、２．２０％、２．００％又は１．８０％としてもよい。
【００６８】
（Ｐ：０．０５０％以下）
フラックス入りワイヤ中のＰ含有量が０．０５０％を超えると、溶接金属のＰ含有量が０．０５０％を超えてしまうことがあるので、フラックス入りワイヤ中のＰ含有量は０．０５０％以下とする。必要に応じて、Ｐ含有量の上限を０．０３０％、０．０２５％、０．０２０％又は０．０１５％に制限してもよい。Ｐ含有量の下限を制限する必要はない。Ｐ含有量の下限は０％である。
【００６９】
（Ｓ：０．０２０％以下）
フラックス入りワイヤ中のＳ含有量が０．０２０％を超えると、溶接金属のＳ含有量が０．０２０％を超えてしまうことがあるので、フラックス入りワイヤ中のＳ含有量は０．０２０％以下とする。必要に応じて、Ｓ含有量の上限を０．０１５％、０．０１０％、０．００８％又は０．００６％に制限してもよい。Ｓ含有量の下限を制限する必要はない。Ｓ含有量の下限は０％である。
【００７０】
（Ａｌ：０．００５〜０．１５０％）
フラックス入りワイヤ中のＡｌ含有量が０．００５％未満であると、溶接金属のＡｌ含有量が０．００５％未満になるので、フラックス入りワイヤ中のＡｌ含有量は０．００５％以上とする。溶接金属中のＯ含有量の一層の低減のため、Ａｌ含有量の下限を０．００７％、０．０１０％又は０．０１２％としてもよい。フラックス入りワイヤ中のＡｌ含有量が０．１５０％を超えると、溶接金属のＡｌ含有量が０．１００％を超えてしまうことがあるので、フラックス入りワイヤ中のＡｌ含有量は０．１５０％以下とする。溶接金属の靭性改善のため、Ａｌ含有量の上限を０．０９０％、０．０７０％、０．０５０％又は０．０４０％に制限してもよい。
【００７１】
（Ｃｕ：０〜０．７５％以下）
フラックス入りワイヤ中のＣｕ含有量が０．７５％を超えると、溶接金属のＣｕ含有量が０．５０％を超えてしまうので、フラックス入りワイヤ中のＣｕ含有量は０．７５％以下とする。溶接金属のＣｕ含有量を低減するために、Ｃｕ含有量を０．５０％以下としてもよい。必要に応じて、Ｃｕ含有量の上限を０．４０％又は０．３０％としてもよい。Ｃｕ含有量の下限を制限しなくてもよい。このため、Ｃｕ含有量の下限は０％である。一方、溶接金属の硬さを向上させるために、溶接金属にＣｕを０．１０％以上含有させてもよい。
【００７２】
（Ｎｉ：０〜１．００％未満）
フラックス入りワイヤ中のＮｉ含有量が１．００％以上であると、溶接金属のＮｉ含有量が０．７０％以上となり、ワイヤの合金コストが高くなるので、フラックス入りワイヤ中のＮｉ含有量は１．００％未満とする。溶接金属の凝固割れの防止のため、Ｎｉ含有量の上限を、０．５０％、０．４０％、０．３０％、０．２０％又は０．１０％としてもよい。Ｎｉ含有量の下限を制限しなくてもよい。このため、Ｎｉ含有量の下限は０％である。
【００７３】
（Ｃｒ：０〜３．５０％）
フラックス入りワイヤ中のＣｒ含有量が３．５０％を超えると、溶接金属のＣｒ含有量が２．５０％を超えてしまうので、フラックス入りワイヤ中のＣｒ含有量は３．５０％以下とする。必要に応じて、Ｃｒ含有量の上限を１．５０％、１．００％、０．５０％又は０．１０％としてもよい。Ｃｒ含有量の下限を制限しなくてもよい。このため、Ｃｒ含有量の下限は０％である。一方、溶接金属の硬さ向上の目的で添加する場合には、その効果を得るために０．０５％以上含有させてもよい。
【００７４】
（Ｍｏ：０〜１．５０％）
フラックス入りワイヤ中のＭｏ含有量が１．５０％を超えると、溶接金属のＭｏ含有量が１．００％を超えてしまうので、フラックス入りワイヤ中のＭｏ含有量は１．５０％以下とする。靱性向上のため、Ｍｏ含有量の上限を０．７０％、０．５０％、０．３０％又は０．２０％としてもよい。Ｍｏ含有量の下限を制限しなくてもよい。このため、Ｍｏ含有量の下限は０％である。一方、溶接金属の硬さ向上の目的で添加する場合には、その効果を得るために０．０５％以上含有させてもよい。
【００７５】
（Ｔｉ：０〜０．１５０％）
フラックス入りワイヤ中のＴｉ含有量が０．１５０％を超えると、溶接金属のＴｉ含有量が０．１００％を超えてしまうので、フラックス入りワイヤ中のＴｉ含有量は０．１５０％以下とする。靱性向上のため、Ｔｉ含有量の上限を０．１００％、０．０８０％又は０．０５０％としてもよい。Ｔｉ含有量の下限を制限しなくてもよい。このため、Ｔｉ含有量の下限は０％である。靱性改善の目的に、０．０１０％以上含有させてもよい。
【００７６】
（Ｎｂ：０〜０．１５％）
フラックス入りワイヤ中のＮｂ含有量が０．１５％を超えると、溶接金属のＮｂ含有量が０．１０％を超えてしまうので、フラックス入りワイヤ中のＮｂ含有量は０．１５％以下とする。靱性向上のため、Ｎｂ含有量の上限を０．１０％、０．０８％又は０．０５％としてもよい。Ｎｂ含有量の下限を制限しなくてもよい。このため、Ｎｂ含有量の下限は０％である。溶接金属の硬さ向上の目的で０．０１％以上含有させてもよい。
【００７７】
（Ｖ：０〜０．４５％）
フラックス入りワイヤ中のＶ含有量が０．４５％を超えると、溶接金属のＶ含有量が０．３０％を超えてしまうので、フラックス入りワイヤ中のＶ含有量は０．４５％以下とする。靭性向上のため、Ｖ含有量の上限を０．２５％、０．２０％又は０．１５％としてもよい。Ｖ含有量の下限を制限しなくてもよい。このため、Ｖ含有量の下限は０％である。溶接金属の硬さ向上のために０．０１％以上含有させてもよい。
【００７８】
（Ｂ：０〜０．０５００％）
フラックス入りワイヤ中のＢ含有量が０．０５００％を超えると、溶接金属のＢ含有量が０．０１００％を超えてしまうので、フラックス入りワイヤ中のＢ含有量は０．０５００％以下とする。靭性の向上のため、Ｂ含有量の上限を０．０４００％、０．０２００％、０．０１００％又は０．００５０％としてもよい。Ｂ含有量の下限を制限する必要はなく、Ｂ含有量の下限は０％である。
【００７９】
（Ｍｇ：０〜２．０％）
フラックス入りワイヤ中のＭｇ含有量が２．０％を超えると、溶接金属のＭｇ含有量が０．１０％を超えてしまうので、フラックス入りワイヤ中のＭｇ含有量は２．０％以下とする。溶接金属の靭性と延性の改善のため、Ｍｇ含有量の上限を１．５％、１．０％、０．４％又は０．２％としてもよい。Ｍｇ含有量の下限を制限する必要はなく、Ｍｇ含有量の下限は０％である。
【００８０】
（Ｃａ：０〜２．０％）
フラックス入りワイヤ中のＣａ含有量が２．０％を超えると、溶接金属のＣａ含有量が０．１０％を超えてしまうので、フラックス入りワイヤ中のＣａ含有量は２．０％以下とする。溶接金属の靭性と延性の改善のため、Ｃａ含有量の上限を１．５％、１．０％、０．５％又は０．３％としてもよい。Ｃａ含有量の下限を制限する必要はなく、Ｃａ含有量の下限は０％である。
【００８１】
（ＲＥＭ：０〜０．０１５０％）
フラックス入りワイヤ中のＲＥＭ含有量が０．０１５０％を超えると、溶接金属のＲＥＭ含有量が０．０１００％を超えてしまうので、フラックス入りワイヤ中のＲＥＭ含有量は０．０１５０％以下とする。溶接金属の靭性と延性の改善のため、ＲＥＭ含有量の上限を０．０１００％、０．００５０％又は０．００３０％としてもよい。ＲＥＭ含有量の下限を制限する必要はなく、ＲＥＭ含有量の下限は０％である。
【００８２】
以上が本実施形態に係るフラックス入りワイヤの化学組成に関する限定理由である。その他の残部の合金の化学成分は、Ｆｅを主成分とする残部が本実施形態に係る溶接継手の特性を阻害しない範囲で、製造過程等で混入する不純物を含有してもよい。Ｆｅ成分としては、鋼製外皮のＦｅ、フラックス中に添加された鉄粉及び合金成分中のＦｅが含まれる。フラックス中の鉄粉の含有量は、フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で１０．０％未満とする。鉄粉含有量が多いと、酸素量が多くなる場合がある。必要に応じて、鉄粉の含有量を５．０％未満又は１．０％未満としてもよい。鉄粉を含有する必要はないので、鉄粉の含有量の下限値は０％である。
【００８３】
続いて、フラックス入りワイヤの形態について説明する。
フラックス入りワイヤには、鋼製外皮にスリット状の継目がないシームレスワイヤ（すなわち鋼製外皮の継目が溶接されているワイヤ）と、鋼製外皮の継目にスリット状の隙間を有するシームを有するワイヤとに大別できる。本発明ではいずれの断面構造も採用することができるが、溶接金属の低温割れを抑制するためには、スリット状の継ぎ目がない（シームレスワイヤ）とすることが好ましい。
【００８４】
溶接時に溶接部に侵入する水素は、溶接金属内及び鋼材側に拡散し、応力集中部に集積して低温割れの発生原因となる。この水素源は溶接材料が保有する水分、大気から混入する水分、鋼表面に付着した錆びやスケール等が上げられるが、十分に溶接部の清浄性、ガスシールドの条件が管理された溶接の下では、ワイヤ中に主として水分で含有される水素が、溶接継ぎ手中に存在する拡散性水素の主要因となる。
【００８５】
このため、鋼製外皮をスリット状の継ぎ目がない（シームレスの）管とし、ワイヤ製造後から使用するまでの間に、鋼製外皮からフラックスへの大気中の水素の侵入を抑制することが望ましい。鋼製外皮にスリット状の継ぎ目がある（シームを有する）管とした場合、大気中の水分は外皮のスリット状の継ぎ目（シーム部）からフラックス中に侵入しやすく、そのままでは、水分等の水素源の侵入を防止することはできない。従って、製造後使用するまでの期間が長い場合、ワイヤ全体を真空包装するか、乾燥した状態に保持できる容器内で保存することが望ましい。
また、ワイヤの送給性をよくするため、ワイヤ表面に潤滑油が塗布される場合がある。拡散性水素を低減する観点から、ワイヤ表面に塗布される潤滑油は、パーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）油のように水素分を含まない油が好ましい。
【００８６】
本発明で用いるフラックス入りワイヤは、通常のフラックス入りワイヤの製造方法と同様の製造工程によって製造することができる。
すなわち、まず、外皮となる鋼帯、及び、金属弗化物、合金成分、金属酸化物、金属炭酸塩及びアーク安定剤が所定の含有量になるように配合したフラックスを準備する。鋼帯を長手方向に送りながら成形ロールによりオープン管（Ｕ字型）に成形して鋼製外皮とし、この成形途中でオープン管の開口部からフラックスを供給し、開口部の相対するエッジ面を突合せシーム溶接する。溶接により得られた継目無し管を伸線し、伸線途中あるいは伸線工程完了後に焼鈍処理して、所望の線径を有するスリット状の継ぎ目がない（シームレス）ワイヤを得る。また、スリット状の継目がある（シームを有する）ワイヤは、オープン管の開口部からフラックスを供給した後、シーム溶接をしない継目有りの管とし、それを伸線することで得られる。突合せシーム溶接されて作ったスリット状の隙間が無いワイヤを切断した断面は、図３Ａのように見える。この断面は、研磨して、エッチングすれば、溶接跡が観察されるが、エッチングしないと溶接跡は観察されない。そのため、シームレスと呼ぶことがある。溶接学会編「新版  溶接・接合技術入門」（2008年）産報出版、p.111には、シームレスタイプと記載されている。図３Ｂのように、突合せてから、ろう付けしたり、図３Ｃのように、かしめてから、ろう付けしても、スリット状の隙間が無いワイヤが得られる。図３Ｂ、図３Ｃにおいて、ろう付けせず、そのままのワイヤは、スリット状の隙間があるワイヤとなる。
【００８７】
本発明では、上記鋼板に対して、上述した条件に適合するフラックス入りワイヤを使用して、ガスシールドアーク溶接による多層盛溶接を行って、上述した条件に適合する溶接金属を形成することによって、目的を達成することができるものであり、ガスシールドアーク溶接の方法は、特に限定されず、通常用いられる方法を採用することができる。例えば、シールドガスとしては、１００％ＣＯ２ガスの他、Ａｒガスと３〜２０ｖｏｌ％のＣＯ２ガスとの混合ガスなどを用いることができる。シールドガスの流量は、通常の条件、すなわち約１５〜３０Ｌ／ｍｉｎとすることができる。
また、電流、電圧などの溶接条件については、例えば電流２００〜３５０Ａ、電圧２５〜３５Ｖなどである。溶接入熱が１０〜５０ｋＪ／ｃｍとなるように、溶接速度を制御してもよい。
【００８８】
製造される溶接継手の形状は、用途等に応じて決定され、特に限定されるものではない。通常の突合せ継手、角継手、Ｔ継手など、開先を形成する溶接継手に適用できる。したがって、溶接される鋼板の形状も、少なくとも溶接継手を形成する部分が板状であればよく、全体が板でなくともよく、例えば、形鋼なども含むものである。また、別々の鋼板から構成されるものに限定されず、１枚の鋼板を管状などの所定の形状に成形したものの突合せ溶接継手であってもよい。
【実施例】
【００８９】
次に、実施例により本実施形態に係る溶接継手の実施可能性および効果について説明する。
表１に示す成分の鋼板を母材として使用した。また、溶接の裏当金には母材と同じ鋼板を使用した。
鋼帯を長手方向に送りながら成形ロールによりオープン管に成形し、この成形途中でオープン管の開口部からフラックスを供給し、開口部の相対するエッジ面を突合わせシーム溶接することでスリット状の継目が無い管とし、造管したワイヤの伸線作業の途中で焼鈍を加え、最終のワイヤ径がφ１．２ｍｍのフラックス入りワイヤを試作した。また、一部は、シーム溶接をしないスリット状の継目がある管とし、それを伸線することで、ワイヤ径がφ１．２ｍｍのフラックス入りワイヤを試作した。スリット状の隙間が有るワイヤの場合、溶接施工するまで、ワイヤ全体を真空包装して乾燥した状態に保持できる容器内に保存した。
試作したフラックス入りワイヤの化学成分の分析は以下のように行った。まず、充填されたフラックスをフラックス入りワイヤから取り出し、フラックス入りワイヤを鋼製外皮とフラックスとに分けた。鋼製外皮の化学成分は、化学分析によって各金属成分の含有量を測定することにより求められた。フラックスの化学成分は以下の手順により行われた。先ずＸ線回折、及び蛍光Ｘ線分析によってフラックスの構成物および成分についての定量評価を行った。この後、浮遊選鉱、及び磁力選鉱などの選鉱法を用いてフラックスをスラグ分と合金分とに分離し、それぞれの化学成分を、化学分析、及びガス分析などを行うことにより分析した。試作したフラックス入りワイヤの化学組成を表２−１−１〜表２−２、表３−１−１〜表３−２に示す。【００９０】
このフラックス入りワイヤを用い、上記の母材を、ルートギャップ１６ｍｍ、開先角度２０°で突き合わせ、裏当金を用いて、表４−１−１〜表４−２−３に示す溶接条件で溶接を実施した。母材の開先面及び裏当金の表面には、試験を行うフラックス入りワイヤを用いて２層以上、かつ余盛高さ３ｍｍ以上のバタリングを実施した。
ここで、Ｔｉ酸化物、Ｓｉ酸化物、Ｍｇ酸化物、Ａｌ酸化物は、それぞれＴｉＯ２、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３を使用した。表２−２、表２−４において、金属炭酸塩とはＣａＣＯ３、ＢａＣＯ３、ＳｒＣＯ３、ＭｇＣＯ３である。【００９１】
得られた溶接金属の化学組成分析結果を表５−１−１、表５−１−２、表５−２−１、表５−２−２、表５−２−４、表５−２−５に示す。この溶接金属から、溶接方向と垂直の断面を研磨したサンプルを採取し、溶接金属の表面下１ｍｍの位置のビッカース硬さを１０点測定し、ＳＡＥ  Ｊ４１７（１９８３年）硬さ換算表からブリネル硬さに換算した。また、ＪＩＳ  Ｚ３１１１（２００５年）に準拠した４号シャルピー試験片（２ｍｍＶノッチ）を採取し、溶接金属の−４０℃でのシャルピー吸収エネルギーを測定した。この−４０℃吸収エネルギーが２７Ｊ以上のものを合格とした。
得られた硬さおよびシャルピー試験の結果を表５−１−３、表５−２−３、表５−２−６に示す。【００９２】
また、それぞれ同じ溶接条件によって得られた溶接継手に、低温割れ試験と拡散性水素量測定試験を行った。低温割れ試験は、ＪＩＳ  Ｚ３１５８（ｙ形溶接割れ試験方法；１９９３年）に準拠し、室温（２５℃）にて試験を実施し、表面および断面に割れがないことをもって合格とした。拡散性水素量測定試験は、ＪＩＳ  Ｚ３１１８（鋼溶接部の水素量測定方法；２００７年）に準拠したガスクロマトグラフ法にて実施した。この拡散性水素量が１．０ｍｌ／１００ｇ未満のものを合格とした。
それぞれの結果を表５−１−３、表５−２−３、表５−２−６に示す。【００９３】
溶接中、ヒュームまたはスラグの発生の著しい水準は、溶接作業性が不良と判定した。ヒューム、スラグとも発生が少ない水準を溶接作業性が良好と判定した。それぞれの結果を表５−１−３、表５−２−３、表５−２−６に示す。【００９４】
表５−１−３の試験結果に示されるように、本発明例である実施例１〜５４の溶接金属は、硬さ、靭性、耐低温割れ性、溶接作業性のすべてが優れ、合格であった。
一方、表５−２−３、表５−２−６の試験結果に示されるように、比較例１０１〜１６５の溶接金属は、本発明で規定する要件を満たしていないため、硬さ、靭性、耐低温割れ性、溶接作業性の少なくとも１つ以上が不合格となった。表５−２−１〜表５−２−６の比較例における下線の数字は、本発明範囲外であることを示す。【００９５】
【表１】
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【００９６】
【表２−１−１】
0005696824.tif 000003
【００９７】
【表２−１−２】
0005696824.tif 000004
【００９８】
【表２−２】
0005696824.tif 000005
【００９９】
【表３−１−１】
0005696824.tif 000006
【０１００】
【表３−１−２】
0005696824.tif 000007
【０１０１】
【表３−２】
0005696824.tif 000008
【０１０２】
【表４−１−１】
0005696824.tif 000009
【０１０３】
【表４−１−２】
0005696824.tif 000010
【０１０４】
【表４−２−１】
0005696824.tif 000011
【０１０５】
【表４−２−２】
0005696824.tif 000012
【０１０６】
【表４−２−３】
0005696824.tif 000013
【０１０７】
【表５−１−１】
0005696824.tif 000014
【０１０８】
【表５−１−２】
0005696824.tif 000015
【０１０９】
【表５−１−３】
0005696824.tif 000016
【０１１０】
【表５−２−１】
0005696824.tif 000017
【０１１１】
【表５−２−２】
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【０１１２】
【表５−２−３】
0005696824.tif 000019
【０１１３】
【表５−２−４】
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【０１１４】
【表５−２−５】
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【０１１５】
【表５−２−６】
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【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本発明によれば、Ｃ含有量が高く表面硬さがＨＶ３８０以上、ＨＶ６９３以下であるような高硬度鋼板を母材とする溶接継手において、表面硬さがＨＶ３３７以上ＨＶ５３３以下であって耐摩耗性に優れる溶接金属、または表面硬さがＨＶ３８０以上ＨＶ５３３以下であって耐摩耗性に優れる溶接金属を、予熱をしなくとも低温割れを発生させないで得ることができるので、溶接施工能率を著しく向上させることができ、産業界における価値はきわめて高い。
【要約】
本発明に係る溶接継手の製造方法は、所定のビッカース硬さＨＶ、板厚、Ｃ含有量、およびＣＥＮを有する鋼板に対し、鋼製外皮にフラックスが充填されたフラックス入りワイヤを用いて、ガスシールドアーク溶接を行うことにより、溶接継手を製造する方法であって、前記ガスシールドアーク溶接時に、前記鋼板の温度が１０℃以上の場合に予熱作業を行わず、前記鋼板の温度が１０℃未満の場合には前記鋼板の温度が１０℃以上となるように前記予熱作業を行い、前記溶接継手の溶接金属が所定の化学組成を有し、前記溶接金属のるＣＥＮが０．２０〜０．５８質量％であり、前記溶接金属の表面下１ｍｍの平均ビッカース硬さＨＶが、３３７〜４４０である。【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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