【事件の表示】
　特許第３３２７１２８号「溶接材料」の請求項１に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３３２７１２８号の請求項１に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続の経緯
　本件特許第３３２７１２８号の請求項１に係る発明についての出願は、平成８年７月９日に特許出願され、平成１４年７月１２日にその特許権の設定がなされたものである。
　これに対して、株式会社神戸製鋼所より特許異議の申立てがなされ、取消理由通知がなされ、その指定期間内の平成１５年１１月１８日付けで訂正請求がなされたが、その後再度取消理由通知がなされ、平成１５年１１月１８日付け訂正請求が取下げられると共に、平成１６年７月２８日付けで再度訂正請求がなされたものである。
　
２．訂正の適否
２−１．訂正の内容
　平成１６年７月２８日付け訂正請求の内容は、本件特許明細書を訂正請求書に添付された訂正明細書のとおり、すなわち次の訂正事項ａ乃至ｎのとおりに訂正するものである。
（１）訂正事項ａ：特許請求の範囲の請求項１の「Ｍｏ：０．３〜１．２％」及び「Ａｌ：０．０１％以下」を、それぞれ「Ｍｏ：０．４８〜１．２％」及び「Ａｌ：０．０００５〜０．０１％」と訂正すると共に、請求項１で使用されている１〜３の○数字をそれぞれ（１）、（２）及び（３）と訂正する。
（２）訂正事項ｂ：特許明細書の段落【００２１】の「Ｍｏ：０．３〜１．２％」及び「Ａｌ：０．０１％以下」を、それぞれ「Ｍｏ：０．４８〜１．２％」及び「Ａｌ：０．０００５〜０．０１％」と訂正すると共に、段落【００２１】で使用されている１〜３の○数字をそれぞれ（１）、（２）及び（３）と訂正する。
（３）訂正事項ｃ：特許明細書の段落【００２２】で使用されている１〜３の○数字をそれぞれ（１）、（２）及び（３）と訂正する。
（４）訂正事項ｄ：特許明細書の段落【００２３】で使用されている１の○数字を（１）と訂正する。
（５）訂正事項ｅ：特許明細書の段落【００２８】の「Ｍｏ：Ｍｏはマトリックスを固溶強化するとともに炭化物を析出し、高温強度を高めるので０．３％以上は不可欠である。」を「Ｍｏ：Ｍｏはマトリックスを固溶強化するとともに炭化物を析出し、高温強度を高めるので０．４８％以上とする。」と訂正する。
（６）訂正事項ｆ：特許明細書の段落【００３０】の「Ａｌ：Ａｌは脱酸剤として添加されるが、脱酸後に実質的に鋼に留まっていなくてもよい。Ａｌの極度の低減は鋼の清浄度を低下させ、製造コストの増大を招く場合があるので、それを避けるために、望ましくは０．０００５％以上とする。」を、「Ａｌ：Ａｌは脱酸剤として添加される。含有量の下限は０．０００５％とする。」と訂正する。
（７）訂正事項ｇ：特許明細書の段落【００３３】で使用されている１の○数字を（１）と訂正する。
（８）訂正事項ｈ：特許明細書の段落【００３４】で使用されている１の○数字を（１）と訂正する。
（９）訂正事項ｉ：特許明細書の段落【００３６】で使用されている２の○数字を（２）と訂正する。
（１０）訂正事項ｊ：特許明細書の段落【００３７】で使用されている２の○数字を（２）と訂正する。
（１１）訂正事項ｋ：特許明細書の段落【００３９】で使用されている３の○数字を（３）と訂正する。
（１２）訂正事項ｌ：特許明細書の段落【００４４】の表２の溶接材料番号Ａ３、Ａ５、Ａ６、Ａ１０及びＡ２０の行を削除する。
（１３）訂正事項ｍ：特許明細書の段落【００５２】の表４の試験番号Ｊ３、Ｊ５、Ｊ６、Ｊ１０及びＪ２０の行を削除する。
（１４）訂正事項ｎ：特許明細書の段落【００５４】の「表４および表５から明らかなように、本発明範囲内の化学組成の溶接材料（Ａ１〜Ａ１６、Ａ１８〜Ａ２７）を用いて」を、「表４および表５から明らかなように、本発明範囲内の化学組成の溶接材料（Ａ１、Ａ２、Ａ４、Ａ７〜Ａ９、Ａ１１〜Ａ１９、Ａ２１〜Ａ２７）を用いて」と訂正する。
２−２．訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
  上記訂正事項ａは、請求項１の「Ｍｏ：０．３〜１．２％」及び「Ａｌ：０．０１％以下」を、それぞれ「Ｍｏ：０．４８〜１．２％」及び「Ａｌ：０．０００５〜０．０１％」と訂正するものであるから、特許請求の範囲の減縮に該当する。また、１〜３の○数字を（１）〜（３）に訂正するのは、○数字の使用禁止に伴うものである。
　上記訂正事項ｂ乃至ｎは、請求項１の上記訂正に伴って、特許明細書の記載を請求項１の内容と整合させるためになされた訂正であるから、明りょうでない記載の釈明に該当する。
  そして、上記訂正事項ａ乃至ｎは、願書に添付した明細書に記載した事項の範囲内においてなされたものであるから、いずれも新規事項の追加に該当せず、また実質上特許請求の範囲を拡張し又は変更するものでもない。
２−３．まとめ
　したがって、上記訂正は、特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項において準用する特許法第１２６条第２項乃至第４項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
３．本件訂正発明１
　訂正後の請求項１に係る発明（以下、「本件訂正発明１」という）は、訂正明細書の請求項１に記載された事項により特定される次のとおりのものである。
「【請求項１】重量％で、Ｃ：０．１５％以下、Ｃｒ：０〜１２．５％、Ｍｏ：０．４８〜１．２％、Ｎｉ：０〜１．３％、Ａｌ：０．０００５〜０．０１％、下記（１）式を満足するＳｉ、下記（２）式を満足するＭｎを含み、残部Ｆｅおよび不純物で、不純物中のＰおよびＳがそれぞれＰ：０．０３％以下およびＳ：０．００５％以下で、かつＯ（酸素）が下記（３）式を満足する鋼からなることを特徴とするバックシールドガスの使用が省略可能な鋼用溶接材料。
０．０４５｛Ｃｒ（％）＋Ｍｎ（％）｝＋０．１≦Ｓｉ（％）≦−０．０２０｛Ｃｒ（％）＋Ｍｎ（％）｝＋１．０　　　　　　　・・・（１）
０．０９２５−１２．５Ｓ（％）≦Ｍｎ≦１．２　　・・・（２）
Ａｌ（％）＋Ｏ（％）≦０．０２        　　      ・・・（３）」
　
４．特許異議申立てについて
４−１．特許異議申立ての理由
　特許異議申立人は、証拠方法として甲第１号証を提出して、訂正前の本件請求項１に係る発明は、甲第１号証に記載された発明であるか、甲第１号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第２９条第１項第３号又は同条第２項の規定により特許を受けることができないものであると主張している。
４−２．証拠の記載内容
　特許異議申立人が提出した上記甲第１号証（特開平５−２６９５９０号公報）には、次の事項が記載されている。
（ａ）「【請求項２】重量％でＣ：０.０３〜０.０８％、Ｓｉ：０.３〜０.７％、Ｍｎ：０.５〜２％、Ｐ：０.０２％以下、Ｓ：０.００１〜０.００８％、Ｎｉ：０.３〜２％、Ｃｒ：２〜３.５％、Ｍｏ：０.０１〜０.４％、Ｗ：１.３〜２.５％、Ｎｂ：０.０２〜０.０６％、Ｖ：０.０５〜０.３％、Ｎ：０.００５〜０.０５％、Ｏ：０.０３％以下と、更にＢ：０.００１〜０.０１％、Ｍｇ：０.００５〜０.１％、Ａｌ：０.００５〜０.０５％の１種または２種以上を含み、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなるクリープ強度の優れた耐熱鋼用溶接材料。」（特許請求の範囲の請求項２）
（ｂ）「【産業上の利用分野】本発明は、５５０℃以上の高温でのクリープ強度が優れた耐熱鋼のＴＩＧ溶接等に使用される耐熱鋼用溶接材料に関する。」（段落【０００１】）
（ｃ）「Ｏ：0.０３％以下
　Ｏは酸化物として溶接金属に残存し、靱性の低下を招く。特に、溶接ままで硬化した組織の靱性を確保しようとすると低Ｏ化が必要となり、０.０３％以下とした。」（段落【００２５】）
（ｄ）「Ａｌ：０.００５〜０.０５％
　脱酸剤として添加してもよいが、過剰の添加はクリープ強度を損なうので、添加する場合は０.００５〜０.０５％とする。」（段落【００２６】）
（ｅ）段落【００３５】の表３には、比較材料「Ｃ１」として「重量％で、Ｃ：０．０９％、Ｓｉ：０．３５％、Ｍｎ：０．７０％、Ｐ：０．０２１％、Ｓ：０．００３％、Ｃｒ：２．２４％、Ｍｏ：１．０３％、Ｏ：０．０１％」という組成の非共金系溶接材料が記載されている。
（ｆ）「ＴＩＧ溶接に使用した溶接材料の化学組成を表２および表３に示す。・・・溶接条件は、・・・ガスシールド、予熱および溶接後熱処理を行わなかった。」（段落【００３２】）
（ｇ）表４には、比較材料「Ｃ１」の裏波形成の結果が「○」と示されている。
４−３．当審の判断
  甲第１号証には、５５０℃以上の高温でのクリープ強度が優れた耐熱鋼のＴＩＧ溶接等に使用される耐熱鋼用溶接材料（上記（ｂ）参照）に関し、その成分組成が「【請求項２】重量％でＣ：０.０３〜０.０８％、Ｓｉ：０.３〜０.７％、Ｍｎ：０.５〜２％、Ｐ：０.０２％以下、Ｓ：０.００１〜０.００８％、Ｎｉ：０.３〜２％、Ｃｒ：２〜３.５％、Ｍｏ：０.０１〜０.４％、Ｗ：１.３〜２.５％、Ｎｂ：０.０２〜０.０６％、Ｖ：０.０５〜０.３％、Ｎ：０.００５〜０.０５％、Ｏ：０.０３％以下と、更にＢ：０.００１〜０.０１％、Ｍｇ：０.００５〜０.１％、Ａｌ：０.００５〜０.０５％の１種または２種以上を含み、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなるクリープ強度の優れた耐熱鋼用溶接材料。」（上記（ａ）参照）という「耐熱鋼用溶接材料」が記載されている。また、上記（ｅ）には、比較材料「Ｃ１」として、「重量％で、Ｃ：０．０９％、Ｓｉ：０．３５％、Ｍｎ：０．７０％、Ｐ：０．０２１％、Ｓ：０．００３％、Ｃｒ：２．２４％、Ｍｏ：１．０３％、Ｏ：０．０１％からなる耐熱鋼用溶接材料」が記載され、この溶接材料を用いた溶接において、ガスシールドを行なわない場合でも裏波形成が「○」という結果が得られたこと（上記（ｆ）及び（ｇ）参照）が記載されているから、この「Ｃ１」の溶接材料に係る上記記載を本件訂正発明１の記載ぶりに則って整理すると、甲第１号証には、「重量％で、Ｃ：０．０９％、Ｓｉ：０．３５％、Ｍｎ：０．７０％、Ｐ：０．０２１％、Ｓ：０．００３％、Ｃｒ：２．２４％、Ｍｏ：１．０３％、Ｏ：０．０１％からなるバックシールドガスの使用が省略可能な鋼用溶接材料」という発明（以下、「甲１発明」という）が記載されていると云える。
　そこで、本件訂正発明１と甲１発明とを対比すると、甲１発明の「残部」は鉄及び不純物であることは明らかであり、また甲１発明も、本件訂正発明１の式（１）及び（２）の関係式を満足するから、両者は、「重量％で、Ｃ：０．０９％、Ｃｒ：２．２４％、Ｍｏ：１．０３％、下記（１）式を満足するＳｉ、下記（２）式を満足するＭｎを含み、残部Ｆｅおよび不純物で、不純物中のＰおよびＳがそれぞれＰ：０．０２１％、Ｓ：０．００３％であることを特徴とするバックシールドガスの使用が省略可能な鋼用溶接材料」という点で一致し、次の点で相違していると云える。
相違点：本件訂正発明１では、Ａｌ：０．０００５〜０．０１％含有すると共に、Ｏ（酸素）含有量を式（３）のＡｌ（％）＋Ｏ（％）≦０．０２を満足する範囲に制限するのに対し、甲１発明では、Ａｌを含有せず、Ｏを０．０１％含有している点
　次に、この相違点について、改めて甲第１号証を検討すると、甲第１号証は、そもそも「重量％でＣ：０.０３〜０.０８％、Ｓｉ：０.３〜０.７％、Ｍｎ：０.５〜２％、Ｐ：０.０２％以下、Ｓ：０.００１〜０.００８％、Ｎｉ：０.３〜２％、Ｃｒ：２〜３.５％、Ｍｏ：０.０１〜０.４％、Ｗ：１.３〜２.５％、Ｎｂ：０.０２〜０.０６％、Ｖ：０.０５〜０.３％、Ｎ：０.００５〜０.０５％、Ｏ：０.０３％以下と、更にＢ：０.００１〜０.０１％、Ｍｇ：０.００５〜０.１％、Ａｌ：０.００５〜０.０５％の１種または２種以上を含み、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなるクリープ強度の優れた耐熱鋼用溶接材料」という発明に係るものであり、しかも、このクリープ強度の優れた耐熱鋼用溶接材料では、Ａｌは任意成分の脱酸剤として含有されている程度のものであり、Ｏ（酸素）も、靱性の低下を防止するためにその含有量が制限されているだけのものであるから、本件訂正発明１のように、裏波性能を考慮して、ＡｌとＯとの総量が「Ａｌ（％）＋Ｏ（％）≦０．０２」に制限されているものではない。
　また、甲第１号証に記載された上記耐熱鋼用溶接材料は、もっぱら５５０℃以上のクリープ強度の向上を図ったものであり、結果として良好な裏波を形成することができたと記載されているが、甲第１号証には、良好な裏波を形成するための技術的な思想や具体的な構成に関する記載は一切なく、本件訂正発明１のようなバックシールドガスを省略しても良好な裏波形成を確保するための上記（１）式乃至（３）式に関する示唆すらない。
　そうであれば、甲第１号証には、甲第１号証の表３に比較材料として本件訂正発明１の（１）式及び（２）式の条件等を偶々満足する１例（甲１発明）のみが記載されていたにすぎないとするのが相当であって、しかもその甲１発明が本件訂正発明１と上記相違点の（３）式の条件において相違していることが明らかである以上、本件訂正発明１のような良好な裏波を形成するための技術思想や具体的な構成が全く開示されていない甲第１号証の記載からでは、本件訂正発明１の上記相違点は当業者といえど容易に想到することができないと云うべきである。
  したがって、本件訂正発明１は、甲第１号証に記載された発明であるとすることはできず、また甲第１号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものともすることができない。
　
５．むすび
　以上のとおり、特許異議の申立ての理由及び証拠方法によっては、本件訂正発明１についての特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件訂正発明１についての特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、上記のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１６年７月２９日（２００４．７．２９）
【訂正の要旨】
審決（決定）の【理由】欄参照。
（５４）【発明の名称】
溶接材料
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】
　重量％で、Ｃ：０．１５％以下、Ｃｒ：０〜１２．５％、Ｍｏ：
０．４８
０．０００５〜０．０１％
（１）
（２）
（３）
　　０．０４５｛Ｃｒ（％）＋Ｍｎ（％）｝＋０．１≦Ｓｉ（％）≦−０．０２０｛Ｃｒ（％）＋Ｍｎ（％）｝＋１．０・・・
（１）
　　０．０９２５−１２．５Ｓ（％）≦Ｍｎ（％）≦１．２・・・
（２）
　　Ａｌ（％）＋Ｏ（％）≦０．０２・・・
（３）
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【発明の属する技術分野】
　本発明は、鋼、とくにフェライト系耐熱鋼を裏波溶接するに際し、バックシールドガスを使用しなくても優れた裏波性能を有する溶接部を提供しうる溶接材料に関する。
　【０００２】
　【従来の技術】
　火力ボイラの配管等に用いられる耐熱材料としては、２１／４Ｃｒ−１Ｍｏ鋼、９Ｃｒ−１Ｍｏ鋼等のフェライト系鋼、１８Ｃｒ−８Ｎｉ鋼に代表されるオ−ステナイト系ステンレス鋼がよく知られている。中でもフェライト系鋼はオ−ステナイト系ステンレス鋼に比べて安価であるばかりでなく、耐応力腐食割れ性に優れ、しかも熱膨張係数が小さいため温度変化に対して歪みが小さいという高温用材料としての利点を有する。
　【０００３】
　これらフェライト系耐熱鋼を溶接構造物として使用する場合、“裏波性能”が品質、製造コスト上重要となる。すなわち片側からのみ溶接したとき反対側に十分な欠陥のない溶接ビードが鋼面より高く盛られるかが重要となる。片側からのみで溶接施工が完了する場合と両側から溶接しなければならない場合とでは施工コストに大きな相違が生じる。ここでいう“裏波性能”とは、裏ビード表面が極度に酸化しないこと、酸化に伴う表面凹凸が少ないこと（裏ビード表面の性状）、裏ビードが蛇行していないこと、または、裏ビードが全溶接線にわたり形成されていること（裏ビード形成能）などを指す。
　【０００４】
　以後の説明において、溶接を行った後の溶接金属およびこれに接する鋼（母材）の部分を溶接部と称する。
　【０００５】
　裏ビード表面の酸化を防ぎ、優れた表面性状を有する裏ビードを得るためには、裏側（内面側）をバックシールドガスで覆い裏波溶接を行うのが一般的である。しかし、バックシールドガスは高価なＡｒ等の不活性ガスを使用するため、施工コストの上昇を招くという問題がある。そのため、バックシールドガスの節約や裏波性能の確保のために種々の方法が提案されている。
　【０００６】
　例えば、特開昭６１−２７１７１号公報では、パイプの最終継手部の溶接において、パイプに小孔を設け、膨張可能なシングル球を挿入し、パイプ内で膨張させることにより局部的に区画をつくり、この区画内だけにバックシールドガスを充填し、バックシールドガスを節約する方法を提案している。
　【０００７】
　特開昭６１−１８６１６７号公報は、水冷銅板の裏当金を使用し、開先内にカットワイヤを散布してＣＯ２溶接を行うことにより、健全な裏ビードを得る方法を提案している。
　【０００８】
　また、特開平６−９８４９８号公報では、ステンレス鋼の裏波溶接に際し、初層はフラックスを使用したセルフシールド式の溶接材料を用い、第２層以降は裏面に水を流し冷却することにより、バックシールドガスを節約する方法を提案している。
　【０００９】
　しかしながら、上記の特開昭６１−２７１７１号公報、特開昭６１−１８６１６７号公報または特開平６−９８４９８号公報に提案されている方法は、特別な冶具や装置を必要とし、また、構造物の形状によっては適用できない場合がある。
　【００１０】
　溶接ワイヤの化学組成の観点から裏波形成能の改善を図ったものとしては、特開昭６２−２４０１９３号公報がある。同文献では、ワイヤ中のＳおよびＯをそれぞれ０．００８〜０．０２０％および０．００３〜０．０１２％として裏波性能を改善した溶接ワイヤが提案されている。
　【００１１】
　しかしながら、このような高Ｓのワイヤを用いた場合、裏波形成能のみは確保されるものの、鋼中のＳ量の増加は溶融池を不安定にし、溶接ビードの均一性の劣化や溶接ビードの蛇行等を招き、かえって裏波性能が劣化する。
　【００１２】
　【発明が解決しようとする課題】
　本発明は、鋼、なかでもフェライト系耐熱鋼の裏波溶接に際し、バックシールドガスを使用することなく、優れた裏波性能を有する溶接部を施工しうる溶接材料を提供することを目的とする。具体的にはバックシールドガスを使用せずに溶接した後、溶接金属が下記の性能を備えることを目的とする。
　【００１３】
溶接ビ−ドの変動幅：２ｍｍ以下
裏波形成能：裏波形成率（溶接線全長に対して裏波が形成された割合）１００％
裏ビード表面酸化皮膜厚さ：３０μｍ以下
裏ビード表面凹凸：１５０μｍ以下
継手のクリープ破断寿命：母材のクリープ破断寿命の８０％以上
シャルピー試験の衝撃値：０℃で１００Ｊ／ｃｍ２以上
　【００１４】
　【課題を解決するための手段】
　本発明者は、溶接実験を繰り返し、溶接ワイヤの化学組成を適切なものとすることにより、上記の課題を解決することを試み、下記の事項を確認することができた。
　【００１５】
（ａ）鋼中のＳｉは裏ビード表面に緻密な酸化皮膜を形成する。この緻密なＳｉの酸化皮膜が形成されると、同表面での他の合金元素の酸化皮膜の顕著な成長が抑制され、表面凹凸が少なく酸化皮膜の剥離が少ない優れた表面性状を有する裏ビードが確保できる。以後、“裏ビード表面”と“裏波表面”とを区別せずに用いる。
　【００１６】
（ｂ）そのような作用を発揮するＳｉの下限値は鋼中の（Ｃｒ＋Ｍｎ）によって変動する。
　【００１７】
　図１は、裏波性能に及ぼす（Ｃｒ＋Ｍｎ）とＳｉの影響を示す図面である。図中、○印は裏波性能が良好な結果を、また●印は裏波性能が不良な結果を表す。同図によれば、Ｓｉ低め側で（Ｃｒ＋Ｍｎ）が増加すると、Ｃｒ、Ｍｎ系の多孔質な複合酸化物を生成しやすくなるため、Ｓｉを増加する必要がある。しかし、Ｓｉを過剰にすると継手の衝撃性能が劣化するので、Ｓｉは（Ｃｒ＋Ｍｎ）に応じた適切な範囲としなければならない。
　【００１８】
（ｃ）鋼中のＳは裏波形成能（裏ビードの形成しやすさ）を向上させるが、過剰のＳは溶融池の不安定を招き、溶接ビ−ドの均一性（ビ−ド幅の変動がない均一な溶接ビ−ドの得られ易さ）の劣化や溶接ビードの蛇行を招き、裏ビード性状を劣化させる。そのため、過剰にＳを含ませ、裏波形成能を向上させることは避けるべきである。本発明者らは、ＳとＭｎの関係について検討した結果、Ｓに応じてＭｎを調整することにより、過剰にＳを含有させなくてもア−ク電流の集中度を高め、溶け込み深さを増大させ裏波性能を十分なものとすることができることを確認した。
　【００１９】
（ｄ）ワイヤ中のＡｌは脱酸元素として添加されるが、過剰のＡｌは溶融池内でＯと結合して、スラグを生成し、溶融池の湯流れを阻害して、溶接ビードの蛇行などを招き、裏波性能を劣化させる。そのため、ＡｌとＯが裏波性能に及ぼす影響について検討し、適正範囲を確認した。
　【００２０】
　本発明は上記の事項を組み合わせて完成されたものであり、バックシールドガス省略可能な下記の鋼からなる鋼用溶接材料を要旨とする。
　【００２１】
　（１）重量％で、Ｃ：０．１５％以下、Ｃｒ：０〜１２．５％、Ｍｏ：
０．４８
０．０００５〜０．０１％
（１）
（２）
および
および
で、かつＯ（酸素）が
（３）
　【００２２】
　　０．０４５｛Ｃｒ（％）＋Ｍｎ（％）｝＋０．１≦Ｓｉ（％）≦−０．０２０｛Ｃｒ（％）＋Ｍｎ（％）｝＋１．０・・・
（１）
　　０．０９２５−１２．５Ｓ（％）≦Ｍｎ（％）≦１．２・・・
（２）
　　Ａｌ（％）＋Ｏ（％）≦０．０２・・・
（３）
　本発明の溶接材料とは、例えば、ガス・タングステン・アーク溶接（以下、ＧＴＡＷ：いわゆるＴＩＧ溶接）、ガス・メタル・アーク溶接（以下、ＧＭＡＷ：ＭＩＧ溶接、ＣＯ２溶接を含む）などのいわゆる不活性ガスでシールドして自動溶接する際に用いられるワイヤまたは溶加棒をさす。
　【００２３】
　本発明に係る溶接材料が対象とする被溶接材は、鋼材を対象とするが、なかでもとくにフェライト系耐熱鋼を対象とする。しかし、フェライト系耐熱鋼に限定されない。上記の
（１）
　【００２４】
　溶接材料のみならず母材も溶融して溶接部の形成に与り、その性状に影響を及ぼす場合があるが、本発明の対象とする溶接材料が用いられる溶接施工法では入熱が過大とならないため問題にはならず、裏波性状は専ら溶接材料の化学成分によって決まる。
　【００２５】
　【発明の実施の形態】
　つぎに溶接材料中の各成分の作用とその限定理由を述べる。以後の説明で、「％」は、「重量％」を表示する。
　【００２６】
　Ｃ：
　Ｃはマトリックスを強化し、高温強度の確保に寄与する。さらに、オ−ステナイト形成元素としてδフェライトの生成抑制に寄与する。しかし、過剰の含有は、溶接高温割れを招くため、０．１５％以下とする。望ましい上限は０．１４％であり、さらに望ましい上限は０．１３％である。下限は特に設けないが、強度を確保しやすい観点から、望ましい下限は０．０２％であり、さらに望ましい下限は０．０５％である。
　【００２７】
　Ｃｒ：
　Ｃｒは添加しなくてもよい。しかし、Ｃｒは高温での耐酸化性、耐高温腐食性の確保に寄与するとともに、マトリックスを強化して、高温強度の確保にも有効である。Ｃｒを含ませる場合は、その効果が明らかとなる０．２５％以上とすることが望ましい。一方、過剰な含有は靭性の低下を招くとともにＭｎと多孔質な複合酸化物を生成し、裏波性能を劣化させるため、１２．５％以下とする。望ましい上限は１２％である。
　【００２８】
　Ｍｏ：
　Ｍｏはマトリックスを固溶強化するとともに炭化物を析出し、高温強度を高めるので
０．４８％以上とする
　【００２９】
　Ｎｉ：
　Ｎｉは添加しなくてもよい。しかし、Ｎｉは強力なオーステナイト生成元素であり、δフェライト相の生成を抑え靭性を向上させるので、より一層靭性を向上させる場合には使用する。含有させる場合、０．１５％以上でその効果が明らかになるので０．１５％以上とするのが望ましい。しかし、１．３％を超えるとオ−ステナイト変態温度（Ａｃ１点）を低下させ、その結果、溶接後熱処理時にオ−ステナイト変態を生じさせ、クリ−プ強度の低下を招くので、１．３％以下とする。クリープ強度をさらに十分確保する観点から望ましい上限は１．２％であり、さらに望ましい上限は１．１％である。
　【００３０】
　Ａｌ：
　Ａｌは脱酸剤として添加される。
含有量の下限は０．０００５％とする
　【００３１】
　Ｐ：
　過剰の含有は溶接金属の加熱脆化を招くため、０．０３％以下とする。このような脆化をより安全側で避けて良好な靭性とするために、望ましい上限は０．０２５％であり、さらに望ましい上限は０．０２％である。この範囲内であれば多大なコスト増を招かずに、製造することが可能である。
　【００３２】
　Ｓ：
　Ｓの増大は溶融池内の対流に影響を与え、溶け込み深さを増大させ、裏波形成能の向上に有効である。しかし、過剰になると、ア−クの安定性を劣化させ、ビードの蛇行等、裏波性能劣化の原因となるので、０．００５％以下とする。アークのより一層の安定化の観点から望ましい上限は０．００４５％であり、さらに望ましい上限は０．００４％である。下限は特に設けないが、極度の低減はコスト増を招くため、望ましい下限は０．０００５％であり、さらに望ましい下限は０．００１％である。
　【００３３】
　Ｓｉ：
　Ｓｉは、裏ビード表面に緻密な酸化皮膜を形成し、表面酸化皮膜の顕著な成長を抑制し、優れた表面性状を有する裏ビードの確保に有効である。しかし、その効果を得るためには、図１に示したように（Ｃｒ＋Ｍｎ）に応じて適切な範囲とする必要があり、下記
（１）
　【００３４】
　　０．０４５｛Ｃｒ（％）＋Ｍｎ（％）｝＋０．１≦Ｓｉ（％）≦−０．０２０｛Ｃｒ（％）＋Ｍｎ（％）｝＋１．０・・・
（１）
　Ｓｉが、［０．０４５｛Ｃｒ（％）＋Ｍｎ（％）｝＋０．１］の値（％）より低いと、緻密な酸化皮膜の形成が十分でなく、一方、［−０．０２０｛Ｃｒ（％）＋Ｍｎ（％）｝＋１．０］の値（％）を超えると、溶接金属の靭性を劣化させるので、上記
（１）
　【００３５】
　Ｍｎ：
　Ｍｎは、脱酸元素として添加されるが、Ｓ量を通じて間接的に溶接ビ−ドの均一性の劣化や溶接ビードの蛇行等を招くことなく、ア−ク電流の集中の度合いを高めて裏波形成能を向上させる。
　【００３６】
　そのためには、下記
（２）
　【００３７】
　　０．０９２５−１２．５Ｓ（％）≦Ｍｎ（％）≦１．２・・・
（２）
しかし、過剰になると、溶接金属の脆化を招くとともにＣｒと共に多孔質な複合酸化物を生成し、裏ビードの性状を劣化させるので１．２％以下とする。一層良好な裏ビード性状確保のために望ましい上限は１．０％である。
　【００３８】
　Ｏ（酸素）：
　Ｏは溶接中にＡｌと結合し、スラグを生成して溶接金属の湯流れ性を劣化させ、裏波性能を劣化させる。そのためＡｌ＋Ｏを０．０２％以下に制限する。
　【００３９】
　　Ａｌ（％）＋Ｏ（％）≦０．０２・・・・・
（３）
　【実施例】
　【００４０】
　つぎに実施例により本発明の効果を説明する。
　【００４１】
　表１は実験に用いた被溶接材である鋼管の化学組成を示す一覧表である。同表に示した化学組成を持つ、外径６０ｍｍ、厚さ８ｍｍの鋼管に開先を設け、鋼管同士を突き合わせる溶接を行った。
　【００４２】
　【表１】
　【００４３】
　表２および表３は、実験に用いた溶接材料の化学組成を示す一覧表である。同表に示す化学組成を持つ溶接材料を用いてＧＴＡＷにより多層円周溶接を施した。これらの溶接材料は、いずれも高周波加熱溶解、熱間鍛造および線引加工により製造した外径２．４ｍｍの線材である。
　【００４４】
　【表２】
　【００４５】
　【表３】
　【００４６】
　溶接条件は、入熱量２５ｋＪ／ｃｍとなるように電流、電圧および溶接速度を設定し、溶接後、溶接後熱処理を行った。
　【００４７】
　溶接後、最終層のビ−ド変動幅を測定し、溶接ビ−ドの均一性および溶接ビードの蛇行のしやすさを評価した。初層での評価は判定が難しく、最終層も初層も現象としては同じだからである。評価基準は溶接ビ−ドの変動幅が２ｍｍ以下を良、それより大きい場合を目標未達とした。
　【００４８】
　全溶接線長さに対し裏波が形成している長さの割合を裏波形成率とし、裏波形成能を評価した。評価基準は裏波形成率が１００％を良、それ未満を不良と判断した。
　【００４９】
　さらに、溶接部縦断面を現出し、裏波表面に生成した酸化皮膜の厚さおよび表面の凹凸を定量評価し、裏ビ−ド表面の性状を評価した。評価の基準は、表面酸化皮膜厚さが３０μｍ以下、表面凹凸が１５０μｍ以下をそれぞれ良とし、それを超えるものを不良とした。
　【００５０】
　また、溶接部（溶接金属）からシャルピ−衝撃試験片（ＪＩＳ　Ｇ　０２０２　４号）および直径６ｍｍ、評点距離３０ｍｍの丸棒の継手クリ−プ試験片（ＪＩＳ　Ｚ　２２７２による）を採取し、それぞれの試験に供した。シャルピ−衝撃試験片およびクリ−プ試験片は、それぞれ０℃でのシャルピ−衝撃試験および５５０℃でのクリ−プ試験に供した。クリ−プ試験は５５０℃での母材の破断寿命が約３０００ｈとなる応力を負荷して試験を行い、溶接継手の破断寿命が母材の破断寿命の８０％以上を良（○）、それより短い場合を不良と判断した。
　【００５１】
　表４および表５は、これらの試験結果をしめす一覧表である。
　【００５２】
　【表４】
　【００５３】
　【表５】
　【００５４】
　表４および表５から明らかなように、本発明範囲内の化学組成の溶接材料
（Ａ１、Ａ２、Ａ４、Ａ７〜Ａ９、Ａ１１〜Ａ１９、Ａ２１〜Ａ２７）
　【００５５】
　一方、本発明の要件に合致しない溶接材料を用いた溶接継手では、良好な裏波性能および衝撃性能など機械的性能を兼ね備えたものは認められなかった。
　【００５６】
　試験番号Ｊ２８に用いた溶接材料Ｂ１は、０．０４５｛Ｃｒ（％）＋Ｍｎ（％）｝＋０．１（以下、ＬＳｉとする）が０．１１％であるのに対し、そのＳｉが０．０７％であるため、裏ビ−ド表面の酸化皮膜厚が７０μｍ、表面凹凸が２９１μｍとなり、裏波性能に劣るものとなった。また、そのＳが０．００７％と過剰であるため、最大ビ−ド変動幅が２．４ｍｍとなり、溶接ビ−ドの均一性にも劣る結果となった。
　【００５７】
　試験番号Ｊ２９に用いた溶接材料Ｂ２は、−０．０２０｛Ｃｒ（％）＋Ｍｎ（％）｝＋１．０（以下、ＵＳｉとする）が０．９９％であるのに対し、そのＳｉが１．２０％と過剰であるため、シャルピ−衝撃値が６２Ｊ／ｃｍ２となり、靭性は低くなった。
　【００５８】
　試験番号Ｊ３０に用いた溶接材料Ｂ３は、ＬＳｉが０．１３％であるのに対し、そのＳｉが０．０２％しか含まれていなかったため、裏ビ−ド表面の酸化皮膜厚が８３μｍ、表面凹凸が３５２μｍとなり、裏波性能に劣る結果となった。また、０．０９２５−１２．５Ｓ（％）（以下、ＬＭｎとする）が０．０８００％であるのに対し、そのＭｎは０．０６％と少ないため、裏波形成率が８０％となり、裏波形成能にも劣るものとなった。
　【００５９】
　溶接材料Ｂ４を用いた継手（試験番号Ｊ３１）では、Ｂ４は、ＬＳｉが０．２０％に対し、そのＳｉが０．１０％と少なかったため、裏ビ−ド表面の酸化皮膜厚が７６μｍ、表面凹凸が３２０μｍとなり、裏波性能に劣る結果となった。
　【００６０】
　試験番号Ｊ３２に用いた溶接材料Ｂ５は、ＵＳｉが０．９６％に対し、そのＳｉが１．０５％と高かったため、シャルピ−衝撃値が４４Ｊ／ｃｍ２となり、低い靭性になった。また、Ａｌが０．０１１％と高く、Ａｌ＋Ｏが０．０２１％と過剰であったため、湯流れが悪くなり、最大ビ−ド変動幅が２．２ｍｍとなって溶接ビ−ドの均一性にも劣る結果となった。
　【００６１】
　試験番号Ｊ３３に用いた溶接材料Ｂ６は、ＬＳｉが０．２３％であるのに対し、そのＳｉが０．１３％であったため、裏ビ−ド表面の酸化皮膜厚が８５μｍ、表面凹凸が２８８μｍとなり、裏波性能に劣る結果となった。また、Ｓが０．０１０％と過剰であるため、溶接ビードが蛇行し最大ビ−ド変動幅が３．０ｍｍとなった。
　【００６２】
　試験番号Ｊ３４に用いた溶接材料Ｂ７は、ＬＳｉが０．２７％であるのに対し、そのＳｉが０．２２％と少ないため、裏ビ−ド表面の酸化皮膜厚が７７μｍ、表面凹凸が３０９μｍとなり、裏波性能に劣る結果となった。
　【００６３】
　試験番号Ｊ３５に用いた溶接材料Ｂ８も、同様にＬＳｉが０．３７％であるのに対し、そのＳｉが０．２０％と少ないため、裏ビ−ド表面の酸化皮膜厚が７４μｍ、表面凹凸が２９８μｍとなり、裏波性能は不良であった。
　【００６４】
　試験番号Ｊ３６に用いた溶接材料Ｂ９は、ＬＳｉが０．４５％であるのに対し、そのＳｉが０．３２％しか含まれないため、裏ビ−ド表面の酸化皮膜厚が６２μｍ、表面凹凸が２４４μｍとなり、裏波性能が不良であった。また、ＬＭｎが０．０５５０％であるのに対し、Ｍｎが０．０４％と少ないため、裏波形成率が９０％となり、裏波形成能に劣る結果が得られた。
　【００６５】
　試験番号Ｊ３７に用いた溶接材料Ｂ１０は、ＵＳｉが０．８５％であるのに対し、そのＳｉが０．９０％と過剰であるため、シャルピ−衝撃値が３４Ｊ／ｃｍ２となり、低い靭性となった。
　【００６６】
　試験番号Ｊ３８に用いた溶接材料Ｂ１１は、ＬＳｉが０．５５％であるのに対し、そのＳｉが０．５０％と少ないため、裏ビ−ド表面の酸化皮膜厚が７８μｍ、表面凹凸が３１２μｍとなり、裏波性能に劣るものとなった。
　【００６７】
　上記の実施例より、本発明の要件を満足した溶接材料のみが、バックシールドガスを用いなくても優れた裏波性能および機械的性能を有する溶接部を提供できることが確認された。
　【００６８】
　【発明の効果】
　本発明の溶接材料を鋼材の溶接に使用することにより、バックシ−ルドガスを用いずに優れた溶接部が得られる。とくにフェライト系耐熱鋼の溶接に用いるとバックシールドガスを使用しなくても良好な裏波性能ならびに衝撃およびクリープ性能を有する溶接部を提供することが可能であり、ボイラまたは化工機などのエネルギ関連産業に非常に有益な施工手段を提供する。
【図面の簡単な説明】
　【図１】
　裏波性能に及ぼす（Ｃｒ＋Ｍｎ）とＳｉの影響を示す。