(57)【要約】    【課題】  Ａｒ−ＣＯ２混合ガスを使用し、直流正極性で立向下進溶接してもスパッタ発生量が少なく、十分なのど厚を確保することができ、且つ直流正極性で立向下進以外の溶接姿勢により溶接しても溶接作業性が良好であるガスシールドアーク溶接用メタル系フラックス入りワイヤ及びガスシールドアーク溶接方法を提供する。    【解決手段】  ワイヤ全質量あたりＣ：０．０７乃至０．２２質量％、Ｍｎ：１．１０乃至２．５０質量％、Ｓｉ：０．４０乃至１．５０質量％、Ｆ：０．００５乃至０．０５質量％、Ｆｅ：１１乃至２３質量％、アルカリ金属化合物：０．０２０乃至０．０９０質量％を含有し、Ｌｉ含有量とＮａ及びＫの総含有量との比（＝Ｌｉ／（Ｎａ＋Ｋ））が１．０乃至１２．０であるフラックスを、外皮質量あたりのＣ含有量を０．０２質量％以下に規制した鋼製外皮中に充填したメタル系フラックス入りワイヤを使用する。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流正極性でＡｒ−ＣＯ２混合ガスをシールドガスとして使用する自動又は半自動アーク溶接に使用されるガスシールドアーク溶接用メタル系フラックス入りワイヤにおいて、鋼製外皮におけるＣ含有量が前記鋼製外皮質量に対して０．０２質量％以下に規制され、前記フラックスは、ワイヤ全質量に対して、Ｃ：０．０７乃至０．２２質量％、Ｍｎ：１．１０乃至２．５０質量％、Ｓｉ：０．４０乃至１．５０質量％、Ｆ：０．００５乃至０．０５質量％、Ｆｅ：１１乃至２３質量％及びアルカリ金属：０．０２０乃至０．０９０質量％を含有し、前記アルカリ金属のうちＬｉの含有量とＮａ及びＫの総含有量との比（＝Ｌｉ／（Ｎａ＋Ｋ））が１．０乃至１２．０であることを特徴とするガスシールドアーク溶接用メタル系フラックス入りワイヤ。
【請求項２】
前記フラックスには、アルカリ金属とフェライトとの化合物が含まれていることを特徴とする請求項１に記載のガスシールドアーク溶接用メタル系フラックス入りワイヤ。
【請求項３】
前記アルカリ金属とフェライトとの化合物が、リチウムフェライトであることを特徴とする請求項２に記載のガスシールドアーク溶接用メタル系フラックス入りワイヤ。
【請求項４】
前記フラックスには、グラファイトカーボンが含まれていることを特徴とする請求項１乃至は３のいずれか１項に記載のガスシールドアーク溶接用メタル系フラックス入りワイヤ。
【請求項５】
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メタル系フラックス入りワイヤを使用し、シールドガスとしてＡｒ：７０乃至９０体積％及びＣＯ２：１０乃至３０体積％を含む混合ガスを使用して、直流正極性で溶接する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、直流正極性ガスシールドアーク溶接用メタル系フラックス入りワイヤ及びそれを使用したガスシールドアーク溶接方法に関し、特に、Ａｒ及びＣＯ２の混合ガスをシールドガスに使用した自動又は半自動溶接に好適なガスシールドアーク溶接用メタル系フラックス入りワイヤ及びガスシールドアーク溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガスシールドアーク溶接において、メタル系のフラックス入りワイヤは、高能率性、低スパッタ性及び低スラグ性の観点から使用されている（例えば、特許文献１乃至３参照）。一般に、このような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する際は、ワイヤを正極にして、母材を負極にする逆極性で溶接されている。しかしながら、溶接軸が略垂直な継手を上から下に向かって溶接する立向下進溶接は、重力により溶接中に溶融金属が垂れ下がり、ビードが窪んでコンケーブ形状になるため、ビードののど厚が薄くなり、他の溶接姿勢に比べて溶接部の強度が低下するという問題がある。そこで、立向下進でガスシールドアーク溶接する場合は、ビードののど厚を厚くして溶接部の強度を向上させるため、２パス溶接又は極性を入れ替えて、ビードの余盛りが凸状になる傾向がある正極性で溶接している。
【０００３】
一方、直流正極性ガスシールドアーク溶接用のフラックス入りワイヤも提案されている（例えば、特許文献４参照。）。特許文献４に記載のフラックス入りワイヤは、フラックス中のＢａＦ２、Ａｌ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｓｉ含有量及びフラックス充填率を規定することにより、スパッタの発生量の低減を図っている。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−１８３７９５号公報
【特許文献２】特開平０６−２１８５７８号公報
【特許文献３】特開平０６−２３４０７５号公報
【特許文献４】特開平０２−５５６９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述の従来の技術には以下に示す問題点がある。先ず、正極性でガスシールドアーク溶接する場合に、特許文献１乃至３に記載の従来のメタル系フラックス入りワイヤを使用すると、立向下進すみ肉溶接で十分なのど厚が得られないという問題点がある。また、従来のメタル系フラックス入りワイヤは、逆極性で溶接することを想定して設計されているため、正極性で溶接する際に使用すると、アークの安定性が劣り、スパッタ量が増加すると共にビード形状が劣化する等、作業効率が低下するという問題点もある。更に、立向下進以外の溶接姿勢の場合は逆極性で溶接をし、立向下進溶接時のみ極性を入れ替えて正極性で溶接することも、溶接作業が極めて煩雑で手間がかかるという問題点がある。
【０００６】
一方、特許文献４に記載のフラックス入りワイヤは、ＢａＦ２を主成分とした塩基性タイプであり、スラグが多いため、メタル系フラックス入りワイヤの特徴である低スラグ性（連続溶接性）が得られないという問題点がある。また、このフラックス入りワイヤを使用して正極性でガスシールドアーク溶接を行ったときのスパッタ発生量は、１．４乃至１．８ｇ／分であり、十分ではない。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、Ａｒ−ＣＯ２混合ガスを使用し、直流正極性で立向下進溶接してもスパッタ発生量が少なく、十分なのど厚を確保することができ、且つ直流正極性で立向下進以外の溶接姿勢により溶接しても溶接作業性が良好であるガスシールドアーク溶接用メタル系フラックス入りワイヤ及びガスシールドアーク溶接方法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】
本願第１発明に係るガスシールドアーク溶接用メタル系フラックス入りワイヤは、直流正極性でＡｒ−ＣＯ２混合ガスをシールドガスとして使用する自動又は半自動アーク溶接に使用されるガスシールドアーク溶接用メタル系フラックス入りワイヤにおいて、鋼製外皮におけるＣ含有量が前記鋼製外皮質量に対して０．０２質量％以下に規制され、前記フラックスは、ワイヤ全質量に対して、Ｃ：０．０７乃至０．２２質量％、Ｍｎ：１．１０乃至２．５０質量％、Ｓｉ：０．４０乃至１．５０質量％、Ｆ：０．００５乃至０．０５質量％、Ｆｅ：１１乃至２３質量％及びアルカリ金属：０．０２０乃至０．０９０質量％を含有し、前記アルカリ金属のうちＬｉの含有量とＮａ及びＫの総含有量との比（＝Ｌｉ／（Ｎａ＋Ｋ））が１．０乃至１２．０であることを特徴とする。
【０００９】
本発明においては、特に、ワイヤ中のＣ量、アルカリ金属量及びアルカリ金属の比率を規定することにより、直流正極性でのアーク集中性（安定性）及び溶融金属の粘性の適正化が図られるため、スパッタ発生量が低減すると共に、直流正極性で立向下進溶接する場合においても十分なのど厚を確保することができる。低電流においても、安定した短絡移行が得られるため、直流正極性で立向下進以外の溶接姿勢（立向上進／上向等）により溶接する場合においても、良好な溶接作業性が得られる。
【００１０】
前記フラックスには、アルカリ金属とフェライトとの化合物（以下、アルカリ金属フェライトという。）が含まれていることが好ましく、特に、前記アルカリ金属フェライトがリチウムフェライトであることが好ましい。これにより、スラグ量を増加させずにアークの集中性（安定性）を高めることができる。また、前記フラックスには、グラファイトカーボンが含まれていてもよい。これにより、溶滴を微細化することができるため、アークの安定性をより向上させることができる。
【００１１】
本願第２発明に係るガスシールドアーク溶接方法は、前述のガスシールドアーク溶接用メタル系フラックス入りワイヤを使用し、シールドガスとしてＡｒ：７０乃至９０体積％及びＣＯ２：１０乃至３０体積％を含む混合ガスを使用して、直流正極性で溶接することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、フラックス成分の含有量を適正化し、フラックス中にＣを添加すると共に外皮中のＣ量を規制してワイヤ全体のＣ量を適性化することにより、直流正極性で立向下進溶接する際のスパッタ発生量を低減することができると共にビードののど厚を増加させることができ、更に、直流正極性で立向下進以外の溶接姿勢で溶接する際の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最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係るガスシールドアーク溶接用メタル系フラックス入りワイヤについて具体的に説明する。本発明のフラックス入りワイヤは、直流正極性で、シールドガスにＡｒ−ＣＯ２混合ガスを使用する自動又は半自動アーク溶接に使用されるガスシールドアーク溶接用メタル系フラックス入りワイヤである。
【００１４】
先ず、本発明のガスシールドアーク溶接用メタル系フラックス入りワイヤにおけるフラックス成分の組成限定理由について説明する。
【００１５】
Ｃ：ワイヤ全質量に対して０．０７乃至０．２２質量％
Ｃはアーク吹き付け力（集中性）の向上及び溶融金属の粘性を高める効果がある。Ｃ含有量が０．０７質量％未満では、アークの集中性がなく、不安定になるため、立向下進すみ肉溶接において、溶接金属が垂れやすく、十分なのど厚が得られない。また、立向上進／上向等の低電流溶接においても、アークが安定しない。一方、Ｃ含有量が０．２２質量％を超えると、ヒューム及びスパッタ発生量が増加する。よって、Ｃ含有量はワイヤ全質量に対して０．０７乃至０．２２質量％とする。なお、本発明のフラックス入りワイヤにおけるＣ源としては、グラファイトカーボンが好ましい。このグラファイトカーボンは、直流正極性で溶接する際に、発生したスパッタを微細化すると共に、アークを安定化する効果がある。また、フラックスにグラファイトカーボンを添加することにより、立向上進／上向の低電流溶接においても、短絡後の再アーク性が優れるため、全姿勢において溶接作業性が良好になる。
【００１６】
Ｍｎ：ワイヤ全質量に対して１．１０乃至２．５０質量％
Ｍｎは脱酸元素であり、強度及び溶融金属の粘性を調整するために添加する。Ｍｎ含有量が１．１０質量％未満では、溶融金属の粘性が低下し、立向下進すみ肉溶接においてのど厚が減少すると共に、立向上進／上向溶接においてビードが垂れやすくなる。一方、Ｍｎ含有量が２．５０質量％を超えると、溶着金属の強度が高くなりすぎて、耐低温割れ性が低下する。よって、Ｍｎ含有量はワイヤ全質量に対して１．１０乃至２．５０質量％とする。なお、本発明のフラックス入りワイヤのフラックスにおけるＭｎ源としては、例えば、金属Ｍｎ、Ｆｅ−Ｍｎ及びＦｅ−Ｓｉ−Ｍｎ等があり、本発明においては、これらの含有量をＭｎに換算した値をＭｎ含有量として規定する。
【００１７】
Ｓｉ：ワイヤ全質量に対して０．４０乃至１．５０質量％
Ｓｉは脱酸効果に加えて、溶融金属の粘性を調整し、ビード形状を整える効果がある。Ｓｉ含有量が０．４０質量％未満では、その効果が得られず、ビード形状が劣化する。一方、Ｓｉ含有量が１．５０質量％を超えると、靱性が低下すると共に溶接金属の強度が高くなりすぎて、耐低温割れ性が低下する。よって、Ｓｉ含有量はワイヤ全質量に対して０．４０乃至１．５０質量％とする。なお、本発明のフラックス入りワイヤのフラックスにおけるＳｉ源としては、例えば、Ｆｅ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｍｎ及びＦｅ−Ｓｉ−Ｍｇ等があり、本発明においては、これらの含有量をＳｉに換算した値をＳｉ含有量として規定する。
【００１８】
Ｆ：ワイヤ全質量に対して０．００５乃至０．０５質量％
Ｆはアークの吹き付け力（集中性）の調整、溶着金属中の拡散水素量を低減させるために添加する。Ｆ含有量が０．００５質量％未満では、溶着金属中の拡散水素量が高くなり、耐低温割れ性及び耐気孔性に問題が生じる。一方、Ｆ含有量が０．０５質量％を超えると、ヒューム及びスパッタ発生量が増加する。よって、Ｆ含有量はワイヤ全質量に対して０．００５乃至０．０５質量％とする。なお、本発明のフラックス入りワイヤのフラックスにおけるＦ源としては、例えば、ＬｉＦ、Ｋ２ＳｉＦ６及びＮａＦ等があり、本発明においては、これらの含有量をＦに換算した値をＦ含有量として規定する。
【００１９】
Ｆｅ：ワイヤ全質量に対して１１乃至２３質量％
Ｆｅはフラックス率の調整及び溶接効率を向上させるために添加する。Ｆｅ含有量が１１質量％未満では、スパッタ発生量が増加する。一方、Ｆｅ含有量が２３質量％を超えると、溶接時に送給不良等の問題が発生しやすくなる。また、ワイヤ製造時の伸線性も劣化し、断線等の問題が発生する虞がある。よって、Ｆｅ含有量はワイヤ全質量に対して１１乃至２３質量％とする。なお、本発明のフラックス入りワイヤのフラックスにおけるＦｅ源としては、例えば、Ｆｅ粉、Ｆｅ−Ｍｎ、Ｆｅ−Ｓｉ及びＦｅ−Ａｌ等があり、本発明においては、これらの含有量をＦｅに換算した値をＦｅ含有量として規定する。
【００２０】
アルカリ金属：ワイヤ全質量に対して０．０２０乃至０．０９０質量％
アルカリ金属はアーク安定性を向上させ、スパッタ発生量を低減させる効果がある。アルカリ金属の含有量が０．０２０質量％未満では、アークが不安定になり、スパッタ発生量が増加する。一方、アルカリ金属の含有量が０．０９０質量％を超えると、ワイヤの耐吸湿性が劣化し、耐低温割れ性及び耐気孔性に問題が生じる。よって、アルカリ金属の含有量はワイヤ全質量に対して０．０２０乃至０．０９０質量％とする。本発明のフラックス入りワイヤのフラックスにおけるアルカリ金属源としては、例えば、Ｎａフェライト、Ｌｉフェライト、Ｎａ長石及びＫ長石等があるが、スラグが増加するとメタル系フラックス入りワイヤの特徴の１つである低スラグ性（連続溶接性）が損なわれるため、スラグ量を増加させずにアークの集中性（安定性）を向上させることができるアルカリ金属フェライトを使用することが好ましい。また、種々のアルカリ金属の中でも、Ｌｉはアークの集中性（安定性）を向上させる効果が高いため、アルカリ金属源として、リチウムフェライトを添加することがより好ましい。なお、本発明においては、前述のアルカリ金属化合物の含有量をＬｉ、Ｎａ及びＫ等に換算した値をアルカリ金属含有量として規定する。
【００２１】
［Ｌｉ］／［Ｎａ＋Ｋ］：１．０乃至１２．０
本発明のフラックス入りワイヤにおいては、フラックスに含まれるＬｉ化合物の含有量をＬｉに換算したＬｉ含有量［Ｌｉ］（質量％）と、Ｎａ化合物及びＫ化合物を夫々Ｎａ及びＫに換算して求めたＮａ及びＫの総含有量［Ｎａ＋Ｋ］（質量％）との比（＝［Ｌｉ］／［Ｎａ＋Ｋ］）を１．０乃至１２．０とする。これにより、全姿勢（低電流〜中電流）の溶接において、アークの集中性（安定性）を高め、低スパッタ化を図ることができる。（［Ｌｉ］／［Ｎａ＋Ｋ］）が１．０未満であると、アークの安定化が不十分になり、立向下進すみ肉溶接において十分な低スパッタ性及びのど厚が得られない。一方、（［Ｌｉ］／［Ｎａ＋Ｋ］）が１２．０を超えると、低電流域において短絡回数が減少するため、立向上進／上向溶接が困難になる。
【００２２】
次に、本発明のガスシールドアーク溶接用メタル系フラックス入りワイヤにおける外皮成分の組成限定理由について説明する
【００２３】
Ｃ：０．０２質量％以下
本発明のフラックス入りワイヤにおいては、フラックスにグラファイトカーボン等を添加して、スパッタを小粒化して作業性の向上を図っている。しかしながら、ワイヤ全体のＣ量が増加すると、ヒューム及び大粒のスパッタ量が増加する。そこで、本発明のフラックス入りワイヤにおいては、鋼製外皮（フープ）には、外皮質量あたりのＣ含有量が０．０２質量％以下である低Ｃのフープを使用する。これにより、大粒スパッタ及びヒュームの発生を抑制することができる。
【００２４】
図１（ａ）乃至（ｄ）はフラックス入りワイヤの形状を示す断面図である。本発明のフラックス入りワイヤの形状は特に限定されるものではなく、例えば、図１（ａ）乃至（ｄ）に示すような断面形状でもよい。
【００２５】
次に、本発明のガスシールドアーク溶接用メタル系フラックス入りワイヤを使用したガスシールドアーク溶接方法について説明する。本発明のガスシールドアーク溶接方法は、前述のフラックス入りワイヤを使用し、シールドガスとしてＡｒ−ＣＯ２混合ガスを使用し、自動又は半自動アーク溶接機により、ワイヤを負極にし、母材を正極して直流正極性で全溶接姿勢により溶接する。
【００２６】
その際、シールドガスとしては、Ａｒを７０乃至９０体積％含有し、ＣＯ２を１０乃至３０体積％含有する混合ガスを使用する。また、シールドガス中のＣＯ２含有量が１０体積％未満では、溶着金属中に合金元素の残留する量が増加し、溶着金属の強度が高くなりすぎて、耐低温割れ性が低下する傾向にある。また、ＣＯ２含有量が３０体積％を超えると、スパッタ及びヒュームの発生量が増加して作業性が低下する。特に、シールドガスとして１００％ＣＯ２を使用した場合、溶接作業性が不安定になり、溶接することができなくなる。
【００２７】
また、溶接電流は、立向下進溶接及び下向・水平すみ肉溶接においては２１０乃至２９０Ａとすることが好ましく、立向上進／上向溶接においては１１０乃至１４０Ａとすることが好ましい。更に、アーク電圧は、立向下進溶接及び下向・水平すみ肉溶接においては２３乃至２９Ｖとすることが好ましく、立向上進／上向溶接においては１４乃至１８Ｖにすることが好ましい。これにより、アーク安定性及び溶接作業性が優れた全姿勢溶接を行うことができる。
【実施例１】
【００２８】
以下、本発明の実施例の効果について、本発明の範囲から外れる比較例と比較して説明する。先ず、下記表１に示す組成の外皮に、下記表２．１及び表２．２に示す組成のフラックスを充填して、実施例及び比較例のフラックス入りワイヤを作製した。本実施例及び比較例のフラックス入りワイヤは、直径が１．２ｍｍで、ラップタイプのフラックス入りワイヤである。なお、下記表１に示すＮｏ．Ｘの鋼製外皮は高Ｃフープであり、Ｎｏ．Ｙの鋼製外皮は低Ｃフープである。また、下記表２．１及び表２．２に示す残部は、不可避的不純物（ＳｉＯ２、ＴｉＯ２及びＦｅＯ等）である。
【００２９】
【表１】
2005186138.tif 000002
【００３０】
【表２．１】
2005186138.tif 000003
【００３１】
【表２．２】
2005186138.tif 000004
【００３２】
次に、この実施例Ｎｏ．１乃至１１及び比較例Ｎｏ．１２乃至２８のフラックス入りワイヤを使用し、電源極性を正極性とし、自動機による立向下進すみ肉１パスガスシールドアーク溶接、自動機による下向／水平すみ肉１パスガスシールドアーク溶接、及び半自動による立向上進／上向すみ肉１パスガスシールドアーク溶接を行った。その際の溶接条件を下記表３に示す。
【００３３】
【表３】
2005186138.tif 000005
【００３４】
そして、各フラックス入りワイヤを使用して溶接した継手について、立向下進すみ肉溶接においては従来のフラックス入りワイヤの課題であるのど厚及びスパッタ発生量を、立向下進以外の他の溶接姿勢（立向上進／上向及び下向／水平）においては溶接作業性（アーク安定性、スパッタ及びビード形状等）を評価した。以下、各評価方法について説明する。
【００３５】
のど厚は、溶接継手の任意の位置を機械加工により切断し、その切断面を研磨した後、断面観察を行った。図２はのど厚の評価方法を示す断面図である。本実施例においては、同条件で２回溶接し、図２に示すのど厚ａ及び脚長Ｌを夫々測定し、その平均をとり、のど厚ａが脚長Ｌの０．６倍以上で０．７倍未満の場合を○、０．５倍以上で０．６倍未満の場合を△、０．５倍未満を×とした。
【００３６】
図３（ａ）は円板補集法を示す図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）に示すＡ−Ａ線による断面図である。図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、スパッタ発生量は、溶接中に発生したスパッタを補集板１７にて補集する円板補集法により測定した。そして、同条件で２回溶接し、その際補集されたスパッタ量の平均をとり、特に問題視されている直径が２９７μｍ以上である大粒のスパッタの発生量が１．０ｇ／分未満の場合を○、１．０ｇ／分以上で１．５ｇ／分未満の場合を△、１．５ｇ／分以上の場合を×とした。
【００３７】
アーク安定性の評価は、立向上進／上向すみ肉溶接中に発生するアークの乱れ状態を目視にて観察し、アークの乱れがなかった場合を○、アークの乱れが時々発生した場合を△、アークの乱れが頻発した場合を×とした。
【００３８】
図４はビード形状の評価方法を示す断面図である。ビード形状の評価は、図４に示すように、立向上進／上向すみ肉及び下向／水平すみ肉溶接した継手の溶接金属における盛り上がり部５の断面積をＳ０、盛り上がり部以外の部分６の断面積をＳ１とし、総断面積Ｓ（＝Ｓ０＋Ｓ１）に対する盛り上がり部Ｓ０の割合を求めた。その結果、盛り上がり部の断面積が１０％未満の場合を○、１０乃至２０％の場合を△、２０％を超えている場合を×とした。
【００３９】
ヒューム発生量は、ＪＩＳ  Ｚ３９３０に規定されている方法で評価した。その際の溶接条件は、溶接姿勢を下向とし、電源電極を正極性、シールドガスとして８０体積％Ａｒ−２０％体積ＣＯ２を使用し、溶接電流を２５０Ａ、アーク電圧を２６Ｖ、溶接速度を３０ｃｍ／分とした。そして、ヒューム発生量が９００ｍｇ／分を超えていた場合を△、１２００ｍｇ／分を超えていた場合を×とした。
【００４０】
ワイヤの耐吸湿性は、ワイヤを１１０℃の温度条件下で１時間予備乾燥した後、温度が３０℃で、湿度が８０％ＲＨである恒温恒湿槽内に１週間放置して、ワイヤ中に含まれる水分をカールフィッシャー法（７５０℃、Ａｒ）により測定した。そして、水分量が５００ｐｐｍを超えていた場合を△、８００ｐｐｍを超えていた場合を×とした。
【００４１】
溶着金属の拡散性水素量は、ＪＩＳ  Ｚ３１１８に規定されているガスクロマトグラフ法により測定した。その際の溶接条件は、溶接姿勢を下向とし、電源電極を正極性、シールドガスとして８０体積％Ａｒ−２０％体積ＣＯ２を使用し、溶接電流を２５０Ａ、アーク電圧を２６Ｖ、溶接速度を３０ｃｍ／分とした。そして、拡散水素量が５ｍｌ／１００ｇを超えていた場合を△、１０ｍｌ／１００ｇを超えていた場合を×とした。
【００４２】
溶着金属の機械的性質は、ＪＩＳ  Ｚ３３１３に規定されている方法で評価した。その際、鋼種がＪＩＳ規格  Ｇ３１０６  ＳＭ４００であり、板厚が２０ｍｍの母材を、シールドガスに８０体積％Ａｒ−２０％体積ＣＯ２を使用し、溶接電流を２５０Ａ、アーク電圧を２６Ｖ、溶接速度を３０ｃｍ／分とし、電源電極を正極性にして、５層１０パスの積層法で下向溶接した。その結果、溶着金属の強度が４９０乃至６２０Ｎ／ｍｍ２で且つ靱性が４７Ｊ（−４０℃）以上であるもの以外は×とした。
【００４３】
ワイヤ送給性は、長さが６ｍの長尺トーチを使用して、シールドガスとして８０体積％Ａｒ−２０％体積ＣＯ２を使用し、溶接電流を２５０Ａ、アーク電圧を２６Ｖ、溶接速度を３０ｃｍ／分とし、電源電極を正極性にして下向ビードオン溶接を行い、アークの乱れがなかった場合を○、アークに乱れが時々発生した場合を△、アークの乱れが頻発した場合を×とした。以上の評価結果を下記表４にまとめて示す。
【００４４】
【表４】
2005186138.tif 000006
【００４５】
上記表４に示すように、アルカリ金属含有量が本発明の範囲よりも少ない比較例Ｎｏ．１２のワイヤは、立向下進すみ肉溶接におけるスパッタ発生量が多かった。一方、アルカリ金属含有量が本発明の範囲よりも多い比較例Ｎｏ．１３のワイヤは、ワイヤ耐吸湿性が劣るため、溶着金属の拡散水素量が増加し、耐低温割れ性及び耐気孔性に問題が生じた。また、（［Ｌｉ］/［Ｎａ＋Ｋ］）が本発明の範囲よりも大きい比較例Ｎｏ．１４のワイヤは、立向上進／上向すみ肉溶接におけるアークが不安定で、ビード形状もコンベックス（盛り上がり部過剰）であった。一方、（［Ｌｉ］/［Ｎａ＋Ｋ］）が本発明の範囲よりも小さい比較例Ｎｏ．１５のワイヤは、立向下進すみ肉溶接におけるのど厚が十分ではなく、スパッタ発生量も多かった。更に、Ｍｎ含有量が本発明の範囲よりも少ない比較例Ｎｏ．１６のワイヤは、立向下進すみ肉溶接におけるのど厚が不十分であり、立向上進／上向すみ肉溶接におけるビード形状もコンベックス（盛り上がり部過剰）であった。一方、Ｍｎ含有量が本発明の範囲よりも多い比較例Ｎｏ．１７のワイヤは、溶着金属の強度が高くなりすぎて、耐低温割れ性に問題があった。
【００４６】
Ｓｉ含有量が本発明の範囲よりも少ない比較例Ｎｏ．１８のワイヤは、立向下進すみ肉溶接におけるのど厚が十分ではなく、立向上進／上向すみ肉溶接及び水平すみ肉溶接におけるビード形状もコンベックス（盛り上がり部過剰）であった。一方、Ｓｉ含有量が本発明の範囲よりも多い比較例Ｎｏ．１９のワイヤは、溶着金属の靱性が劣化した。また、Ｆ含有量が本発明の範囲よりも少ない比較例Ｎｏ．２０のワイヤは、溶着金属の拡散性水素量が多く、耐低温割れ性及び気孔性に問題があり、Ｆ含有量が本発明の範囲よりも多い比較例Ｎｏ．２１のワイヤは、立向下進すみ肉溶接におけるスパッタ発生量が増加すると共にヒューム発生量が増大した。フラックス中のＣ含有量が本発明の範囲よりも少ない比較例Ｎｏ．２２のワイヤは、アークの吹き付けが弱く、不安定になり、立向下進すみ肉溶接において、溶融金属が垂れやすく、のど厚が不十分であった。また、スパッタ発生量も多くなり、立向上進／上向すみ肉溶接においても、アークが不安定になり、ビード形状が劣化した。一方、比較例Ｎｏ．２３のワイヤのように、フラックス中のＣ含有量が本発明の範囲よりも多い場合は、立向下進すみ肉溶接及び水平すみ肉溶接において、スパッタ発生量及びヒュームが増加した。更にまた、Ｆｅ含有量が本発明の範囲よりも少ない比較例Ｎｏ．２４のワイヤは、立向下進すみ肉溶接及び水平すみ肉溶接におけるスパッタ発生量が多く、Ｆｅ含有量が本発明の範囲よりも多い比較例Ｎｏ．２５のワイヤは、ワイヤ製造時の伸線性が低下すると共に溶接時に送給不良等の問題が発生しやすく、アークも不安定であった。
【００４７】
高ＣフープであるＮｏ．Ｘの外皮を使用し、鋼製外皮中のＣ量が本発明の範囲から外れる比較例Ｎｏ．２６のワイヤは、立向下進すみ肉溶接におけるのど厚が不十分であり、スパッタ発生量及びヒューム発生量が増加した。また、比較例Ｎｏ．２７のワイヤは、鋼製外皮中のＣ量が本発明の範囲から外れると共にフラックス中のＣ含有量が本発明の範囲よりも少ないため、立向下進すみ肉溶接におけるのど厚が十分ではなく、スパッタ発生量も多く、立向上進／上向すみ肉溶接においても、アーク不安定が発生した。一方、鋼製外皮中のＣ量が本発明の範囲から外れると共にフラックス中のＣ含有量が本発明の範囲よりも少ない比較例Ｎｏ．２８のワイヤは、立向下進すみ肉溶接及び立向上進／上向すみ肉溶接において、いずれの評価項目も不十分であった。
【００４８】
一方、本発明の範囲内である実施例Ｎｏ．１乃至１１のワイヤは、立向下進すみ肉溶接におけるのど厚及びスパッタ発生量、並びに、立向下進以外の溶接姿勢における各種溶接作業性について良好な結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】（ａ）乃至（ｄ）はフラックス入りワイヤの形状を示す断面図である。
【図２】のど厚の評価方法を示す断面図である。
【図３】（ａ）は円板補集法を示す図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ線による断面図である。
【図４】ビード形状の評価方法を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１；フラックス
２；外皮
３、１６；母材
４；溶接金属
５；盛り上がり部
６；盛り上がり部以外の部分
１３；ワイヤ
１４；送給装置
１５；溶接トーチ
１７；補集板
ａ；のど厚
Ｌ；脚長
【図１】
2005186138.tif 000007
【図２】
2005186138.tif 000008
【図３】
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【図４】
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