(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーステナイト系ステンレス鋼からなる外皮中にフラックスを充填してなるステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤにおいて、ワイヤ径０．８〜１．６ｍｍ、充填フラックスはワイヤ全質量に対して質量％で、
Ａｌ2Ｏ3：０．１〜１．６％、
ＺｒＯ2：０．２〜３．５％、
金属弗化物（弗素換算値）：０．０４〜０．１５％、
カリウム化合物（カリ換算値）：０．０４〜０．２％を含み、
かつ、弗素換算値［Ｆ］、カリ換算値［Ｋ］とした場合、
Ｘ＝（［Ｆ］＋［Ｋ］）／［Ａｌ2Ｏ3＋ＺｒＯ2］とし、Ｘの値が、
０．０２５≦Ｘ≦０．０９４を満足し、
金属炭酸塩：０．０１％以下であるフラックスをステンレス鋼外皮に１７〜２６％充填し、
フラックスと外皮の窒素合計：０．０４％以下
であることを特徴とするステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ。
【請求項２】
質量％で、
ＴｉＯ2：０．８〜４．０％、
ＳｉＯ2：１．１〜３．８％、
ナトリウム化合物（ナトリウム換算値）：０．０１〜０．３％を含み、
スラグ剤成分の合計：４．５〜１１．０％
であることを特徴とする請求項１に記載のステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ。
【請求項３】
金属ビスマスまたは酸化ビスマスの一種または二種を合計：０．００５〜０．１％含有することを特徴とする請求項１または２に記載のステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステンレス鋼の溶接に使用され、高電流の条件においても溶接作業性、特にスパッタ発生量が少なく、スラグの被包性および剥離性が良好であり、かつ溶接金属性能が良好なステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ステンレス鋼の溶接方法には、被覆アーク溶接棒、ガスシールドアーク溶接、サブマージアーク溶接、ティグ溶接、プラズマ溶接などがあり、それぞれ溶接の用途に対応して使用されている。その中でも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は、条件範囲が広く各姿勢において溶接可能である。また、高能率に溶接でき、溶接仕上がりが良好であるという特徴があり、フラックス入りワイヤが多く使用されている。このＣＯ2ガスシールドアーク溶接において、さらに作業能率を高めることが求められ、溶接能率向上の方法としては、ワイヤ径の大きいものを使用、メタル系フラックス入りワイヤを使用、または溶接電流を上げたりしている。
【０００３】
しかし、ワイヤ径の大きいものを使用した場合は、アーク力が強く鋼板が溶け落ちるために厚板のみにしか適用できず、また、スパッタ発生量が多くなり、スパッタ防止策としてシールドガスにＡｒ−ＣＯ2の混合ガスを使用しなければならないので、溶接コストが上昇する。
【０００４】
メタル系フラックス入りワイヤを使用した場合、通常のフラックス入りワイヤを使用した場合と比較して十分なスラグの被包性および剥離性を確保することが困難であり、さらにビード形状がやや悪くなる。
【０００５】
また、溶接電流を上げた場合は、溶接作業性が劣化する。特にスパッタ発生量が増加し、スラグの被包性が劣化し、さらにスラグの焼付きが発生してスラグ剥離性が劣化する。
【０００６】
そこで、ステンレス鋼溶接用のフラックス入りワイヤとして特許第１７２０７３５号が開示されている。主成分であるＳｉＯ2、ＺｒＯ2、ＴｉＯ2系フラックス中のスラグ剤成分と金属成分を限定し、スパッタ発生量が少なく、アーク状態、溶滴移行性および溶着効率の優れたフラックス入りワイヤがある。また、特開平２−２５１３９５号公報には、主成分であるＳｉＯ2、ＺｒＯ2、ＴｉＯ2の含有量とスラグ成分の合計を限定し、スラグの被包性に優れ、かつスパッタ発生量が少なく、アーク安定性が良好なフラックス入りワイヤがある。さらに、耐気孔性が優れスパッタ発生量を低減するとともにスラグ剥離性を向上させた特開平７−２７６０８４号公報のフラックス入りワイヤやフラックス成分および外皮成分を限定し、スパッタ発生量の低減を図った特開平１１−１２９０９３号公報のフラックス入りワイヤなどがある。
【０００７】
しかし、特許第１７２０７３５号や特開平２−２５１３９５号公報、特開平７−２７６０８４号公報に記載されているような従来のフラックス入りワイヤを用いて溶接を行った場合、例えばワイヤ径１．２ｍｍの場合、溶接電流が２００アンペア程度の溶接においては良好な溶接作業性と溶着金属性能を示すものの、溶接電流が２５０アンペアを超えるような溶接においてはスパッタ発生量が増加し、さらに、スラグがビードに均一に被包せず、スラグの焼付きを発生して、実用上不十分であった。スパッタ発生量が多いと製造物に付着し、除去作業を必要とする。また、スラグの焼付きが発生すると、ビードにスラグが残り外観を劣化させるばかりか、スラグ残り部の耐食性を劣化させる。したがってスラグ除去の作業を必要とし、作業能率を大きく低下させる。
【０００８】
次に、特開平１１−１２９０９３号公報に記載されているフラックス入りワイヤはＺｒＯ2含有させないでスラグの剥離性を確保している。しかし、ＺｒＯ2を含有させないと例えば、ワイヤ径１．２ｍｍの場合、溶接電流が２５０アンペアを超えるような高電流においては、スラグが均一に被包せず、ビードが垂れて形状が不十分となる。これは溶接電流が高くなるほど顕著にみられる。
【０００９】
そこで、ワイヤ径１．２ｍｍの場合、溶接電流が２５０アンペアを超えるような溶接条件においても、溶接作業性および溶着金属性能が良好なステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤが強く要望されていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記課題を解決するために、ステンレス鋼外皮に充填されるフラックス入りワイヤのスラグ剤成分について種々検討したものであり、ステンレス鋼の溶接において通常の溶接電流は当然のこと、高溶接電流の溶接においても、アークが安定し、スパッタ発生量が少なく、さらにビード形状が良好で、スラグの焼付きがなく、スラグの被包性および剥離性が優れ、かつ溶着金属性能が良好なステンレス鋼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。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、ステンレス鋼の溶接に使用され、溶接電流が高電流においても溶接作業性に優れ、特にＡｌ2Ｏ3とＺｒＯ2の合計値に対する金属弗化物とカリウム化合物の比を限定することで高電流溶接におけるスパッタの発生量を低減したものであり、かつ溶着金属性能が良好なスラグ剤成分系、スラグ剤成分の合計量、フラックス充填率等を限定することで課題を達成したものである。
【００１２】
本発明の要旨とするところは以下の通りである。
【００１３】
（１）  オーステナイト系ステンレス鋼からなる外皮中にフラックスを充填してなるステンレス鋼溶接用ワイヤにおいて、ワイヤ径：０．８〜１．６ｍｍ、充填フラックスはワイヤ全質量に対して質量％で、
Ａｌ2Ｏ3：０．１〜１．６％、
ＺｒＯ2：０．２〜３．５％、
金属弗化物（弗素換算値）：０．０４〜０．１５％、
カリウム化合物（カリ換算値）：０．０４〜０．２％を含み、
かつ、弗素換算値［Ｆ］、カリ換算値［Ｋ］とした場合、
Ｘ＝（［Ｆ］＋［Ｋ］）／［Ａｌ2０3＋ＺｒＯ2］とし、Ｘの値が、
０．０２５≦Ｘ≦０．０９４を満足し、
金属炭酸塩：０．０１％以下であるフラックスをステンレス鋼外皮内に１７〜２６％充填し、
フラックス中と外皮中の窒素合計：０．０４％以下
であることを特徴とするステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ。
【００１４】
（２）  質量％で、
ＴｉＯ2：０．８〜４．０％、
ＳｉＯ2：１．１〜３．８％、
ナトリウム化合物（ナトリウム換算値）：０．０１〜０．３％を含み、
スラグ剤成分の合計：４．５〜１１．０％
であることを特徴とする上記（１）に記載のステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ。
【００１５】
（３）  金属ビスマスまたは酸化ビスマスの一種または二種を合計：０．００５〜０．１％含有することを特徴とする上記（１）または（２）に記載のステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ。
【００１６】
【発明の実施の形態】
まず、本発明ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤの充填フラックスの各成分限定理由について説明する。
【００１７】
Ａｌ2Ｏ3：０．１〜１．６％
Ａｌ2Ｏ3は、スラグの流動性を調整して、スラグの被包性を良好にし、ビードの形状を良好にする。また、Ａｌ2Ｏ3は、融点が２０５０℃の高融点酸化物であり、充填フラックスのワイヤから母材へ突出しを形成して、溶融金属が突出し部を伝わって移動し、その先端から離脱して細粒溶滴として安定して移行させ、スパッタの発生を抑制する。しかしながら、Ａｌ2Ｏ3が０．１％未満であると、スラグが垂れ、被包性が劣化し、スラグの焼付きを発生し、ビード形状も劣化する。さらに、充填フラックスの突出しが不十分となり、溶融金属が不規則移動して溶滴が大小さまざまとなり円滑に移行できず、スパッタ発生量が増加する。一方、１．６％を超えるとスラグの融点が高くなって凝固が早く、よって、スラグがビード表面を均一に被包せず、ビード形状も劣化する。したがって、Ａｌ2Ｏ3は０．１〜１．６％とする。Ａｌ2Ｏ3原料としては、アルミナ、カリ長石などが使用できる。
【００１８】
ＺｒＯ2：０．２〜３．５％
ＺｒＯ2は、スラグ流動性の調整剤であり、ビード表面の被包性および剥離性の良いスラグを形成し、ビード形状を良好とする。さらに、Ａｌ2Ｏ3と同様に、融点が２７００℃の高融点酸化物であり、充填フラックスのワイヤから母材へ突出しを形成して、溶融金属が突出し部を伝わって移動し、その先端から離脱して細粒溶滴として安定して移行させ、スパッタの発生を抑制する成分である。しかしながら、０．２％未満ではスラグが流れやすくなり、スラグがビードを均一に被包せずビード形状が不良となる。さらに、充填フラックスの突出しが不十分となり、溶融金属が不規則移動して溶滴が大小さまざまとなり円滑に移行できず、スパッタ発生量が増加する。一方、３．５％を超えると、スラグの流動性が悪くビード形状が不良となる。さらに、スラグのビード表面への焼付きを生じ、スラグ剥離性が低下する。ＺｒＯ2原料としては、ジルコンサンド、ジルコンフラワ−、酸化ジルコンなどが使用できる。
【００１９】
金属弗化物（弗素換算値）：０．０４〜０．１５％
金属弗化物はアークを安定化するとともに溶融スラグの融点および粘性を下げる効果があり、溶融金属がワイヤ先端から離脱しやすくする。さらに、スラグの剥離性に有効な成分である。しかしながら、金属弗化物が０．０４％未満ではアーク状態が不安定となり、溶融金属の離脱が円滑に行われず、スパッタ発生量が増加する。さらに、スラグ剥離に十分な効果を得られず、スラグの剥離性が劣化する。一方、０．１５％を超えると溶融スラグの粘性が低くなって溶融スラグが垂れ、スラグがビード表面を均一に覆うことができなくなり、ビード表面にテンパーカラーが付き、ビード外観が劣化する。さらに、多すぎてアーク状態が不安定となり、スパッタ発生量が増加する。金属弗化物原料には弗化ソーダ、珪弗化カリ、弗化アルミニウム、弗化カルシウム、弗化リチウム、弗化マグネシウム、弗化バリウム、弗化ストロンチウム、弗化ジルコンカリ、弗化セリウム、氷晶石などがあり、これらの原料を単独または複合で使用し、その量は弗素換算値で０．０４〜０．１５％の範囲で使用する。
【００２０】
カリウム化合物（カリ換算値）：０．０４〜０．２％
カリウム化合物は、金属弗化物と同様にアークを安定化するとともに溶融スラグの融点および粘性を下げる効果があり、溶融金属がワイヤ先端から離脱しやすくする。しかしながら、カリウム化合物が０．０４％未満であるとアーク状態が不安定となり、溶融金属の離脱が円滑に行われず、スパッタ発生量が増加する。一方、０．２％を超えても、アーク状態が不安定でスパッタ発生量が増加する。したがって、カリウム化合物（カリ換算値）は０．０４〜０．２％とする。カリウム原料としてはチタン酸カリ、珪弗化カリ、弗化ジルコンカリ、酸化カリウムなどがあり、これらの原料を単独または組み合わせて使用し、その量はカリ換算値で０．０４〜０．２％の範囲である。
【００２１】
弗素換算値［Ｆ］、カリ換算値［Ｋ］とした場合、Ｘ＝（［Ｆ］＋［Ｋ］）／［Ａｌ2Ｏ3＋ＺｒＯ2］とし、そのＸは、０．０２５≦Ｘ≦０．０９４
弗素化合物とカリウム化合物は、その弗素およびカリウムがアークを安定化するとともに溶融スラグの融点および粘性を下げる効果があり、溶融金属がワイヤ先端から離脱しやすくする。また、Ａｌ2Ｏ3とＺｒＯ2は、高融点酸化物であり、ワイヤから母材へ突出しを形成して、ワイヤ先端から離脱した溶融金属が突出し部を伝わって、安定して移行させる効果がある。しかし、その範囲は、弗素化合物の弗素およびカリウム化合物のカリウムとＡｌ2Ｏ3およびＺｒＯ2の含有量とのバランスで保たれるのである。スパッタ発生量を抑制するためには、溶融金属の円滑な離脱と離脱した溶融金属の安定した移行が行われる必要がある。アーク状態を安定に維持して溶滴を細粒化して移行させるには［Ｆ］＋［Ｋ］と［Ａｌ2Ｏ3＋ＺｒＯ2］が相互に影響してもっとも良い配合比があることを究明した。
【００２２】
図１にＸ値とスパッタ発生量の関係を示す。Ｘ値とスパッタ発生量の影響を明らかにするために本発明のワイヤＮｏ．１２を基本にＸ値にかかわる金属弗化物、カリウム化合物、Ａ１2Ｏ3、ＺｒＯ2のみを変化させてその影響を調査した。その結果、（［Ｆ］＋［Ｋ］）／［Ａｌ2Ｏ3＋ＺｒＯ2］をＸとしたとき、Ｘは０．０２５≦Ｘ≦０．０９４でなければならない。すなわち、図１に示すように、Ｘが０．０２５未満では、アークが不安定となりスパッタ発生量を増加させ、許容スパッタ発生量である０．４２ｇ／ｍｉｎ以下を満足しなかった。さらに、スラグの融点が高くなり、粘性も低下する。そのため、スラグの被包状態およびビード形状が劣化する。また、０．０９４超でもアーク状態が不安定となりスパッタ発生量が増加し、許容スパッタ発生量である０．４２ｇ／ｍｉｎ以下を満足しなかった。さらに、スラグの融点および粘性が下がり、スラグが垂れ、スラグ被包性を劣化させる。
【００２３】
ＴｉＯ2：０．８〜４．０％
ＴｉＯ2は、アークを安定にし、ビードの被包性および剥離性の良いスラグを形成する。さらに、溶融スラグの適正な粘性から溶融金属の垂れを防ぎビード形状を良好にする効果がある。０．８％未満ではアークが不安定となり、スパッタ発生量が増加する。さらに、スラグ被包性および剥離性も低下するとともにビード形状が劣化する。一方、４．０％を超えるとスパッタ発生量が増加するばかりか、スラグ巻込みも発生しやすくなる。さらに、スラグの流動性が低下し、ビード形状が不良となるばかりか、ビード表面にテンパーカラーが付き著しく外観を劣化させる。また、ＴｉＯ2原料としては、ルチール、チタンスラグ、イルミナイト、チタン酸カリ、チタン酸ソーダなどが使用できる。
【００２４】
ＳｉＯ2：１．１〜３．８％
ＳｉＯ2は、溶融スラグの流動性調整に必要で、ビードの被包性および剥離性の良いスラグを形成し、ビード形状を良化させる成分であるが、１．１％未満ではスラグの流動性が悪く被包性が不十分で、スラグ剥離性も劣化する。さらに、ビード形状が不良となる。一方、３．８％を超えると、スラグが流れやすくなり、スラグがビード表面を均一に被包せず、被包性が不十分でビード形状が不良となる。さらに、スラグの焼付きを生じ、スラグ剥離性が低下する。ＳｉＯ2原料としては、硅砂、硅石、カリ長石などが使用できる。
【００２５】
金属炭酸塩：０．０１％以下（０％を含む）、ただし含まれても、不可避不純物
金属炭酸塩は、溶接時の熱分解によってＣＯガスを発生する。そのため、ワイヤ先端から溶滴が離脱する際に爆発現象を起こしスパッタとなり、スパッタ発生量を増加させるので、限りなく少ないのが好ましい。したがって、金属炭酸塩は０％とするのが好ましいが、不可避不純物として含有される場合には０．０１％迄許容できる。
【００２６】
フラックス中と外皮中の窒素合計：０．０４％以下
窒素がフラックス中または外皮中に含有していると、スラグがビードにこびり付き、スラグの剥離性を劣化させ、スラグ除去に費やす工程が多くなり作業能率を低下させる。窒素含有量が異常に多い場合に溶接直後にスラグ跳ねが発生、飛散して好ましくない。したがって、窒素は低い方が望ましく、不可避的不純物として含まれたとしても０．０４％以下とする。
【００２７】
ワイヤ径：０．８〜１．６ｍｍ
板厚が１ｍｍや１．５ｍｍのような薄板のステンレス鋼の溶接にはワイヤ径の細いフラックス入りワイヤを使用することによって適正な溶接条件を選定でき、板の溶け落ちもなく溶接可能となる。したがって薄板の溶接には、フラックス入りワイヤの径は細い方が有利である。しかし、ワイヤ径が０．８ｍｍよりも細くなると高電流溶接の場合にアークが不安定になる。逆にフラックス入りワイヤの径が１．６ｍｍより太くなるとガスシールドアーク溶接では、アークの吹付けが強すぎ、スパッタも大粒となり発生量も増加し、ビード形状も劣化する。したがって、ワイヤ径は０．８〜１．６ｍｍとした。
【００２８】
充填率：１７〜２６％
ステンレス鋼外皮へのフラックス充填率が１７％未満では、外皮の肉厚が厚く、溶滴が肥大化しスパッタ発生量が増加する。一方、２６％を超えると逆に外皮の肉厚が薄く、未溶融の充填フラックスの突出し部が異常に長くなり、アークが不安定となってスパッタ発生量が増加し、さらに良好なビード形状が得られなくなる。また、外皮が薄いのでワイヤ伸線加工中に断線が多発しやすくなり、生産能率を低下させる。
【００２９】
ナトリウム化合物（ナトリウム換算値）：０．０１〜０．３％
ナトリウム化合物は溶滴移行を小さくし円滑にしてアーク状態を安定させる。ナトリウム換算値で０．０１％未満であると、溶滴が大きくなり、移行が円滑に行われず、アーク状態が不安定となり、スパッタ発生量も増加する。０．３％を超えるとスラグ流動性にむらができて凝固偏析を起こし、凝固スラグ一体となって剥離しないで、スラグが崩れ一部残って剥離するため、スラグの一部がこびり付きとして残る。特にビードの趾端部にこびり付きを起こしやすくなる。したがって、ナトリウム化合物はナトリウム換算値で０．０１〜０．３％とする。ナトリウム化合物原料としては、弗化ナトリウム、酸化ナトリウム、チタン酸ナトリウムなどが使用でき、ナトリウム換算値で０．０１〜０．３％の範囲であれば、単独または組み合わせて使用できる。
【００３０】
スラグ剤成分の合計：４．５〜１１．０％
充填フラックス中のスラグ剤成分は、適正な粘性と突出し長さを形成して溶滴粒度を細粒化して溶滴移行性を安定、スパッタの発生量を低減するとともに、被包性および剥離性の良いスラグを形成し、ビード形状を良好にする。よって、スラグ剤成分の合計が４．５％未満では、スラグがビードを充分被包することができず、ビード形状が不良となる。さらに、スラグ焼付きを生じ、スラグ剥離性が低下する。特に高電流になるほどこれらの傾向は大きく認められる。また、１１．０％を超えるとスパッタ発生量が増加し、さらにスラグ過剰となりスラグ巻込みの欠陥が発生する。なお、本発明におけるスラグ剤成分とは、酸化物、弗化物などの非金属成分などである。
【００３１】
金属ピスマスまたは酸化ビスマスの合計：０．００５〜０．１％
ビスマスはスラグ剥離に非常に有効な成分であり、０．００５％未満であるとその効果はみられず、スラグ剥離性が劣化する。０．１％を超えるとスラグが垂れ、ビード表面にテンパーカラーが付きビード外観を劣化させる。さらに低融点金属であるため最終凝固時の粒界に偏析して、変形応力などの外力が加わって凝固割れを発生する。したがって、ビスマスは、金属ビスマスまたは酸化ビスマスの合計が０．００５〜０．１％とする。金属ビスマス、酸化ビスマスそれぞれ単独で使用した場合と併用した場合とでは大差なく、単体あるいは併用できる。
【００３２】
本発明フラックス入りワイヤのガスシールドアーク溶接において使用するシールドガスは、１００％ＣＯ2においてスパッタ発生の低減効果はあり、２０％ＣＯ2−Ａｒのような混合ガスにおいてはよりアークは安定してスパッタ発生量は少なくなった。また、充填フラックスはＪＩＳ  Ｚ  ３３２３にあるステンレス鋼アーク溶接フラックス入りワイヤ溶着金属の化学成分に合わせて合金成分を調整する。調整剤として合金材成分はＮｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｂｉ、さらに、これらの合金材、ステンレス粉、窒化金属などを用いる。
【００３３】
さらに原材料粒度、フラックス成分、充填方法などに応じて固着剤によって造粒して用いることもあるが、その場合には固着剤からもたらされる成分、例えば水ガラスの場合では、ＳｉＯ2、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏなどが増加することをあらかじめ考慮するように原料の配合を行う必要がある。
【００３４】
なお、本発明のフラックス入りワイヤは、図２（ａ）〜（ｄ）にその例を示し、その断面形状は、ステンレス鋼のパイプあるいは帯鋼からなる外皮１に、充填フラックス２を被包したもので、図２（ａ）に示す様な継ぎ目のないもの、あるいは図２（ｂ）〜（ｄ）の
如く継ぎ目３を有するものでも良い。
【実施例】
【００３５】
表1に示す成分のステンレス鋼のパイプおよび帯鋼を用い、表３〜表６に示すフラックスをワイヤ全質量に対する充填率を変えて、ワイヤ径０．８ｍｍ、１．２ｍｍ、１．６ｍｍのステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤを製造した。なお、パイプは所定の充填率にフラックスが入る径まで管引きした後、フラックスを充填した。表３〜表６においてワイヤＮｏ．１〜１３が本発明例のフラックス入りワイヤ、Ｎｏ．１４〜３４が比較例である。
【００３６】
溶接作業性評価は、表２にある条件で自動溶接にて評価した。
【００３７】
【表１】
0003767796.tif 000002
【００３８】
【表２】
0003767796.tif 000003
【００３９】
【表３】
0003767796.tif 000004
【００４０】
【表４】
0003767796.tif 000005
【００４１】
【表５】
0003767796.tif 000006
【００４２】
【表６】
0003767796.tif 000007
【００４３】
試験鋼板は、表１に示す成分のＳＵＳ３０４鋼板を用いてＴ字型に組み立て、片側１パス水平すみ肉溶接を行い確認した。作業性評価は実用上良好な場合は○、実用上問題がある場合は×とした。溶接作業性のスパッタ発生量は、表１に示す同成分のＳＵＳ３０４鋼板（６ｍｍｔ×２０ｍｍｗ×５００ｍｍｌ）を図３に示すように試験板４として固定鋼板５上に載置し、固定器具９により固定する。次いで、上部が溝状に開口した銅製のスパッタを捕集する捕集箱８で、溶接作業部を覆い、上部開口部から溶接トーチ６を挿入し、溶接トーチ６からフラックス入りワイヤ７を送給して試験板４を溶接した。溶接作業により銅製の捕集箱８内にて発生したスパッタを捕集し、質量を測定した。溶接条件は下向姿勢にて溶接作業性を評価した条件で行い、溶接時間は１分間で単位時間当たりの発生量（ｇ／ｍｉｎ）にて評価した。ワイヤ径０．８ｍｍの場合、０．２６ｇ／ｍｉｎ以下は◎（極めて良好）、０．３２ｇ／ｍｉｎ以下は○（良好）、０．３２ｇ／ｍｉｎより多い場合は×とした。ワイヤ径１．２ｍｍの場合、０．３５ｇ／ｍｉｎ以下は◎（極めて良好）、０．４２ｇ／ｍｉｎ以下は○（良好）、０．４２ｇ／ｍｉｎより多い場合は×とした。１．６ｍｍの場合、０．８８ｇ／ｍｉｎ以下は◎（極めて良好）、１．４ｇ／ｍｉｎ以下は○（良好）、１．４ｇ／ｍｉｎより多い場合は×とした。溶接作業性がすべて良好なものは、溶着金属性能を評価した。評価は全容着金属からＪＩＳ  Ｚ  ３３２３／Ａ１号試験片を採取し、引張試験を行った。
【００４４】
総合判定は、全ての評価項目で良好なものは○、それ以外は×とした。それらの結果を表７に示す。
【００４５】
【表７】
0003767796.tif 000008
【００４６】
本発明例であるワイヤＮｏ．１〜１３は、スラグ剤成分およびスラグ剤成分の合計量、さらに金属粉成分および金属粉の合計量が適正量からなるフラックスをステンレス鋼外皮に適量充填されているので、溶接作業性、溶着金属の引張試験においても良好な結果であった。スパッタ発生量に関しては、溶接電流が低いワイヤＮｏ．１２はスパッタ発生量が０．３５ｇ／ｍｉｎであり、溶接電流が高いワイヤＮｏ．１３はスパッタ発生量が０．３８ｇ／ｍｉｎで、溶接電流の大小でスパッタ発生量に大きく影響することはなかった。
【００４７】
比較例中ワイヤＮｏ．１４は、Ａｌ2Ｏ3量が多いのでスラグの凝固が早く、スラグがビードを均一に被包せず、ビード形状が不良となった。
【００４８】
ワイヤＮｏ．１５は、Ａｌ2Ｏ3量が少ないのでスラグが垂れ、被包性および剥離性が劣化した。また、ビード形状も不良であった。さらに、溶滴が円滑に移行せず、スパッタ発生量が増加した。
【００４９】
ワイヤＮｏ．１６は、ＺｒＯ2量が多いのでスラグの流動性が悪く、ビード形状が不良となった。また、スラグの焼付きを生じ、スラグ剥離性が悪くなった。さらに、スパッタ発生量が増加した。
【００５０】
ワイヤＮｏ．１７は、ＺｒＯ2量が少ないのでスラグが流れやすく、スラグがビードを均一に被包せず被包性が劣化し、ビード形状が不良となった。さらに、アーク状態が不安定でスパッタ発生量も増加した。
【００５１】
ワイヤＮｏ．１８は、金属弗化物が多いのでスラグが垂れ被包性およびビード外観が劣化した。さらに、アーク状態が不安定でスパッタ発生量も増加した。
【００５２】
ワイヤＮｏ．１９は、金属弗化物が少ないのでアーク状態が不安定で溶滴の移行が円滑に行われず、スパッタ発生量は増加した。さらに、スラグ剥離性の効果が得られずスラグ剥離性が劣化した。
【００５３】
ワイヤＮｏ．２０は、カリウム化合物が多すぎて、アーク状態が不安定でスパッタ発生量が増加した。
【００５４】
ワイヤＮｏ．２１は、カリウム化合物が少ないのでアーク状態が不安定で溶滴の移行が円滑に行われず、スパッタ発生量が増加した。
【００５５】
ワイヤＮｏ．２２は、弗素換算値［Ｆ］、カリ換算値［Ｋ］とした場合、Ｘ＝（［Ｆ］＋「Ｋ」）／［Ａｌ2Ｏ3＋ＺｒＯ2］の式で求められるＸが大きいのでスラグの被包性が劣化し、さらに、ビード形状が不良であった。
【００５６】
ワイヤＮｏ．２３は、弗素換算値［Ｆ］、カリ換算値［Ｋ］とした場合、Ｘ＝（［Ｆ］＋「Ｋ」）／［Ａｌ2Ｏ3＋ＺｒＯ2］の式で求められるＸが小さいのでアーク状態が不安定でスパッタ発生量が増加した。さらに、スラグが垂れ、スラグ被包性が劣化した。
【００５７】
ワイヤＮｏ．２４は、金属炭酸塩が含まれているためワイヤ先端から溶滴が離脱する際に爆発を起こし、シールドガスにＡｒ−ＣＯ2を使用しているにもかかわらず、スパッタ発生量が増加した。
【００５８】
ワイヤＮｏ．２５は、フラックス中と外皮中の窒素の合計が多いのでスラグがビードにこびり付き、スラグ剥離性を劣化させた。
【００５９】
ワイヤＮｏ．２６は、ＴｉＯ2量が多いのでスパッタ発生量が増加した。さらに、スラグの流動性が低下しビード形状が不良となるばかりか、ビード表面にテンパーカラーが付き外観も劣化させた。
【００６０】
ワイヤＮｏ．２７は、ＴｉＯ2量が少ないのでアークが不安定となり、スパッタ発生量が増加した。さらに、スラグの被包性および剥離性が悪くなり、ビード形状も不良となった。
【００６１】
ワイヤＮｏ．２８は、ＳｉＯ2量が多いのでスラグが流れやすくビードに均一に被包せず被包性が劣化し、ビード形状が不良となった。さらに、スラグの焼付を生じ、スラグ剥離性が劣化した。
【００６２】
ワイヤＮｏ．２９は、ＳｉＯ2量が少ないのでスラグの流動性が悪く、被包性および剥離性が不十分で、ビード形状が不良となった。
【００６３】
ワイヤＮｏ．３０は、ナトリウム化合物が多いのでスラグがビードにこびり付き剥離性が劣化した。
【００６４】
ワイヤＮｏ．３１は、ナトリウム化合物が少ないのでアーク状態が不安定でスパッタ発生量が増加した。
【００６５】
ワイヤＮｏ．３２は、スラグ剤成分の合計が多いのでスパッタ発生量が増加した。さらに、フラックス充填率が高いのでアーク状態が不安定でスパッタ発生量が増加した。さらに、フラックス充填率が高いのでワイヤ外皮が薄く、伸線加工中に断線が多発し、フラックス入りワイヤの生産能率を著しく低下させた。
【００６６】
ワイヤＮｏ．３３は、ビスマス量が多いのでスラグが垂れビード表面にテンパーカラーが付きビード外観を劣化させた。さらに、溶接ビードのクレータ部に凝固割れを発生した。
【００６７】
ワイヤＮｏ．３４は、ビスマス量が少ないのでスラグ剥離性の効果が得られずスラグ剥離性が劣化した。
【００６８】
【発明の効果】
以上、詳述したように本発明のステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤは、ステンレス鋼の溶接において、高電流条件においても、アークが安定し、スパッタ発生量が少なく、さらにビード形状、スラグの焼付がなく、スラグの被包性および剥離性が優れ、かつ溶着金属性能が良好なステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤとして有益である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  Ｘ値とスパッタ発生量の関係を示す図である。
【図２】  フラックス入りワイヤの断面図である。
【図３】  スパッタ発生量測定方法の説明図で、（ａ）は断面斜視図、（ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１  外皮
２  充填フラックス
３  継ぎ目
４  試験板
５  固定鋼板
６  溶接トーチ
７  フラックス入りワイヤ
８  捕集箱
９  固定器具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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