"鋼製外皮内にフラックスを充填してなる炭酸ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤにおいて、ワイヤ全質量に対する質量で、C:0.03~0.10、Si:0.1~0.4、Mn:1.7~2.8、Mo:0.1~0.3、Ni:0.1~3.0、Mg:0.35~0.65、B:0.0010~0.0100、Ti酸化物のTiO2換算値:4.8~6.5、Si酸化物のSiO2換算値:0.3~0.8、Zr酸化物のZrO2換算値:0.2~0.5、AlのAl2O3換算値及びAl2O3の1種又は2種の合計:0.4~1.2、アルカリ金属化合物のNa2O換算値及びK2O換算値の1種又は2種の合計:0.06~0.20を含有し、弗素化合物のF換算値が0.03以下であり、残部が鉄粉、鉄合金のFe分、鋼製外皮のFe分及び不可避不純物からなることを特徴とする炭酸ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ。ワイヤの全水素量が20ppm以下であることを特徴とする請求項1に記載の炭酸ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ。そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、シールドガスに炭酸ガスを用い、高能率に溶接施工が可能な溶接入熱20~40kJ/cm、パス間温度200~350°Cの溶接施工条件において、全姿勢溶接において溶接作業性が良好であり、さらに590~740MPa級の強度と-40°Cで良好な靭性との溶接金属が得られる炭酸ガスシールドアーク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。本発明の要旨は、鋼製外皮にフラックスを充填してなる炭酸ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤにおいて、ワイヤ全質量に対する質量で、C:0.03~0.10、Si:0.1~0.4、Mn:1.7~2.8、Mo:0.1~0.3、Ni:0.1~3.0、Mg:0.35~0.65、B:0.0010~0.0100、Ti酸化物のTiO2換算値:4.8~6.5、Si酸化物のSiO2換算値:0.3~0.8、Zr酸化物のZrO2換算値:0.2~0.5、AlのAl2O3換算値及びAl2O3の1種又は2種の合計:0.4~1.2、アルカリ金属化合物のNa2O換算値及びK2O換算値の1種又は2種の合計:0.06~0.20を含有し、弗素化合物のF換算値が0.03以下であり、残部が鉄粉、鉄合金のFe分、鋼製外皮のFe分及び不可避不純物からなることを特徴とする。また、ワイヤの全水素量が20ppm以下であることも特徴とする炭酸ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤにある。本発明に係る炭酸ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤによれば、高能率に溶接施工が可能な大入熱及び高パス間温度の溶接施工条件で590~740MPa級高張力鋼を溶接した場合でも、全姿勢溶接においてアークが安定であるとともにスパッタ発生量が少なく、ビード形状及びスラグ剥離性など良好な溶接作業性が得られ、かつ、機械的性能、特に-40°Cでの靭性が良好な溶接金属を得ることが可能となる。本発明者らは、高能率に溶接施工が可能な大入熱及び高パス間温度の溶接施工条件で溶接した場合においても、全姿勢溶接での溶接作業性が良好であるとともに、強度及び低温靭性をはじめとした機械的性能に優れた溶接金属を得るべく、フラックス入りワイヤの成分組成について種々検討を行った。この結果、最大入熱量40kJ/cm、最高パス間温度350°Cで高能率に溶接施工が可能な条件で多層盛溶接した場合において、十分な溶接金属の強度及び低温靭性を確保するためには、ワイヤ中のC、Mn、Moを適正量とすることにより溶接金属の強度を確保し、さらにSiを低く制限し、Mg、Ni、Bを適正量とすることによって良好な溶接金属の強度及び低温靭性が得られることが判明した。また、全姿勢溶接における溶接作業性は、TiO2、SiO2、ZrO2、Al、Al2O3、Na2O及びK2Oを適正量にすると共に、弗素化合物を低減することによって良好になることを見出した。以下、本発明に係るフラックス入りワイヤの成分以下、ワイヤ成分という。と、その組成の限定理由について説明する。なお、各ワイヤ成分は、フラックス入りワイヤの鋼製外皮又はフラックスの少なくとも一方に含有されるものである。以下の説明において、各ワイヤ成分の組成は、各ワイヤ成分の鋼製外皮とフラックスとでの合計質量をワイヤ全質量に対する質量での割合で表すこととし、その質量を表すときには単にと記載して表すこととする。[C:0.03~0.10]Cは、溶接金属の焼入れ性を高め、溶接金属の強度及び低温靭性を確保するうえで重要な元素である。ワイヤ成分のCが0.03未満では、必要な溶接金属の強度及び低温靭性が得られない。一方、ワイヤ成分のCが0.10を超えると、溶接金属の高温割れ感受性が高くなり、クレータ割れ等の高温割れが生じやすくなる。また、溶接金属の強度が過度に高くなり溶接金属の低温靭性がかえって低下する。従って、ワイヤ成分のCは0.03~0.10とする。なお、ワイヤ成分のC源としては、鋼製外皮中のC、フラックス中のC単体、鉄粉及び金属粉中のC等がある。[Si:0.1~0.4]Siは、溶接金属の酸素量を低下させて溶接金属の低温靭性を向上させるうえで重要な元素であるが、大入熱及び高パス間温度での溶接施工条件においては、溶接金属中のSiが過多であると、再熱部においてマルテンサイトと残留オーステナイトの混合組織以下、MAという。の生成が促進され、かえって溶接金属の低温靭性が低下してしまう。しかしながら、ワイヤ成分のSiが0.4以下であれば、-40°Cにおける靭性について許容できる範囲となる。一方、ワイヤ成分のSiが0.1未満では、脱酸効果が不足するためブローホール等の気孔欠陥が発生する。従って、ワイヤ成分のSiは0.1~0.4とする。なお、ワイヤ成分のSi源としては、鋼製外皮中のSi、フラックス中のFe-Si、Fe-Si-Mnのような合金中のSi等がある。[Mn:1.7~2.8]Mnは、溶接金属の酸素量を下げて必要な溶接金属の低温靭性を得ると共に、溶接金属の焼き入れ性を高めて溶接金属の強度を確保する上で重要な元素である。ワイヤ成分のMnが1.7未満であると、大入熱及び高パス間温度の溶接施工条件の下ではMnによる充分な効果が得られず、溶接金属の強度及び低温靭性の低下を招く。ワイヤ成分のMnが2.8を超えると、溶接金属の強度が過度に高くなり溶接金属の低温靭性がかえって低下する。従って、ワイヤ成分のMnは1.7~2.8とする。ワイヤ成分のMn源としては、鋼製外皮中のMn、フラックス中の金属Mn、Fe-Mn、Fe-Si-Mnのような合金中のMn等がある。[Mo:0.1~0.3]Moは、Mnと同様に微量添加で溶接金属の焼入れ性を高める元素であり、特に、大入熱及び高パス間温度の溶接施工条件の下で強度を確保するために必須となる元素である。ワイヤ成分のMoが0.1未満であると、必要な溶接金属の強度が得られず溶接金属の低温靭性も低下する。一方、ワイヤ成分のMoが0.3を超えると、溶接金属の強度が高くなりすぎ溶接金属の低温靭性がかえって低下する。従って、ワイヤ成分のMoは0.1~0.3とする。なお、ワイヤ成分のMo源としては、金属Mo、Fe-Moのような合金中のMo等がある。[Ni:0.1~3.0]Niは、溶接金属の強度及び低温靭性を向上させる効果がある。ワイヤ成分のNiが0.1未満では、その効果が不十分となり、溶接金属の強度及び低温靭性の低下を招く。ワイヤ成分のNiが3.0を超えると、溶接金属の強度が過度に上昇し溶接金属の低温靭性がかえって低下する。従って、ワイヤ成分のNiは0.1~3.0とする。なお、ワイヤ成分のNi源としては、金属Ni、Ni-Mgのような合金中のNi等がある。[Mg:0.35~0.65]Mgは、強脱酸剤として溶接金属の酸素を低減することにより溶接金属の低温靭性を向上させる効果がある。特に、大入熱及び高パス間温度の溶接施工条件では、溶融プールが大きくなって他の脱酸剤C、Si、Mnの消耗が多いため、主にMgで脱酸して溶接金属の低温靭性を確保する。ワイヤ成分のMgが0.35未満であると、溶接金属の酸素が多くなって溶接金属の低温靭性が低下する。一方、ワイヤ成分のMgが0.65を超えると、スパッタ発生量が多くなる。従って、ワイヤ成分のMgは0.35~0.65とする。なお、ワイヤ成分のMg源としては、金属Mg、Al-Mg、Ni-Mgのような合金中のMg等がある。[B:0.0010~0.0100]Bは、微量の添加により溶接金属の焼入れ性を高めて、溶接金属の低温靭性を向上させる効果がある。ワイヤ成分のBが0.0010未満では、その効果が不十分となり、溶接金属の低温靭性の低下を招く。ワイヤ成分のBが0.0100を超えると、溶接金属の高温割れ感受性が高くなり、クレータ割れ等の高温割れが生じやすくなる。また、溶接金属の強度が過大となり溶接金属の低温靭性がかえって低下する。従って、ワイヤ成分のBは0.0010~0.0100とする。なお、Bの効果は、金属単体、合金又は酸化物による何れでも発揮することができるため、フラックスに添加する場合の形態は自由である。[Ti酸化物のTiO2換算値:4.8~6.5]ルチール、チタンスラグ等のTi酸化物は、アーク安定剤であるとともにビード形状を良好にする効果がある。また、Ti酸化物は、溶融スラグの粘性と融点を適度なものとすることにより、立向上進溶接で溶融メタルが垂れるのを防止する効果がある。さらに、Ti酸化物は、一部がTi酸化物として溶接金属に歩留り、溶接金属のミクロ組織を微細化して溶接金属の低温靭性を向上させる効果がある。Ti酸化物のTiO2換算値が4.8未満であると、アークが不安定となりスパッタ発生量が多くなるとともに、ビード形状も不良となる。また、立向上進溶接で溶融メタルが垂れるようになる。一方、Ti酸化物のTiO2換算値が6.5を超えると、アークが安定してスパッタ発生量も少なくなるが、多層盛溶接でスラグ量が多くなり、スラグ剥離性が不良となる。また、溶接金属へのTi酸化物の歩留りが過剰になり、非金属介在物が多くなって溶接金属の低温靭性が低下する。従って、Ti酸化物のTiO2換算値は4.8~6.5とする。[Si酸化物のSiO2換算値:0.3~0.8]珪砂やジルコンサンド、珪酸ソーダ等のSi酸化物は、大入熱及び高パス間温度の溶接施工条件においても溶融スラグの粘性を高め、特に、立向上進溶接でメタル垂れが発生するのを防止してビード形状を平滑にする効果がある。Si酸化物のSiO2換算値が0.3未満であると、溶融スラグの粘性が低くなり、立向上進溶接でメタル垂れが発生し易くなることにより、ビード形状が凸形となり平滑なビード形状が得られない。一方、0.8を超えると、溶接金属中のMA生成が促進され、溶接金属の低温靭性が低下する。従って、Si酸化物のSiO2換算値は0.3~0.8とする。[Zr酸化物のZrO2換算値:0.2~0.5]ジルコンサンド、酸化ジルコン等のZr酸化物は、溶融スラグの凝固温度を高くして立向上進溶接で溶融メタルを垂れにくくする効果がある。Zr酸化物のZrO2換算値が0.2未満であると、立向上進溶接で溶融メタルが垂れ易くなることにより、ビード形状が凸形となり平滑なビード形状が得られない。一方、0.5を超えると、スラグ巻込みが発生し易くなる。従って、Zr酸化物のZrO2換算値は0.2~0.5とする。[AlのAl2O3換算値及びAl2O3の1種又は2種の合計:0.4~1.2]Alは、酸化物となって、Al2O3とともに溶融スラグの粘性及び凝固点を調整することによって、スラグ被包性を高めてビード形状を良好にする効果がある。AlのAl2O3換算値及びAl2O3の1種又は2種の合計が0.4未満であると、立向上進溶接で溶融メタルが垂れ易くなることによりビード形状が凸形となり、平滑なビード形状が得られない。一方、1.2を超えると、溶接金属中に非金属介在物として残留して溶接金属の低温靭性が低下する。従って、AlのAl2O3換算値及びAl2O3の1種又は2種の合計は0.4~1.2とする。なお、ワイヤ成分のAl源としては、金属Al、Fe-Alのような合金中のAl等がある。[アルカリ金属化合物のNa2O換算値及びK2O換算値の1種又は2種の合計:0.06~0.20]カリ長石、珪酸ソーダや珪酸カリからなる水ガラスの固質成分、弗化ソーダや珪弗化カリ等の弗素化合物からのNa及びKは、アーク安定剤及びスラグ形成剤として作用する。アルカリ金属化合物のNa2O換算値及びK2O換算値の1種又は2種の合計が0.06未満であると、アークが不安定となりスパッタ発生量が多くなると共に、ビード外観が劣化する。一方、0.20を超えると、スラグ剥離性が不良となる。また、立向上進溶接で溶融メタルが垂れやすくなる。従って、アルカリ金属化合物のNa2O換算値及びK2O換算値の1種又は2種の合計は0.06~0.20とする。[弗素化合物のF換算値:0.03以下]弗化ソーダや珪弗化カリ等の弗素化合物は、アークの指向性を高めて安定した溶融プールを形成する効果があるが、大入熱及び高パス間温度の溶接施工条件においては、弗素化合物のF換算値が0.03超であると、スパッタ発生量が多くなる。従って、弗素化合物のF換算値は0.03以下とする。[全水素量:20ppm以下]ワイヤ中の水素は、溶接金属の拡散性水素源となるので、耐低温割れ性を高める観点からできるだけ低減することが好ましい。ワイヤ中の全水素量が20ppmを超えると、拡散性水素量JISZ3118が4ml/100gを超えるので、多層盛溶接をした場合に低温割れ感受性が高まり、低温割れの可能性が大きくなる。従って、ワイヤ中の全水素量は20ppm以下とすることが好ましい。なお、ワイヤ中の全水素量は、不活性ガス融解熱伝導度法等により測定することができる。また、拡散性水素量は、JISZ3118に記載の方法により測定することができる。なお、本発明に係る炭酸ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤのその他の成分は、成分調整のために添加した鉄粉、鋼製外皮のFe分、鉄合金Fe-Si、Fe-Mn等のFe分及び不可避不純物である。また、本発明に係る炭酸ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤは、鋼製外皮をパイプ状に成形し、その内部にフラックスを充填した構造である。本発明に係るフラックス入りワイヤの種類としては、鋼製外皮に継ぎ目が無いワイヤと、鋼製外皮に継ぎ目を有するワイヤとに大別できる。鋼製外皮に継ぎ目がないワイヤは、例えば、予め管状に成形されたパイプ内に開口部から粉状のフラックスを充填し、所定の断面寸法まで伸線加工するか、鋼製フープを管状に湾曲成形しながら内部に粉状のフラックスを充填し、次いで合わせ目を溶接してから所定の断面寸法まで伸線加工して製造される。鋼製外皮に継ぎ目があるワイヤは、例えば、鋼製フープを管状に湾曲成形しながら内部に粉状のフラックスを充填し、次いで所定の断面寸法まで伸線加工して製造される。本発明においては、何れの断面構造のワイヤを採用してもよい。なお、鋼製外皮に貫通した継ぎ目の無いワイヤは、ワイヤの全水素量を低減することを目的として、650~1000°Cの温度域で焼鈍する熱処理が可能であるうえ、製造後の吸湿がないことから、拡散性水素量を低減して耐低温割れ性の向上を容易に実現できるので、より好ましい。鋼製外皮に継ぎ目を有するワイヤは、耐低温割れ性の向上を図る場合、水素含有量の低いフラックスの選定が必要である。また、本発明に係るガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤは、シールドガスとして炭酸ガスを使用するガスシールドアーク溶接に用いられる。これは、炭酸ガスがアルゴンを主成分とする混合ガスより安価であることと、大入熱溶接においてアルゴンを主成分とする混合ガスよりシールド性の確保が容易であるという利点があるためである。以下、本発明の効果を実施例により具体的に説明する。実施例では、まず、JISG3141に記載のSPCCを鋼製外皮として使用して、下記の表1に示すワイヤNo.1~25の成分組成のフラックス入りワイヤを試作した。各試作ワイヤのワイヤ径は1.4mmとした。ワイヤNo.23~25を除く各試作ワイヤは、伸線加工の途中で650~800°Cの温度域で焼鈍を実施した。このうち、鋼製外皮に継ぎ目を有するワイヤNo.4,5及び21は、Ar雰囲気中で焼鈍した後、ワイヤ製造後にビニール製の袋に封入して溶接時まで保管した。また、ワイヤNo.23~25は、焼鈍及びビニール製の袋への封入は実施しなかった。鋼製外皮に継ぎ目の無いワイヤは、ワイヤ表面に銅めっきを施した。なお、表1において、フラックス入りワイヤの成分組成が本発明において規定した範囲外であるものについては下線を付すこととした。各試作ワイヤは、その各試作ワイヤを実際に用いて、高能率に溶接施工が可能な溶接入熱35~40kJ/cm、パス間温度200~350°Cの溶接施工条件の下で立向上進多層溶接を行った時の溶接作業性と、溶接後に得られる溶接金属の機械的性能及び拡散性水素量を調査した。また、各試作ワイヤは、溶接金属の耐低温割れ性を調査するため、後述の溶接割れ試験を行なった。立向上進多層溶接は、板厚25mmの建築構造用鋼であり引張強さが590MPa級の鋼SA440Bを試験体として用い、その試験体について開先角度35度、ルート間隔7mmとしたうえで裏当てを配置した条件として、下記の表2に示す溶接条件の下で、試験体を各試作ワイヤによりガスシールドアーク溶接することにより行った。立向上進多層溶接では、アークの安定性、スパッタの発生状態、ビード形状及びスラグ剥離性を調査して、その調査結果に基づき各試作ワイヤを評価した。立向上進多層溶接により得られた溶接金属は、溶接金属の板厚中央部から引張試験片JISZ224110号及びシャルピー衝撃試験片JISZ2242Vノッチ試験片を採取して、それぞれJISZ2241に記載の方法及びJISZ2242に記載の方法に準拠して引張試験及びシャルピー衝撃試験を行ない、その試験結果に基づき各試作ワイヤを評価した。このとき、シャルピー衝撃試験は、試験温度を-40°Cとして各試作ワイヤにつき三回分の試験を行ない、各試験により得られた吸収エネルギーの平均値を求めることとした。引張強さは590~740MPaの範囲内、吸収エネルギーの平均値は70J以上を合格とした。拡散性水素量は、JISZ3118に記載の方法に準拠して測定した。拡散性水素量は4ml/100g以下を良好とした。ワイヤの全水素量は、株堀場製作所製の水素分析装置EMGA-621を用いて測定した。溶接割れ試験は、JISZ3157のU形溶接割れ試験方法に準拠して行うこととし、板厚35mmの建築構造用鋼であり引張強さが590MPa級の鋼SA440Bを試験体として試験板を製作し、下記の表3に示す溶接条件の下で試験板の開先を各試験ワイヤによりガスシールドアーク溶接し、溶接後48時間経過した試験体について、表面割れ及び断面割れ5断面の発生有無を浸透探傷試験JISZ2343により調査することで行なった。以上の試験結果を表4にまとめて示す。なお、表4において、評価対象とした数値が合格又は良好でないものについては下線を付すこととした。表1及び表4中のワイヤNo.1~10が本発明例、ワイヤNo.11~25は比較例である。本発明例であるワイヤNo.1~10は、フラックス入りワイヤの成分組成が本発明において規定した条件を満足しているので、アークが安定であり、スパッタ発生量が少なく、ビードの垂れがなく、ビード形状及びスラグ剥離性が良好であり、溶接金属の引張強さ及び吸収エネルギーが目標とする性能を満足した。また、ワイヤNo.1~10は、ワイヤ中の全水素量が本発明において規定した条件を満足しているので、拡散性水素量が少なく、U形溶接割れ試験で割れが発生しないなど、極めて満足な結果であった。これに対して、比較例であるワイヤNo.11は、Cが少ないので溶接金属の引張強さが低く、溶接金属の吸収エネルギーも低値であった。また、SiO2換算値が少ないので、メタル垂れが発生してビード形状が凸ビードとなった。ワイヤNo.12は、Cが多いのでクレータ部に割れが発生し、溶接金属の引張強さが高く、溶接金属の吸収エネルギーが低値であった。また、TiO2換算値が少ないので、アークが不安定となりスパッタの発生量が多く、メタル垂れが発生してビード形状が凸ビードとなった。ワイヤNo.13は、Siが少ないので、溶接金属の脱酸が不十分となりブローホールが発生した。また、AlのAl2O3換算値及びAl2O3の合計が多いので、溶接金属の吸収エネルギーが低値であった。ワイヤNo.14は、Siが多いので、溶接金属の吸収エネルギーが低値であった。また、ZrO2換算値が多いので、スラグ巻込みが発生した。ワイヤNo.15は、Mnが少ないので、溶接金属の引張強さが低かった。また、Mgが少ないので、溶接金属の酸素量が高くなり吸収エネルギーが低値であった。ワイヤNo.16は、Mnが多いので、溶接金属の引張強さが高く、溶接金属の吸収エネルギーが低値であった。また、ZrO2換算値が少ないので、メタル垂れが発生してビード形状が凸ビードとなった。ワイヤNo.17は、Moが少ないので、溶接金属の引張強さが低く、溶接金属の吸収エネルギーも低値であった。また、AlのAl2O3換算値が低いので、メタル垂れが発生してビード形状が凸ビードになった。ワイヤNo.18は、Moが多いので、溶接金属の引張強さが高く、溶接金属の吸収エネルギーが低値であった。また、ワイヤ中の全水素量が高いので、拡散性水素量が多く、U形溶接割れ試験で低温割れが発生した。ワイヤNo.19は、Niが少ないので溶接金属の吸収エネルギーが低値であった。また、K2O換算値が少ないので、アークが不安定となりスパッタ発生量が多く、ビード外観も不良であった。ワイヤNo.20は、Niが多いので、溶接金属の引張強さが高く、溶接金属の吸収エネルギーが低値であった。また、ワイヤ中の全水素量が高いので、拡散性水素量が多く、U形溶接割れ試験で低温割れが発生した。ワイヤNo.21は、Mgが多いので、スパッタ発生量が多かった。また、Na2O換算値及びK2O換算値の合計が多いので、スラグ剥離性が不良であり、メタル垂れが発生してビード形状が凸ビードになった。ワイヤNo.22は、Bが少ないので、溶接金属の吸収エネルギーが低値であった。また、F換算値が多いので、スパッタ発生量が多かった。ワイヤNo.23は、Bが多いので、クレータ割れが生じ、溶接金属の強度が高く、溶接金属の吸収エネルギーが低値であった。また、ワイヤ中の全水素量が高いので、拡散性水素量が多く、U形溶接割れ試験で低温割れが発生した。ワイヤNo.24は、TiO2換算値が多いのでスラグ剥離性が不良であり、溶接金属の吸収エネルギーも低値であった。また、ワイヤ中の全水素量が高いので、拡散性水素量が多く、U形溶接割れ試験で低温割れが発生した。ワイヤNo.25は、SiO2換算値が多いので、溶接金属の吸収エネルギーが低値であった。また、ワイヤ中の全水素量が高いので、拡散性水素量が多く、U形溶接割れ試験で低温割れが発生した。"