"炭素鋼外皮内にフラックスが充填された炭素鋼溶接用フラックス入り溶接ワイヤであって、ワイヤ全質量あたり、C:0.02~0.15質量、Si:0.30~1.50質量、Mn:0.70~2.30質量、S:0.010~0.100質量、Ti:0.01~0.18質量、を含有すると共に、P:0.030質量以下、Cr:0.15質量以下、に規制され、フラックス率が10.0~30.0質量であり、前記フラックス中のS含有量が0.030~0.600質量であり、フラックス中のS含有量質量を[Sf]、外皮中のS含有量質量を[Sh]としたとき、[Sf]>[Sh]0.010であり、純Arをシールドガスとしたアーク溶接に使用されるフラックス入り溶接ワイヤ。フラックス中のS含有量が0.060~0.350質量であることを特徴とする請求項1に記載のフラックス入り溶接ワイヤ。外皮が炭素鋼からなり、ワイヤ全質量あたり、C:0.02~0.15質量、Si:0.30~1.50質量、Mn:0.70~2.30質量、S:0.010~0.100質量、Ti:0.01~0.18質量を含有すると共に、P:0.030質量以下、Cr:0.15質量以下に規制され、フラックス率が10.0~30.0質量で、前記フラックス中のS含有量が0.030~0.600質量であり、フラックス中のS含有量質量を[Sf]、外皮中のS含有量質量を[Sh]としたとき、[Sf]>[Sh]0.010であるフラックス入り溶接ワイヤを使用し、純Arガスをシールドガスとし、ピーク電流が340~540A、ピーク電流期間が0.7~2.5msのパルス電流を溶接電流として、炭素鋼をアーク溶接するアーク溶接方法。しかしながら、前述した従来の技術では、優れたビード外観は得られないという問題点がある。具体的には、特許文献1に記載の技術は、酸化性ガスを含むMAG溶接であるため、スラグの発生をなくすことはできず、また、発生したスラグは、凝集するだけでビード表面に点在することになるため、ビード外観の改善は見込めない。また、特許文献1に記載されている溶接ワイヤは、ソリッドワイヤであるため、前述したように、ローテーティング移行により純Arガス中での溶接は困難である。一方、特許文献2に記載の溶接方法では、フラックス入り溶接ワイヤを使用しているが、この技術は、ソリッドワイヤと同等までスラグ発生量を抑えているに過ぎず、スラグの発生そのものを回避することはできていない。また、特許文献2に記載されているフラックス入り溶接ワイヤは、ワイヤ中のC量が多く、継手の強度が高くなり過ぎるため、一般炭素鋼には不向きである。これに対して、特許文献3に記載の技術では、スラグの発生を抑制することができるが、鋼板表面の酸化物などに由来した酸化皮膜がビード表面に分散して形成されることが多く、外観上問題がある。また、特許文献3に記載されているフラックス入り溶接ワイヤは、グラファイトを多量に含有しているため、溶接金属部の強度が高く、780MPa級高張力鋼板以上の鋼板には適するが、一般炭素鋼軟鋼~590MPa級用としては、強度が高すぎて不向きである。そこで、本発明は、炭素鋼のアーク溶接において、優れたビード外観が得られる炭素鋼用フラックス入り溶接ワイヤ及びアーク溶接方法を提供することを主目的とする。本発明者等は、前述した課題を解決するため、鋭意実験検討を行った結果、以下に示す知見を得た。純Arシールドガスで溶接するには、溶滴移行の形態から、ソリッドワイヤではなく、フラックス入り溶接ワイヤを使用する必要がある。また、前述した特許文献3に記載の技術では、高温で安定なグラファイトをアーク発生源として使用しているが、炭素鋼などの軟鋼を溶接する場合、溶接部が強度過多になるため、グラファイトは使えない。そこで、本発明者等は、溶接部の強度過多を解消し、かつ、アークを安定させるための手段について検討した。具体的には、外皮とフラックスの融点を変え、これらの溶融時期をずらすことができる材料について検討を行い、グラファイトの代わりに特定量のSをフラックスに添加することで、外皮とフラックスの溶融時期に差をつけられることを見出した。即ち、ワイヤ全体にSを均等に添加するのではなく、フラックスのみにSを添加し、フラックスと外皮とでS含有量が異なるようにする。Sは融点が低いため、このような構成にすることにより、フラックスを外皮よりも先に溶融させることが可能となる。Sは、高温割れの原因となる元素であるため、通常は積極的に添加することはない。しかしながら、割れが発生する可能性が低い量に抑えて添加することにより、継手強度を大きく変えずに、溶滴を安定させることができる。更に、Sには、溶融池対流を変化させて表層に通常と逆向きの流れを作りだして、酸化皮膜をクレータに集める作用もあるという知見を得た。そして、このような知見に基づいてSの添加量を制御し、ワイヤ成分を特定の範囲に調整したフラックス入り溶接ワイヤを使用することで、炭素鋼などの軟鋼においてもTIG溶接のように作業能率を犠牲にすることなく、純ArガスでのMIG溶接が可能となることを見出し、本発明に至った。即ち、本発明に係る炭素鋼用フラックス入り溶接ワイヤは、炭素鋼外皮内にフラックスが充填された炭素鋼溶接用フラックス入り溶接ワイヤであって、ワイヤ全質量あたり、C:0.02~0.15質量、Si:0.30~1.50質量、Mn:0.70~2.30質量、S:0.010~0.100質量、Ti:0.01~0.18質量、を含有すると共に、P:0.030質量以下、Cr:0.15質量以下に規制され、フラックス率が10.0~30.0質量であり、前記フラックス中のS含有量が0.030~0.600質量であり、フラックス中のS含有量質量を[Sf]、外皮中のS含有量質量を[Sh]としたとき、[Sf]>[Sh]0.010であり、純Arをシールドガスとしたアーク溶接に使用されるものである。本発明においては、ワイヤ成分を特定の範囲にしているため、溶融池の粘性と表面張力が低下し、溶融池表面に通常と逆のアークを追いかける対流を生じる。これにより、溶融池表面に浮上している酸化皮膜をクレータ部まで集める効果が発現し、ビード外観が向上する。このフラックス入り溶接ワイヤでは、フラックス中のS含有量を0.060~0.350質量としてもよい。本発明に係るアーク溶接方法は、外皮が炭素鋼からなり、ワイヤ全質量あたり、C:0.02~0.15質量、Si:0.30~1.50質量、Mn:0.70~2.30質量、S:0.010~0.100質量、Ti:0.01~0.18質量を含有すると共に、P:0.030質量以下、Cr:0.15質量以下に規制され、フラックス率が10.0~30.0質量で、前記フラックス中のS含有量が0.030~0.600質量であり、フラックス中のS含有量質量を[Sf]、外皮中のS含有量質量を[Sh]としたとき、[Sf]>[Sh]0.010であるフラックス入り溶接ワイヤを使用し、純Arガスをシールドガスとし、ピーク電流が340~540A、ピーク電流期間が0.7~2.5msミリ秒のパルス電流を溶接電流として、炭素鋼をアーク溶接する。本発明においては、シールドガスを純Arガスとしているため、スラグの発生が抑制される。また、Sが添加されたフラックスを使用しているため、ビード表面の酸化皮膜がクレータ部に集約し、ビード外観が向上する。このフラックス入り溶接ワイヤと純Arシールドガスとの組み合わせにより、フラックスにグラファイトを添加しなくても安定した溶接が可能となる。更に、パルス電流の溶接を適用すると、従来のソリッドワイヤよりもスパッタ発生量が低減し、作業環境が改善される。本発明によれば、特定組成のフラックス入り溶接ワイヤを使用しているため、純Arシールドガスで炭素鋼をアーク溶接しても、優れたビード外観を得ることができる。以下、本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。第1の実施形態先ず、本発明の第1の実施形態に係るフラックス入り溶接ワイヤについて説明する。本実施形態のフラックス入り溶接ワイヤは、純Arをシールドガスとしたアーク溶接に使用されるものであり、炭素鋼外皮内にフラックスが充填された構成となっている。そして、本実施形態のフラックス入り溶接ワイヤでは、外皮及びフラックスからなるワイヤ全体で、C、Si、Mn、S及びTiを特定量含有すると共に、P及びCrの含有量を特定量以下に規制している。また、本実施形態のフラックス入り溶接ワイヤは、フラックス率が10.0~30.0質量、フラックス中のS含有量が0.030~0.600質量であり、かつ、フラックス中のS含有量質量を[Sf]、外皮中のS含有量質量を[Sh]としたとき、下記数式1を満たすものである。[C:0.02~0.15質量]Cは、溶接金属の強度に影響を及ぼすため、一般炭素鋼に適したある程度の量が含有されている必要がある。具体的には、ワイヤ全質量あたり、C含有量が0.02質量未満の場合、十分な強度が確保できない。一方、C含有量が0.15質量を超えると、純Arガスをシールドガスに使用しても、スパッタが多発する。よって、C含有量は、ワイヤ全質量あたり0.02~0.15質量とする。なお、本実施形態のフラックス入り溶接ワイヤにおいては、積極的にC源を添加する必要はなく、外皮を構成する鋼板や、フェロシリコン及びフェロマンガンなどのフラックス中に含まれているCを調整することで、前述した範囲にすることが可能である。[Si:0.30~1.50質量]本実施形態のフラックス入り溶接ワイヤは、純Arシールドガスを使用したアーク溶接に使用されるため、脱酸素剤としてSiを添加する必要はない。しかし、炭素鋼に適した強度確保及びビード止端のなじみ改善の観点から、Siはある程度添加する必要がある。具体的には、ワイヤ全質量あたり、Si含有量が0.30質量未満の場合、ビードのなじみ改善効果が得られない。一方、Si含有量が1.50質量を超えると、溶接部の硬度などが高くなりすぎて、健全性が損なわれる。よって、Si含有量は、ワイヤ全質量あたり0.30~1.50質量とする。なお、Si含有量は、母材とのバランスの観点から、0.50質量以上とすることが好ましい。また、溶融池の粘性の上昇を抑え、後述するSの添加による酸化皮膜を凝集する効果を安定して得るためには、Si含有量を1.20質量以下にすることが好ましい。[Mn:0.70~2.30質量]本実施形態のフラックス入り溶接ワイヤは、純Arシールドガスを使用したアーク溶接に使用されるため、脱酸素剤としてMnを添加する必要はないが、強度確保の観点から、Mnを添加する。ただし、Mn含有量が、ワイヤ全質量あたり0.70質量未満の場合、溶接金属が脆化するため、溶接部の健全性が損なわれる。一方、Mn含有量が2.30質量を超えると、粘性が上がりすぎてしまい、後述するSの添加による効果が低下する。よって、Mn含有量は、ワイヤ全質量あたり0.70~2.30質量とする。なお、Mn含有量は1.00質量以上とすることが好ましく、これによりビード形状を改善することができる。また、Mn含有量が2.10質量を超えると、MnとSとが反応して硫化物を形成し、Sの添加効果が低下することがあるため、Mn含有量は2.10質量以下とすることが好ましい。[S:0.010~0.100質量]Sは、本実施形態のフラックス入り溶接ワイヤにおいて、重要な元素である。具体的には、Sには、溶融池の粘性及び表面張力を低下させて溶融池の対流を変化させ、アークを追いかけるような前向きの流れを表層に作り出し、表面の酸化皮膜をクレータ部まで集める効果がある。ただし、S含有量がワイヤ全質量あたり0.010質量未満の場合、この効果が発現しない。一方、Sを過剰に添加すると、具体的には、S含有量が0.100質量を超えると、高温割れの危険性が高まり、他の元素調整によっても高温割れを防止できなくなる。よって、S含有量は、ワイヤ全質量あたり0.010~0.100質量とする。なお、S含有量は、ワイヤ全質量あたり0.015~0.060質量とすることが好ましく、これにより、高温割れの発生を抑制しつつ、前述した効果を十分に発現させることができる。また、Sは、低融点元素であるため、主にフラックス中に添加することで、フラックスの融点を下げて、その溶融時期を外皮からずらすことができる。これにより、ワイヤ断面が段階的に溶融するようになるため、過剰に長い溶滴を呈する不安定なストリーミング移行を防止して、純Arシールドガス中でも安定して溶接することが可能となる。そこで、本実施形態のフラックス入り溶接ワイヤでは、前述したワイヤ全体の含有量に加えて、フラックス中のS含有量も規定する。具体的には、フラックス中のS含有量を、0.030~0.600質量とする。ここで、フラックス中のS含有量が0.030質量未満の場合、溶融池の対流を変化させる作用が弱く、酸化皮膜をクレータ部に集める効果が不十分となるため、定常部に酸化皮膜が残り、ビード外観の劣化を招く。一方、フラックス中のS含有量が0.600質量を超えると、高温割れが発生する虞がある。なお、フラックス中のS含有量は、0.060~0.350質量であることが好ましく、これにより、高温割れのリスクを低減しつつ、対流変化効果を発現させることができる。更に、フラックスを外皮よりも先に溶融させるためには、フラックス中のS成分が外皮中のS成分より十分に多い必要がある。そこで、本実施形態のフラックス入り溶接ワイヤにおいては、フラックス中のS含有量[Sf]質量と、外皮中のS含有量[Sh]質量との関係が、数式1を満たすようにしている。[Ti:0.01~0.18質量]Tiは、表面張力及び粘性を上昇させる作用があるが、特定量添加すると、溶滴のふらつきが減少してアークが安定する。具体的には、Ti含有量が、ワイヤ全質量あたり0.01質量未満の場合この効果が発現せず、また、0.18質量を超えて過剰に添加すると割れが発生したり、逆にアークが不安定になったりする。よって、Ti含有量は、ワイヤ全質量あたり0.01~0.18質量とする。なお、Ti含有量は0.02~0.09質量であることが好ましく、これにより、アークの安定性を更に向上させることができる。[P:0.030質量以下]Pは、耐高温割れ性を劣化させるため、極力低下させることが好ましく、あえて添加する必要はない。そこで、本実施形態のフラックス入り溶接ワイヤにおいては、工業的生産性の観点から、P含有量を、ワイヤ全質量あたり0.030質量以下に規制する。[Cr:0.15質量以下]Crは、Tiと同様に、表面張力と粘性を上げる作用があるため、ワイヤにCrが含有されていると、Sの添加効果が低減する虞がある。従って、Crは積極的に添加する必要はなく、本実施形態のフラックス入り溶接ワイヤにおいては、Cr含有量を、ワイヤ全質量あたり0.15質量以下に規制する。[残部]本実施形態のフラックス入り溶接ワイヤの成分組成における残部は、Fe及び不可避的不純物である。なお、本実施形態のフラックス入り溶接ワイヤは、前述した各成分に加えて、通常のフラックス入り溶接ワイヤに含まれる脱酸素剤及び弗化物などを含有していてもよい。[フラックス率:10.0~30.0質量]フラックス率が特定の範囲内にないと、前述したフラックスと外皮の溶融時期をずらして、溶滴を安定移行させる機構がうまく働かず、アーク不安定やスパッタ増加に繋がる。具体的には、フラックス率が10.0質量に満たないと、ワイヤ断面積に占める外皮の断面積が多く、フラックスよりも後に溶ける外皮の量が多くなるため、溶滴が大きくなってスパッタが増加する。一方、フラックス率が30.0質量を超えると、外皮の断面積が少なくなるため、外皮の電気抵抗が高くなり、溶融しやすくなる。その結果、フラックスと外皮の溶融時期をずらす効果が薄れ、溶滴移行が不安定になる。よって、フラックス率は10.0~30.0質量とする。なお、本実施形態のフラックス入り溶接ワイヤにおけるワイヤ断面形状、ワイヤ径などの条件は、特に限定されるものではなく、用途や溶接条件などに応じて、適宜選択することができる。以上詳述したように、本実施形態のフラックス入り溶接ワイヤでは、ワイヤ成分を前述した範囲にしているため、TIG溶接のように作業能率を犠牲にすることなく、純ArガスでのMIG溶接が可能である。そして、純Arをシールドガスとして用いることで、スラグの発生を抑えることができる。また、本実施形態のフラックス入り溶接ワイヤでは、フラックス中に特定量のSが添加されているため、従来の溶接法では相対的に大きかったアーク力による溶融池の流動を抑制すると共に、温度バランスの不均一によって発生する対流の方向を変化させ、ビード表面に発生した酸化皮膜を、クレータ部に集約することができる。これにより、定常部のビード外観が著しく向上する。このように、ビード外観を改善するために酸化皮膜をクレータ部に凝集させる技術は、従来、存在しなかったものである。更に、Sは低融点材料であり、このSをフラックスに添加することで、本実施形態のフラックス入り溶接ワイヤは、外皮とフラックスの溶融時期をずらし、段階的に溶融する設計としている。このため、一度に溶融して不安定なストリーミング移行となることがない。その結果、前述した特許文献3に記載の技術のようにフラックスにグラファイトを添加しなくても、安定した溶接が可能となる。第2の実施形態次に、本発明の第2の実施形態に係るアーク溶接方法について説明する。本実施形態のアーク溶接方法においては、前述した第1の実施形態のフラックス入り溶接ワイヤを使用し、純Arシールドガスで、炭素鋼をアーク溶接する。その際、ピーク電流が340~540A、ピーク電流期間が0.7~2.5msミリ秒のパルス電流を溶接電流とする。ここで、溶接電流をパルス電流にしている理由は、作業性とビード外観、具体的にはスパッタ低減のためである。ただし、ピーク電流が340A未満の場合、ピーク期間中に溶滴離脱が完了しないため、落下時に次のピークがきてスパッタが増加する。一方、ピーク電流が540Aを超えると、溶滴が大きくなりすぎて、スパッタが増加する。また、ピーク電流期間が0.7ms未満の場合、離脱前にピークが終わり、落下時に次のピークがきて、スパッタが増加する。一方、ピーク電流期間が2.5msを超えると、離脱後もピークがあるため、スパッタが増加する。よって、パルスのピーク電流は340~540A、ピーク電流期間は0.7~2.5msとする。本実施形態のアーク溶接方法では、シールドガスに純Arを使用しているため、スラグの発生を抑制することができる。また、純Arシールドガスと併せて、前述した第1の実施形態のフラックス入り溶接ワイヤを使用しているため、フラックスにグラファイトを添加しなくても、安定した溶接が可能となる。更に、第1の実施形態のフラックス入り溶接ワイヤには、フラックス中にSが添加されているため、ビード表面の酸化皮膜がクレータ部に集約され、優れたビード外観が得られる。以下、本発明の実施例及び比較例を挙げて、本発明の効果について具体的に説明する。第1実施例先ず、本発明の第1の実施形態に対応する第1実施例として、ワイヤ組成及びシールドガスを変えて、炭素鋼をアーク溶接し、ビード外観及びスパッタ量について評価した。その際、母材には、炭素鋼であるSS400を黒皮をグラインダ除去して使用し、溶接条件は、ビードオン、突き出し長さExt15mm、溶接速度:60cm/min、ワイヤ供給速度:10m/min、ガス流量:25L/minとした。また、溶接電流及び溶接電圧は、純Arシールドガスフラックス入り溶接ワイヤ:260A-23V、純Arシールドガスソリッドワイヤ:280A-23V、ArCO2混合シールドガスフラックス入り溶接ワイヤ:280A-28V、ArCO2混合シールドガスソリッドワイヤ:290A-28Vとした。更に、溶接電流は、パルス電流とし、そのピーク電流を450A、ピーク期間を1.2msとした。<評価>図1a及びbはビード外観の評価基準を示す図である。ビード外観の評価は、図1aに示すように酸化皮膜4又はスラグが溶接ビード1の定常部金属地肌3に3箇所以上点在していた場合は×、図1bに示すように酸化皮膜4やスラグがない場合又は終端に集まっていた場合を○とした。なお、クレータ部2の酸化皮膜4は、ビード外観に影響することがないため、評価対象から除外した。また、スパッタ量の評価は、0.6g/min以下の場合を○、0.6g/minを超えた場合を×とした。なお、本発明の範囲内で作製したフラックス入り溶接ワイヤを純Arシールドガスを使用し、パルス電流を使用せずにアーク溶接した場合のスパッタ量は0.7~0.8g/min程度である。以上の結果を、下記表1~4にまとめて示す。なお、下記表1~4に示すS量判定は、フラックス中のS含有量[Sf]と、外皮中のS含有量[Sh]との関係が、数式1を満たすか否かの判定である。表1に示すように、本発明の範囲内で作製したNo.1~23のフラックス入り溶接ワイヤを使用した実施例1~23は、ビード外観及びスパッタ量のいずれも良好であった。特に、全ての成分が好ましい範囲内であるNo.3のフラックス入り溶接ワイヤを使用した実施例3は、ビード外観及びスパッタ量ともに優れていた。これに対して、表1~4に示す比較例1~85では、ビード外観やスパッタ量に問題があった。具体的には、フラックス中のS含有量[Sf]と、外皮中のS含有量[Sh]との関係が、数式1を満たしていないNo.24~27のフラックス入り溶接ワイヤを使用した比較例1~4では、溶滴移行が安定せず、大粒のスパッタが発生した。また、ワイヤ組成のいずれかの成分が、本発明の範囲を外れているNo.28~39のフラックス入り溶接ワイヤを使用した比較例5~16では、ビード外観又はスパッタ量が不良が認められた。更に、これらの比較例のうち、フラックス率が本発明の範囲から外れている比較例5~8では、溶滴移行が安定せず、ビード外観不良が生じた。一方、比較例17~39では、実施例と同様にNo.1~23のフラックス入り溶接ワイヤを使用しているが、シールドガスがArとCO2の混合ガスCO2含有量:20体積であるため、スラグが発生し、スパッタも多く発生した。また、No.1~23のフラックス入り溶接ワイヤと同等成分を有するソリッドワイヤを使用し、純Arガスで溶接した比較例40~62は、純Arシールドガスでの溶接が困難で、正常なビードを形成することができなかった。また、スパッタ量を測定したところ、大粒のスパッタが飛散し、多量に発生した。比較例63~85は、前述した比較例40~62と同じソリッドワイヤを使用し、ArとCO2の混合ガスCO2含有量:20体積をシールドガスとして、アーク溶接したものである。このAr20CO2シールドガスを使用すると、フラックス入り溶接ワイヤよりもソリッドワイヤの方が、スパッタ量が若干少なくなることが知られている。そして、比較例63~85では、比較例40~62よりもスパッタ量は少なくなっていたが、判定基準を合格するものはなく、また、いずれのビードにもスラグが発生し、ビード外観でも良好な結果は得られなかった。第2実施例次に、本発明の第2の実施形態に対応する第2実施例として、本発明の範囲内で作製したフラックス入り溶接ワイヤを使用し、パルス条件を変えて、純Arシールドガスで炭素鋼をアーク溶接し、スパッタ量について評価した。その際、母材には、炭素鋼であるSS400を黒皮をグラインダ除去して使用し、ワイヤは全て表1に示すNo.3のフラックス入り溶接ワイヤを使用した。また、溶接条件は、ビードオン、突き出し長さExt15mm、溶接速度:60cm/min、ガス流量:25L/minとし、パルスピーク電流は320~550A、ピーク期間は0.6~2.6msの範囲とした。<評価>スパッタ量の評価は、前述した第1実施例と同様に、0.6g/min以下の場合を○、0.6g/minを超えた場合を×とした。その結果を、下記表5,6に示す。また、図2は横軸にピーク時間、縦軸にピーク電流をとって、パルス条件とスパッタ量との関係を示す図である。表5に示す実施例101~135では、溶滴がワイヤから離脱する瞬間にパルスピーク期間があり、スパッタが最も発生しやすい溶滴が溶融池に落下した瞬間には、ベース期間であるという、いわゆる1パルス1ドロップの形態になっていたため、スパッタ量が少なかった。これに対して、表6に示す比較例101~106は、パルスピーク期間が短いため、溶滴が離脱する前にピーク期間が終了し、溶滴が溶融池に落下した時には次のピーク期間が来てしまうため、スパッタが増えていた。また、比較例107~114は、パルスピーク電流が低いため、ピーク期間中に溶滴離脱が完了せず、落下時に次のピーク期間が到来してしまうため、スパッタが増えていた。比較例114~119は、ピーク期間が長すぎるため、溶滴が離脱後もピーク期間が存在し、スパッタ発生に繋がった。また、比較例120~122は、ピーク電流が高すぎるため、ピーク期間中にできる溶滴が大きくなりすぎて、溶滴が溶融池に落下した際に発生するスパッタが多くなった。更に、比較例123はノンパルスであるため、スパッタが最も多く発生した。以上の結果から、本発明によれば、純Arシールドガスで炭素鋼をアーク溶接した場合でも、スパッタ発生量が少なく、優れたビード外観が得られることが確認された。"