JP5400461B2

JP5400461B2 - フラックス入りワイヤ

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Publication number: JP5400461B2
Application number: JP2009104481A
Authority: JP
Inventors: 正樹島本; 斉石田; 浩一坂本; 智紀柿崎; 秀司笹倉
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2009-04-22
Filing date: 2009-04-22
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2029-04-22
Also published as: CN101870045A; KR20100116541A; CN101870045B; KR101153572B1; JP2010253494A

Description

本発明は、軟鋼、高張力鋼などからなる鋼板のガスシールドアーク溶接に適用されるフラックス入りワイヤに関するものである。

従来、鋼板のガスシールドアーク溶接に適用されるフラックス入りワイヤには、以下のような構成を備えたものが提案されている。例えば、特許文献１では、ワイヤ全質量に対して質量％で、所定量のＴｉＯ_２、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＣａＯ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、Ｆ、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｐ、Ｓ、Ｂ、Ｂｉを含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、かつ、Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ、Ｍｎ／Ｓｉ、Ａｌ＋Ｍｇが所定量であるガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤが提案されている。

特開２００６−２８９４０４号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたワイヤは、Ｔｉを含有せず、また、Ｍｎの含有量も少量であるため、鋼板の片面突合せ継手溶接において、初層溶接部で高温割れが発生するという問題がある。また、ワイヤがＡｌ_２Ｏ_３を含有しないため、水平すみ肉溶接でのビード形状が悪かったり、立向上進溶接でビード垂れが発生したりする等の全姿勢溶接における溶接作業性が劣るという問題がある。さらに、ワイヤのＭｎ量およびＢ量が少量であるため、溶接金属の機械的性質（靭性）が劣るという問題もある。

本発明は、前記課題に鑑みてなされたもので、耐高温割れ性、溶接作業性および溶接金属の機械的性質に優れたフラックス入りワイヤを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明に係るフラックス入りワイヤは、鋼製外皮内にフラックスが充填されたフラックス入りワイヤであって、ワイヤ全質量に対するフラックス充填率が１０〜２５質量％であり、ワイヤ全質量に対して、Ｃ：０．０３〜０．０８質量％、Ｓｉ（ワイヤに含有される全てのＳｉ源から算出されるＳｉ量の総和）：０．１０〜１．００質量％、Ｍｎ（ワイヤに含有される全てのＭｎ源から算出されるＭｎ量の総和）：２．４〜３．７質量％、Ｔｉ：０．１５〜１．００質量％、ＴｉＯ_２：５．０〜８．０質量％、Ａｌ：０．２０〜０．５０質量％、Ａｌ_２Ｏ_３：０．０５〜０．５０質量％、Ｂ：０．００３〜０．０２０質量％を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、かつ、（４×Ｔｉ＋１０×Ａｌ−３×Ｓｉ）≧１．０の関係式を満足し、前記関係式において、（Ｔｉ）は前記ワイヤに含有される前記Ｔｉおよび前記ＴｉＯ_２のうちの前記Ｔｉのみから算出されるＴｉ量、（Ａｌ）は前記ワイヤに含有される前記Ａｌおよび前記Ａｌ _２Ｏ _３のうちの前記Ａｌのみから算出されるＡｌ量であることを特徴とする。

前記構成によれば、ワイヤ全質量に対するフラックス充填率が所定量であって、ワイヤ全質量に対して、所定量のＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｔｉ、ＴｉＯ_２、Ａｌ、Ａｌ_２Ｏ_３およびＢを含有することによって、溶接の際、スパッタ発生、ヒューム発生が抑制され、スラグ剥離性が改善されると共に、溶接継手（溶接金属）の機械的性質が向上し、かつ、初層溶接部における高温割れが抑制される。また、Ｔｉ量、Ａｌ量およびＳｉ量とが、所定の関係を満足する、すなわち、（４×Ｔｉ＋１０×Ａｌ−３×Ｓｉ）≧１．０を満足することによって、溶接時にＴｉが脱酸反応に寄与し、溶接金属中に生成する介在物の組成を核生成促進に効果的なＴｉ系酸化物組成に制御できる。その結果、溶接金属の凝固組織を微細化でき、高温割れの抑制作用が向上する。

本発明に係るフラックス入りワイヤによれば、フラックス充填率が所定量であって、所定量のＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｔｉ、ＴｉＯ_２、Ａｌ、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｂを含有し、かつ、フラックス入りワイヤに含まれるＴｉ量、Ａｌ量およびＳｉ量とが所定の関係を満足することによって、片面突合わせ継手溶接の初層溶接部における耐高温割れ性が優れると共に、全姿勢溶接における溶接作業性（ビード外観を含む）および溶接金属の機械的特性が優れたものとなる。その結果、品質の優れた溶接製品を提供することができる。

（ａ）〜（ｄ）は、本発明に係るフラックス入りワイヤの構成を示す断面図である。耐高温割れ性の評価に使用する溶接母材の開先形状を示す断面図である。

本発明に係るフラックス入りワイヤについて詳細に説明する。図１（ａ）〜（ｄ）は、フラックス入りワイヤの構成を示す断面図である。
図１（ａ）〜（ｄ）に示すように、フラックス入りワイヤ（以下、ワイヤと称す）１は、筒状に形成された鋼製外皮２と、その筒内に充填されたフラックス３とからなる。また、ワイヤ１は、図１（ａ）に示すような継目のない鋼製外皮２の筒内にフラックス３が充填されたシームレスタイプ、図１（ｂ）〜（ｄ）に示すような継目４のある鋼製外皮２の筒内にフラックス３が充填されたシームタイプのいずれの形態でもよい。

そして、ワイヤ１は、フラックス充填率が所定量であって、所定量のＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｔｉ、ＴｉＯ_２、Ａｌ、Ａｌ_２Ｏ_３およびＢを含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、かつ、Ｔｉ量、Ａｌ量およびＳｉ量とが所定の関係を満足する（具体的には、（４×Ｔｉ＋１０×Ａｌ−３×Ｓｉ）が所定値以上である）。

以下に、ワイヤ成分（フラックス充填率および成分量）の数値範囲を、その限定理由と共に記載する。フラックス充填率は、鋼製外皮２内に充填されるフラックス３の質量を、ワイヤ１（鋼製外皮２＋フラックス３）の全質量に対する割合で規定する。また、成分量は、鋼製外皮２とフラックス３における成分量の総和で表し、ワイヤ１（鋼製外皮２＋フラックス３）に含まれる各成分の質量を、ワイヤ１の全質量に対する割合で規定する。なお、ワイヤ１を構成する成分のうち、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｔｉ、ＴｉＯ_２、Ａｌ、Ａｌ_２Ｏ_３およびＢは、鋼製外皮２から添加するか、フラックス３から添加するかは特に問わず、鋼製外皮２およびフラックス３の少なくとも一方に添加されていればよい。

（フラックス充填率：１０〜２５質量％）
フラックス充填率が１０質量％未満では、アークの安定性が悪くなり、スパッタ発生量が増加し、溶接作業性が低下する。また、フラックス充填率が２５質量％超えると、ワイヤ１の断線等が発生し、生産性が著しく劣化する。

（Ｃ：０．０３〜０．０８質量％）
Ｃは、溶接部の焼入れ性を確保するために添加する。Ｃ量が０．０３質量％未満の場合、焼入れ性不足により、溶接部の強度（引張強さ）、靭性（吸収エネルギー）が不足する。また、低Ｃ量により溶接部（初層溶接部）に高温割れが発生する。Ｃ量が０．０８質量％を超えると、溶接時のスパッタ発生量またはヒューム発生量が増加し、溶接作業性が低下する。また、被溶接材である鋼材のＣ量が多い場合、溶接部（溶接金属）のＣ量が多くなる。そして、Ｃが包晶反応を起こす領域になると、溶接部（初層溶接部）に高温割れが発生しやすくなる。なお、Ｃ源としては、例えば、鋼製外皮、Ｆｅ−Ｍｎ等の合金粉、鉄粉等を用いる。

（Ｓｉ：０．１０〜１．００質量％）
Ｓｉは、溶接部の延性確保、ビード形状維持のために添加する。Ｓｉ量が０．１０質量％未満では、溶接部の延性（伸び）不足となる。また、ビード形状が悪くなり、特に、立向上進溶接でビードが垂れ、溶接作業性が低下する。Ｓｉ量が１．００質量％を超えると、溶接部（初層溶接部）に高温割れが発生する。ここで、Ｓｉ量とは、ワイヤ１に含有される全てのＳｉ源から算出されるＳｉ量の総和である。なお、Ｓｉ源としては、例えば、鋼製外皮、Ｆｅ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｍｎ等の合金、Ｋ_２ＳｉＦ_６等のフッ化物、ジルコンサンド、珪砂、長石等の酸化物を用いる。

（Ｍｎ：２．４〜３．７質量％）
Ｍｎは、溶接部の焼入れ性確保のために添加する。Ｍｎ量が２．４質量％未満では、溶接部の焼入れ性が不足し、靭性が低下する。また、不可避的不純物として含有されるＳと結合して得られるＭｎＳ量も少なくなるため、ＭｎＳによる高温割れの抑制作用が小さくなり、溶接部（初層溶接部）に高温割れが発生する。Ｍｎ量が３．７質量％を超えると、溶接部の強度が過多となり、靭性不足となる。また、溶接部に低温割れが発生する。ここで、Ｍｎ量とは、ワイヤ１に含有される全てのＭｎ源から算出されるＭｎ量の総和である。なお、Ｍｎ源としては、例えば、鋼製外皮、Ｍｎ金属粉、Ｆｅ−Ｍｎ、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｍｎ等の合金を用いる。

（Ｔｉ：０．１５〜１．００質量％、好ましくは０．２０〜１．００質量％）
Ｔｉ（金属Ｔｉ）は、溶接部（初層溶接部）の耐高温割れ性を改善するために添加する。Ｔｉ（金属Ｔｉ）は溶接時に脱酸反応に寄与し、溶接金属中の介在物をＴｉ系酸化物組成に制御でき、その結果、溶接部（溶接金属）の凝固組織を微細にでき、溶接部（初層溶接部）の高温割れ抑制作用が改善される。Ｔｉ量（金属Ｔｉ）が０．１５質量％未満では、溶接部（初層溶接部）に高温割れが発生する。Ｔｉ量（金属Ｔｉ）が１．００質量％を超えると、溶接金属再熱部が硬くて脆いベイナイト、マルテンサイトになりやすく、靭性が低下する。また、溶接時のスパッタ発生量が多くなり、溶接作業性が低下する。なお、Ｔｉ源としては、例えば、鋼製外皮、Ｆｅ−Ｔｉ等の合金粉を用いる。

（ＴｉＯ_２：５．０〜８．０質量％）
ＴｉＯ_２（Ｔｉ酸化物）は、全姿勢溶接性を確保するために添加する。ＴｉＯ_２量（Ｔｉ酸化物）が５．０質量％未満では、立向上進溶接でビードが垂れ、溶接作業性が低下する。ＴｉＯ_２量（Ｔｉ酸化物）が８．０質量％を超えると、溶接時のスラグ剥離性が劣化し、溶接作業性が低下する。また、フラックス３のかさ比重が小さくなり、生産性が劣化する。なお、ＴｉＯ_２源としては、例えば、ルチール等を用いる。

（Ａｌ：０．２０〜０．５０質量％、好ましくは０．２０〜０．４０質量％）
Ａｌは強脱酸剤であり、溶接継手（溶接金属）中に生成する介在物から、Ａｌに比べ脱酸力の弱いＳｉからなるＳｉＯ_２を還元し、介在物の組成を核生成促進に効果的なＴｉ系酸化物組成の介在物に制御できる。その結果、溶接金属の凝固組織を微細にできる。さらに、溶接金属の酸素量を低下させ、Ｍｎの歩留まりが安定し、溶接部（初層溶接部）の高温割れ抑制作用が改善し、靭性も安定化する。Ａｌ量が０．２０質量％未満では、脱酸が十分でなく、溶接部（初層溶接部）に高温割れが発生する。また、靭性も低下する。Ａｌ量が０．５０質量％を超えると、溶接時のスパッタ発生量が多くなり、溶接作業性が低下する。なお、Ａｌ源としては、例えば、鋼製外皮、Ａｌ金属粉、Ｆｅ−Ａｌ、Ａｌ−Ｍｇ等の合金粉を用いる。

（Ａｌ_２Ｏ_３：０．０５〜０．５０質量％、好ましくは０．０５〜０．４０質量％）
Ａｌ_２Ｏ_３は、水平すみ肉姿勢でのビード形状、立向上進姿勢でのビードの垂れ防止のために添加する。Ａｌ_２Ｏ_３量が０．０５質量％未満では、水平すみ肉溶接でのビード形状（なじみ）が悪く、また、立向上進溶接でビード垂れが発生し、溶接作業性が低下する。Ａｌ_２Ｏ_３量が０．５０質量％を超えると、溶接時のスラグ剥離性が劣化し、溶接作業性が低下する。なお、Ａｌ_２Ｏ_３源としては、例えば、アルミナや長石等の複合酸化物を用いる。

（Ｂ:０．００３〜０．０２０質量％）
Ｂのうち、溶存Ｂはγ粒界に偏析し、初析フェライトの生成を抑制する効果があり、溶接金属の靭性改善に有効である。Ｂ量が０．００３質量％未満では、大部分のＢがＢＮとして窒化物に固定化され、初析フェライトの生成を抑制する効果が無く、靭性改善効果が得られない。Ｂ量が０．０２０質量％を超えると、溶接金属の高温割れが発生しやすくなる。なお、Ｂ源としては、例えば、Ｆｅ−Ｂ、アトマイズＢ等の合金を用いる。

（（４×Ｔｉ＋１０×Ａｌ−３×Ｓｉ）≧１．０）
ワイヤ１に含まれるＴｉ量（金属Ｔｉ）を所定範囲内に制御することで、溶接時にＴｉ（金属Ｔｉ）が脱酸反応に寄与し、溶接継手（溶接金属）中に生成する介在物の組成を核生成促進に効果的なＴｉ系酸化物組成の介在物に制御できる。その結果、溶接金属の凝固組織を微細にでき、高温割れ抑制作用を著しく改善できるものである。また、核生成促進に効果的なＴｉ系酸化物には、介在物融点を下げるＳｉＯ_２を含有しないことが好ましい。さらに、Ａｌは強脱酸剤であり、Ａｌに比べ脱酸力の弱いＳｉからなるＳｉＯ_２を還元し、介在物の組成を核生成促進に効果的なＴｉ系酸化物組成の介在物に制御する効果がある。そのため、ワイヤ１に含まれるＴｉ量（金属Ｔｉ）、Ａｌ量およびＳｉ量の関係で規定することで、Ｔｉ系酸化物組成を凝固組織微細化により効果的な組成に制御可能となり、溶接金属の凝固組織を高温割れ抑制作用の改善において好ましいものに制御可能となる。

（４×Ｔｉ＋１０×Ａｌ−３×Ｓｉ）＜１．０であると、溶接継手の凝固組織が微細化しない。したがって、（４×Ｔｉ＋１０×Ａｌ−３×Ｓｉ）≧１．０、である。
ここで、（Ｔｉ）は、ワイヤ１に含有される前記Ｔｉおよび前記ＴｉＯ_２のうちの前記Ｔｉ（金属Ｔｉ）のみから算出されるＴｉ量で、ワイヤ１に含有された前記ＴｉＯ_２（Ｔｉ酸化物）から算出（換算）されるＴｉ量は含まない。
また、（Ｓｉ）とは、ワイヤ１に含有される前記Ｓｉ源の全てから算出されるＳｉ量の総和である。なお、前記ＳｉＯ_２は、Ｓｉ源として用いられる、例えば、ジルコンサンド、珪砂、長石等の酸化物に含まれる。

（Ｆｅ）
残部のＦｅは、鋼製外皮２を構成するＦｅ、および／または、フラックス３に添加されている鉄粉、合金粉のＦｅに相当する。
（不可避的不純物）
残部の不可避的不純物としては、Ｓ、Ｐ、Ｎｉ、Ｏ、Ｚｒ等が挙げられ、本発明の効果を妨げない範囲で含有することが許容される。Ｓ量、Ｐ量、Ｎｉ量、Ｏ量、Ｚｒ量は、それぞれ、０．０５０質量％以下が好ましく、鋼製外皮２とフラックス３における各成分量の総和である。

なお、鋼製外皮２およびフラックス３は、ワイヤ作製時に前記ワイヤ成分（成分量）が前記範囲内になるように、鋼製外皮２およびフラックス３の各成分（各成分量）を選択する。
また、ワイヤ１の表面にＣｕ鍍金を施すことも可能であり、ワイヤ全質量に対し、０．３５質量％以下のＣｕを含有してもよい。

本発明に係るフラックス入りワイヤについて、本発明の要件を満足する実施例と、本発明の要件を満足しない比較例とを比較して具体的に説明する。
鋼製外皮（鋼は、Ｃ：０．０３質量％、Ｓｉ：０．０２質量％、Ｍｎ：０．２５質量％、Ｐ：０．０１０質量％、Ｓ：０．００７質量％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなるものを使用）の内側にフラックスを充填して、表１、表２に示すワイヤ成分からなるワイヤ径１．２ｍｍの図１（ｂ）に示すワイヤ１（実施例：Ｎｏ．１〜１９、比較例：Ｎｏ．２０〜４０）を作製した。

なお、ワイヤ成分は、以下の測定方法で測定、算出した。
Ｃ量は、「赤外線吸収法」によって測定した。Ｓｉ量、Ｍｎ量およびＢ量は、ワイヤ全量を溶解し「ＩＣＰ発光分光分析法」によって測定した。

ＴｉＯ_２量（ＴｉＯ_２等として存在し、Ｆｅ−Ｔｉ等は含まない）は、「酸分解法」により測定される。酸分解法に使用する溶媒は王水を用い、ワイヤ全量を溶解した。これにより、ワイヤ１に含まれるＴｉ源（Ｆｅ−Ｔｉ等）は王水へ溶解するが、ＴｉＯ_２源（ＴｉＯ_２等）は王水に対し不溶なため、溶け残る。この溶液を、フィルター（ろ紙は５Ｃの目の細かさ）を用いてろ過し、フィルターごと残渣をニッケル製るつぼに移し、ガスバーナーで加熱して灰化した。次いで、アルカリ融剤（水酸化ナトリウムと過酸化ナトリウムの混合物）を加え、再度ガスバーナーで加熱して残渣を融解した。次に、１８質量％塩酸を加えて融解物を溶液化した後、メスフラスコに移し、さらに純水を加えてメスアップして分析液を得た。分析液中のＴｉ濃度を「ＩＣＰ発光分光分析法」で測定した。このＴｉ濃度をＴｉＯ_２量に換算し、ＴｉＯ_２量を算出した。

Ｔｉ量（Ｆｅ−Ｔｉ等として存在し、ＴｉＯ_２等は含まない）は、「酸分解法」によりワイヤ全量を王水へ溶解して、不溶であったＴｉＯ_２源（ＴｉＯ_２等）をろ過し、その溶液をワイヤ１に含まれるＴｉ源（Ｆｅ−Ｔｉ等）とし得ることで、「ＩＣＰ発光分光分析法」を用い、Ｔｉ量（Ｆｅ−Ｔｉ等）として存在を求めた。

Ａｌ_２Ｏ_３量（アルミナや長石等の複合酸化物として存在し、Ａｌ金属粉等の合金粉は含まない）は、「酸分解法」により測定される。酸分解法に使用する溶媒は王水を用い、ワイヤ全量を溶解した。これにより、ワイヤ１に含まれるＡｌ源（Ａｌ金属粉等の合金粉）は王水へ溶解するが、Ａｌ_２Ｏ_３源（アルミナや長石等の複合酸化物）は王水に対し不溶なため、溶け残る。この溶液を、フィルター（ろ紙は５Ｃの目の細かさ）を用いてろ過し、フィルターごと残渣をニッケル製るつぼに移し、ガスバーナーで加熱して灰化した。次いで、アルカリ融剤（水酸化ナトリウムと過酸化ナトリウムの混合物）を加え、再度ガスバーナーで加熱して残渣を融解した。次に、１８質量％塩酸を加えて融解物を溶液化した後、メスフラスコに移し、さらに純水を加えてメスアップして分析液を得た。分析液中のＡｌ濃度を「ＩＣＰ発光分光分析法」で測定した。このＡｌ濃度をＡｌ_２Ｏ_３量に換算し、Ａｌ_２Ｏ_３量を算出した。

Ａｌ量（Ａｌ金属粉等の合金粉として存在し、アルミナや長石等の複合酸化物は含まない）は、「酸分解法」によりワイヤ全量を王水へ溶解して、不溶であったＡｌ_２Ｏ_３源（アルミナや長石等の複合酸化物）をろ過し、その溶液をワイヤ１に含まれるＡｌ源（Ａｌ金属粉等の合金粉）とし得ることで、「ＩＣＰ発光分光分析法」を用い、Ａｌ量（Ａｌ金属粉等の合金粉）として存在を求めた。

作製されたワイヤ１を用いて、以下に示す方法で、耐高温割れ性、機械的性質（引張強さ、吸収エネルギー）、溶接作業性について評価した。その評価結果に基づいて、実施例および比較例のワイヤ１の総合評価を行った。

（耐高温割れ性）
ＪＩＳＧ３１０６ＳＭ４００Ｂ鋼（Ｃ：０．１２質量％、Ｓｉ：０．２質量％、Ｍｎ：１．１質量％、Ｐ：０．００８質量％、Ｓ：０．００３質量％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物）からなる溶接母材を、表３に示す溶接条件で片面溶接（下向突合せ溶接）した。

図２は、耐高温割れ性の評価に使用する溶接母材の開先形状を示す断面図である。図２に示すように、溶接母材１１はＶ形状の開先を有し、このＶ形状の開先の裏面には、セラミック製の耐火物１２およびアルミニウムテープ１３等からなる裏当て材が配置されている。そして、開先角度を３５°として、裏当て材が配置されている部分のルート間隔を４ｍｍとした。

溶接終了後、初層溶接部（クレータ部を除く）について、Ｘ線透過試験（ＪＩＳＺ３１０４）にて、内部割れの有無を確認し、割れ発生部分のトータル長さを測定し、割れ率を算出した。ここで、割れ率は、割れ率Ｗ＝（割れ発生部分のトータル長さ）／（初層溶接部長さ（クレータ部を除く））×１００により算出される。その割れ率で耐高温割れ性を評価した。その結果を表４、表５に示す。

なお、評価基準は、溶接電流２４０Ａで割れ率０％かつ溶接電流２６０Ａで割れ率０％のとき「優れている：◎」、溶接電流２４０Ａで割れ率０％かつ溶接電流２６０Ａで割れ率１０％以下のとき「良好である：○」、溶接電流２４０Ａで割れ有りかつ溶接電流２６０Ａで割れ有りのとき「劣っている：×」とした。

（機械的性質）
ＪＩＳＺ３３１３に準じて、引張強さ、０℃吸収エネルギー（靭性）について評価した。その結果を表４、表５に示す。
なお、引張強さの評価基準は、４９０ＭＰａ以上６４０ＭＰａ以下のとき「優れている：○」、４９０ＭＰａ未満または６４０ＭＰａ超のとき「劣っている：×」とした。また、０℃吸収エネルギーの評価基準は、６０Ｊ以上のとき「優れている：○」、６０Ｊ未満のとき「劣っている：×」とした。さらに、ＪＩＳＺ３３１３に準じて、伸びを評価する場合には、その評価基準は、２２％以上のとき「優れている：○」、２２％未満のとき「劣っている：×」とした。

（溶接作業性）
耐高温割れ性と同様の溶接母材を使用して、下向すみ肉溶接、水平すみ肉溶接、立向上進すみ肉溶接、立向下進すみ肉溶接の４種の溶接を行い、作業性を官能評価した。ここで、下向すみ肉溶接試験、水平すみ肉溶接試験および立向下進すみ肉溶接試験の溶接条件は、前記耐高温割れ性と同様とした（表３参照）。立向上進すみ肉溶接試験の溶接条件は、溶接電流２００〜２２０Ａ、アーク電圧２４〜２７Ｖとした。その結果を表４、表５に示す。
なお、評価基準は、スパッタ発生、ヒューム発生、ビード垂れ、ビード外観等の溶接不良が発生しないとき「優れている：○」、溶接不良が発生したとき「劣っている：×」とした。

（総合評価）
総合評価の評価基準は、前記評価項目のうち、耐高温割れ性が「◎」かつ機械的性質および溶接作業性が「○」のとき「優れている：◎」、耐高温割れ性が「○」かつ機械的性質および溶接作業性が「○」のとき「良好である：○」、前記評価項目の少なくとも1つが「×」のとき「劣っている：×」とした。その結果を表４、表５に示す。

表１、表４に示すように、実施例（Ｎｏ．１〜１９）は、全てのワイヤ成分が本発明の範囲を満足するため、耐高温割れ性、機械的性質および溶接作業性の全てにおいて、優れ（または良好で）、総合評価においても、優れていた（または良好であった）。

表２、表５に示すように、比較例（Ｎｏ．２０）は、Ｃ量が下限値未満であるため、耐高温割れ性および機械的性質に劣り、総合評価も劣っていた。比較例（Ｎｏ．２１）は、Ｃ量が上限値を超えるため、耐高温割れ性および溶接作業性に劣り、総合評価も劣っていた。比較例（Ｎｏ．２２）は、Ｓｉ量が下限値未満であるため、溶接作業性および機械的性質（伸び）が劣り、総合評価も劣っていた。比較例（Ｎｏ．２３）は、Ｓｉ量が上限値を超えるため、耐高温割れ性に劣り、総合評価も劣っていた。

比較例（Ｎｏ．２４）は、Ｍｎ量が下限値未満であるため、耐高温割れ性および機械的性質に劣り、総合評価も劣っていた。比較例（Ｎｏ．２５）は、Ｍｎ量が上限値を超えるため、機械的性質および溶接作業性に劣り、総合評価も劣っていた。比較例（Ｎｏ．２６）は、Ｔｉ量が下限値未満であるため、耐高温割れ性に劣り、総合評価も劣っていた。比較例（Ｎｏ．２７）は、Ｔｉ量が上限値を超えるため、機械的性質および溶接作業性に劣り、総合評価も劣っていた。

比較例（Ｎｏ．２８）は、ＴｉＯ_２量が下限値未満であるため、溶接作業性に劣り、総合評価も劣っていた。比較例（Ｎｏ．２９）は、ＴｉＯ_２量が上限値を超えるため、溶接作業性に劣り、総合評価も劣っていた。比較例（Ｎｏ．３０）は、Ａｌ量が下限値未満であるため、耐高温割れ性および機械的性質に劣り、総合評価も劣っていた。比較例（Ｎｏ．３１）は、Ａｌ量が上限値を超えるため、溶接作業性に劣り、総合評価も劣っていた。

比較例（Ｎｏ．３２）は、Ａｌ_２Ｏ_３量が下限値未満であるため、溶接作業性に劣り、総合評価も劣っていた。比較例（Ｎｏ．３３）は、Ａｌ_２Ｏ_３量が上限値を超えるため、溶接作業性に劣り、総合評価も劣っていた。比較例（Ｎｏ．３４）は、Ｂ量が下限値未満であるため、機械的性質に劣り、総合評価も劣っていた。比較例（Ｎｏ．３５）は、Ｂ量が上限値を超えるため、耐高温割れ性に劣り、総合評価も劣っていた。比較例（Ｎｏ．３６〜３８）は、（４×Ｔｉ＋１０×Ａｌ−３×Ｓｉ）が下限値未満であるため、耐高温割れ性に劣り、総合評価も劣っていた。比較例（Ｎｏ．３９）は、フラックス充填率が下限値未満であるため、溶接作業性に劣り、総合評価も劣っていた。比較例（Ｎｏ．４０）は、フラックス充填率が上限値を超えるため、ワイヤ生産中に断線が発生し、総合評価としては劣っていた。

以上の結果から、実施例（Ｎｏ．１〜１９）は、比較例（Ｎｏ．２０〜４０）と比べて、フラックス入りワイヤ１として優れていることが確認された。

１フラックス入りワイヤ（ワイヤ）
２鋼製外皮
３フラックス
４継目
１１溶接母材
１２耐火物
１３アルミニウムテープ

Claims

鋼製外皮内にフラックスが充填されたフラックス入りワイヤであって、
ワイヤ全質量に対するフラックス充填率が１０〜２５質量％であり、
ワイヤ全質量に対して、
Ｃ：０．０３〜０．０８質量％、
Ｓｉ（ワイヤに含有される全てのＳｉ源から算出されるＳｉ量の総和）：０．１０〜１．００質量％、
Ｍｎ（ワイヤに含有される全てのＭｎ源から算出されるＭｎ量の総和）：２．４〜３．７質量％、
Ｔｉ：０．１５〜１．００質量％、
ＴｉＯ_２：５．０〜８．０質量％、
Ａｌ：０．２０〜０．５０質量％、
Ａｌ_２Ｏ_３：０．０５〜０．５０質量％、
Ｂ：０．００３〜０．０２０質量％
を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、
かつ、（４×Ｔｉ＋１０×Ａｌ−３×Ｓｉ）≧１．０の関係式を満足し、前記関係式において、（Ｔｉ）は前記ワイヤに含有される前記Ｔｉおよび前記ＴｉＯ_２のうちの前記Ｔｉのみから算出されるＴｉ量、（Ａｌ）は前記ワイヤに含有される前記Ａｌおよび前記Ａｌ _２Ｏ _３のうちの前記Ａｌのみから算出されるＡｌ量であることを特徴とするフラックス入りワイヤ。