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特開2023-86366塩基性系フラックス入りワイヤ、塩基性系フラックス入りワイヤを用いて得られる溶着金属、溶接方法及び溶接継手の製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023086366
(43)【公開日】2023-06-22
(54)【発明の名称】塩基性系フラックス入りワイヤ、塩基性系フラックス入りワイヤを用いて得られる溶着金属、溶接方法及び溶接継手の製造方法
(51)【国際特許分類】
B23K 35/368 20060101AFI20230615BHJP
B23K 35/30 20060101ALI20230615BHJP
【ＦＩ】
B23K35/368 B
B23K35/30 320A
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021200826
(22)【出願日】2021-12-10
(71)【出願人】
【識別番号】000001199
【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所
(74)【代理人】
【識別番号】110002000
【氏名又は名称】弁理士法人栄光事務所
(72)【発明者】
【氏名】古川 尚英
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 孝矩
【テーマコード（参考）】
4E084
【Ｆターム（参考）】
4E084AA08
4E084AA17
4E084AA18
4E084AA19
4E084AA20
4E084AA21
4E084BA02
4E084BA03
4E084BA04
4E084BA05
4E084BA06
4E084BA08
4E084BA09
4E084BA10
4E084BA11
4E084BA12
4E084BA13
4E084BA14
4E084BA15
4E084BA16
4E084BA17
4E084BA18
4E084BA20
4E084BA29
4E084CA03
4E084CA21
4E084CA23
4E084DA10
4E084DA12
4E084EA02
4E084HA01
4E084HA06
4E084HA11
(57)【要約】
【課題】全姿勢の溶接を可能とし、強度と靱性とのバランスが優れた溶着金属及び溶接金属を得ることができる塩基性系フラックス入りワイヤを提供する。
【解決手段】強脱酸元素を含む塩基性系フラックス入りワイヤであって、ワイヤ全質量に対して、強脱酸元素の合計量は、１．５０質量％以上４．００質量％以下、ＲＥＭ：０．０３０質量％以上０．１２０質量％以下、Ｂ：０．０２００質量％以下であり、かつ、フラックス入りワイヤ中のＲＥＭ、Ｆｅ、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｎｉ及びＢの各含有量に関し、例えば、式（１）により算出される値が４８．０以下を満足する。式（１）：３２．１×［Ｓｉ］－４０．６×［Ｍｎ］－２０．１×［Ｎｉ］－１９．７×［Ｍｏ］－１７２．６×［Ｃ］－４０８．２×［ＲＥＭ］－５８２４．４×［Ｂ］－３８．４×［Ｃｒ］－９９６０×［Ｐ］＋４３７９３×［Ｓ］
【選択図】なし
【解決手段】強脱酸元素を含む塩基性系フラックス入りワイヤであって、ワイヤ全質量に対して、強脱酸元素の合計量は、１．５０質量％以上４．００質量％以下、ＲＥＭ：０．０３０質量％以上０．１２０質量％以下、Ｂ：０．０２００質量％以下であり、かつ、フラックス入りワイヤ中のＲＥＭ、Ｆｅ、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｎｉ及びＢの各含有量に関し、例えば、式（１）により算出される値が４８．０以下を満足する。式（１）：３２．１×［Ｓｉ］－４０．６×［Ｍｎ］－２０．１×［Ｎｉ］－１９．７×［Ｍｏ］－１７２．６×［Ｃ］－４０８．２×［ＲＥＭ］－５８２４．４×［Ｂ］－３８．４×［Ｃｒ］－９９６０×［Ｐ］＋４３７９３×［Ｓ］
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
強脱酸元素を含む塩基性系フラックス入りワイヤであって、
前記強脱酸元素の合計量は、ワイヤ全質量に対して、１．５０質量％以上４．００質量％以下であるとともに、
ＲＥＭ：０．０３０質量％以上０．１２０質量％以下、
Ｆｅ：８５．０質量％以上、
を含有し、
Ｃ：０．０５０質量％以下、
Ｓｉ：０．６０質量％以下、
Ｍｎ：２．００質量％以下、
Ｐ：０．０１５０質量％以下、
Ｓ：０．０１５０質量％以下、
Ｃｒ：１．００質量％以下、
Ｍｏ：１．００質量％以下、
Ａｌ：３．００質量％以下、
Ｍｇ：３．００質量％以下、
Ｚｒ：３．０００質量％以下、
Ｔｉ：３．０００質量％以下、
Ｃａ：３．００質量％以下、
Ｎｉ：５．００質量％以下、
Ｂ：０．０２００質量％以下、
Ｂａ：４．００質量％以下、
Ｆ：２．００質量％以下、
であり、
下記式（１）により算出される値：４８．０以下、
下記式（２）により算出される値：４８．０以下、
下記式（３）により算出される値：０．０９以上、
下記式（４）により算出される値：０．１４以上、
であることを特徴とする、塩基性系フラックス入りワイヤ。
式（１）：
３２．１×［Ｓｉ］－４０．６×［Ｍｎ］－２０．１×［Ｎｉ］－１９．７×［Ｍｏ］－１７２．６×［Ｃ］－４０８．２×［ＲＥＭ］－５８２４．４×［Ｂ］－３８．４×［Ｃｒ］－９９６０×［Ｐ］＋４３７９３×［Ｓ］
式（２）：
３３．９×［Ｓｉ］－４７．０×［Ｍｎ］－２２．２×［Ｎｉ］－１１．９×［Ｍｏ］－２０３．９×［Ｃ］－４４３．５×［ＲＥＭ］－４４８２．２×［Ｂ］－３６．１×［Ｃｒ］－１５２８１×［Ｐ］＋４７８６８×［Ｓ］
式（３）：
０．００１×［Ｆｅ］－０．７１×［Ｓｉ］＋０．０８×［Ｍｎ］－０．０８×［Ａｌ］＋０．６９×［Ｚｒ］＋０．０３×［Ｎｉ］＋０．０１×［Ｍｏ］＋０．３２×［Ｃ］＋２．２７×［ＲＥＭ］＋９．５７×［Ｂ］＋０．１１×［Ｃｒ］
式（４）：
０．００３×［Ｆｅ］－０．３５×［Ｓｉ］＋０．０９×［Ｍｎ］－０．１３×［Ａｌ］＋０．２２×［Ｚｒ］＋０．０２×［Ｎｉ］－０．０２×［Ｍｏ］－０．１１×［Ｃ］＋１．１７×［ＲＥＭ］＋４．３０×［Ｂ］＋０．０９×［Ｃｒ］
ただし、前記式（１）～式（４）中、［ＲＥＭ］、［Ｆｅ］、［Ｃ］、［Ｓｉ］、［Ｍｎ］、［Ｐ］、［Ｓ］、［Ｃｒ］、［Ｍｏ］、［Ａｌ］、［Ｚｒ］、［Ｎｉ］及び［Ｂ］は、それぞれ、前記ＲＥＭ、前記Ｆｅ、前記Ｃ、前記Ｓｉ、前記Ｍｎ、前記Ｐ、前記Ｓ、前記Ｃｒ、前記Ｍｏ、前記Ａｌ、前記Ｚｒ、前記Ｎｉ及び前記Ｂの含有量を、ワイヤ全質量に対する質量％で表した値である。
前記強脱酸元素の合計量は、ワイヤ全質量に対して、１．５０質量％以上４．００質量％以下であるとともに、
ＲＥＭ：０．０３０質量％以上０．１２０質量％以下、
Ｆｅ：８５．０質量％以上、
を含有し、
Ｃ：０．０５０質量％以下、
Ｓｉ：０．６０質量％以下、
Ｍｎ：２．００質量％以下、
Ｐ：０．０１５０質量％以下、
Ｓ：０．０１５０質量％以下、
Ｃｒ：１．００質量％以下、
Ｍｏ：１．００質量％以下、
Ａｌ：３．００質量％以下、
Ｍｇ：３．００質量％以下、
Ｚｒ：３．０００質量％以下、
Ｔｉ：３．０００質量％以下、
Ｃａ：３．００質量％以下、
Ｎｉ：５．００質量％以下、
Ｂ：０．０２００質量％以下、
Ｂａ：４．００質量％以下、
Ｆ：２．００質量％以下、
であり、
下記式（１）により算出される値：４８．０以下、
下記式（２）により算出される値：４８．０以下、
下記式（３）により算出される値：０．０９以上、
下記式（４）により算出される値：０．１４以上、
であることを特徴とする、塩基性系フラックス入りワイヤ。
式（１）：
３２．１×［Ｓｉ］－４０．６×［Ｍｎ］－２０．１×［Ｎｉ］－１９．７×［Ｍｏ］－１７２．６×［Ｃ］－４０８．２×［ＲＥＭ］－５８２４．４×［Ｂ］－３８．４×［Ｃｒ］－９９６０×［Ｐ］＋４３７９３×［Ｓ］
式（２）：
３３．９×［Ｓｉ］－４７．０×［Ｍｎ］－２２．２×［Ｎｉ］－１１．９×［Ｍｏ］－２０３．９×［Ｃ］－４４３．５×［ＲＥＭ］－４４８２．２×［Ｂ］－３６．１×［Ｃｒ］－１５２８１×［Ｐ］＋４７８６８×［Ｓ］
式（３）：
０．００１×［Ｆｅ］－０．７１×［Ｓｉ］＋０．０８×［Ｍｎ］－０．０８×［Ａｌ］＋０．６９×［Ｚｒ］＋０．０３×［Ｎｉ］＋０．０１×［Ｍｏ］＋０．３２×［Ｃ］＋２．２７×［ＲＥＭ］＋９．５７×［Ｂ］＋０．１１×［Ｃｒ］
式（４）：
０．００３×［Ｆｅ］－０．３５×［Ｓｉ］＋０．０９×［Ｍｎ］－０．１３×［Ａｌ］＋０．２２×［Ｚｒ］＋０．０２×［Ｎｉ］－０．０２×［Ｍｏ］－０．１１×［Ｃ］＋１．１７×［ＲＥＭ］＋４．３０×［Ｂ］＋０．０９×［Ｃｒ］
ただし、前記式（１）～式（４）中、［ＲＥＭ］、［Ｆｅ］、［Ｃ］、［Ｓｉ］、［Ｍｎ］、［Ｐ］、［Ｓ］、［Ｃｒ］、［Ｍｏ］、［Ａｌ］、［Ｚｒ］、［Ｎｉ］及び［Ｂ］は、それぞれ、前記ＲＥＭ、前記Ｆｅ、前記Ｃ、前記Ｓｉ、前記Ｍｎ、前記Ｐ、前記Ｓ、前記Ｃｒ、前記Ｍｏ、前記Ａｌ、前記Ｚｒ、前記Ｎｉ及び前記Ｂの含有量を、ワイヤ全質量に対する質量％で表した値である。
【請求項2】
ワイヤ全質量に対して、さらに、
Ｎｂ：０．５０質量％以下、
Ｃｕ：２．００質量％以下、
Ｗ：１．００質量％以下、
Ｔａ：１．００質量％以下、
Ｖ：１．００質量％以下、
Ｓｒ：４．００質量％以下、及び、
アルカリ金属元素の合計：３．００質量％以下、
から選択される少なくとも１種を含有し、
残部が、Ｏ、Ｎ、及び不純物であることを特徴とする請求項１に記載の塩基性系フラックス入りワイヤ。
Ｎｂ：０．５０質量％以下、
Ｃｕ：２．００質量％以下、
Ｗ：１．００質量％以下、
Ｔａ：１．００質量％以下、
Ｖ：１．００質量％以下、
Ｓｒ：４．００質量％以下、及び、
アルカリ金属元素の合計：３．００質量％以下、
から選択される少なくとも１種を含有し、
残部が、Ｏ、Ｎ、及び不純物であることを特徴とする請求項１に記載の塩基性系フラックス入りワイヤ。
【請求項3】
前記Ｂの含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．００２０質量％以上０．０１５０質量％以下、であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の塩基性系フラックス入りワイヤ。
【請求項4】
前記Ｂの含有量は、Ｂ酸化物のＢ換算値を含み、
ワイヤ全質量に対する前記Ｂ酸化物のＢ換算値を質量％で［Ｂ酸化物］と表す場合に、
式（５）：［Ｂ酸化物］／［Ｂ］により算出される値が、０．５以上であることを特徴とする、請求項１～３のいずれか１項に記載の塩基性系フラックス入りワイヤ。
ワイヤ全質量に対する前記Ｂ酸化物のＢ換算値を質量％で［Ｂ酸化物］と表す場合に、
式（５）：［Ｂ酸化物］／［Ｂ］により算出される値が、０．５以上であることを特徴とする、請求項１～３のいずれか１項に記載の塩基性系フラックス入りワイヤ。
【請求項5】
Ｂａ：４．００質量％以下、
Ｃａ：３．００質量％以下、及び
Ｓｒ：４．００質量％以下、から選択される少なくとも１種を含有し、
フラックスは、前記Ｂａ、前記Ｃａ及び前記Ｓｒのフッ化物である、ＢａＦ２、ＣａＦ２及びＳｒＦ２から選択される少なくとも１種を含有し、
前記Ｂａの含有量は、前記ＢａＦ２のＢａ換算値を含み、
前記Ｃａの含有量は、前記ＣａＦ２のＣａ換算値を含み、
前記Ｓｒの含有量は、前記ＳｒＦ２のＳｒ換算値を含み、
前記Ｆの含有量は、前記ＢａＦ２、前記ＣａＦ２及び前記ＳｒＦ２のＦ換算値を含むことを特徴とする、請求項１～４のいずれか１項に記載の塩基性系フラックス入りワイヤ。
Ｃａ：３．００質量％以下、及び
Ｓｒ：４．００質量％以下、から選択される少なくとも１種を含有し、
フラックスは、前記Ｂａ、前記Ｃａ及び前記Ｓｒのフッ化物である、ＢａＦ２、ＣａＦ２及びＳｒＦ２から選択される少なくとも１種を含有し、
前記Ｂａの含有量は、前記ＢａＦ２のＢａ換算値を含み、
前記Ｃａの含有量は、前記ＣａＦ２のＣａ換算値を含み、
前記Ｓｒの含有量は、前記ＳｒＦ２のＳｒ換算値を含み、
前記Ｆの含有量は、前記ＢａＦ２、前記ＣａＦ２及び前記ＳｒＦ２のＦ換算値を含むことを特徴とする、請求項１～４のいずれか１項に記載の塩基性系フラックス入りワイヤ。
【請求項6】
前記Ｆの含有量と、前記フラックス中に含有される全フッ化物のＦ換算値とは、等しいことを特徴とする、請求項５に記載の塩基性系フラックス入りワイヤ。
【請求項7】
前記ワイヤ中の酸化物の含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．００５質量％以上０．１００質量％以下であることを特徴とする、請求項１～６のいずれか１項に記載の塩基性系フラックス入りワイヤ。
【請求項8】
前記Ｃｒの含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．２０質量％以上０．９０質量％以下であるとともに、
前記Ｍｏの含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．５０質量％以下であり、
式（６）：［Ｃｒ］／（［Ｃｒ］＋［Ｍｏ］）により算出される値が、０．２０以上であることを特徴とする、請求項１～７のいずれか１項に記載の塩基性系フラックス入りワイヤ。
前記Ｍｏの含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．５０質量％以下であり、
式（６）：［Ｃｒ］／（［Ｃｒ］＋［Ｍｏ］）により算出される値が、０．２０以上であることを特徴とする、請求項１～７のいずれか１項に記載の塩基性系フラックス入りワイヤ。
【請求項9】
前記Ｃｒの含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．９０質量％以下であるとともに、
前記Ｍｏの含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．１０質量％以上０．８０質量％以下であり、
式（７）：［Ｍｏ］／（［Ｃｒ］＋［Ｍｏ］）により算出される値が、０．１０以上であることを特徴とする、請求項１～７のいずれか１項に記載の塩基性系フラックス入りワイヤ。
前記Ｍｏの含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．１０質量％以上０．８０質量％以下であり、
式（７）：［Ｍｏ］／（［Ｃｒ］＋［Ｍｏ］）により算出される値が、０．１０以上であることを特徴とする、請求項１～７のいずれか１項に記載の塩基性系フラックス入りワイヤ。
【請求項10】
前記強脱酸元素として、ワイヤ全質量に対して、前記Ａｌを１．００質量％以上２．５０質量％以下含有するとともに、
前記Ｍｇは、１．００質量％以下であり、
ワイヤ中における前記Ｍｇの含有量を、ワイヤ全質量に対する質量％で［Ｍｇ］と表す場合に、
式（８）：［Ａｌ］／（［Ａｌ］＋［Ｍｇ］）により算出される値が、０．５以上１．０以下であることを特徴とする、請求項１～９のいずれか１項に記載の塩基性系フラックス入りワイヤ。
前記Ｍｇは、１．００質量％以下であり、
ワイヤ中における前記Ｍｇの含有量を、ワイヤ全質量に対する質量％で［Ｍｇ］と表す場合に、
式（８）：［Ａｌ］／（［Ａｌ］＋［Ｍｇ］）により算出される値が、０．５以上１．０以下であることを特徴とする、請求項１～９のいずれか１項に記載の塩基性系フラックス入りワイヤ。
【請求項11】
前記ＲＥＭは、Ｌａ及びＣｅからなることを特徴とする、請求項１～１０のいずれか１項に記載の塩基性系フラックス入りワイヤ。
【請求項12】
溶着金属全質量に対して、
Ｃ：０．０２０質量％以上０．１００質量％以下、
Ｓｉ：０．０５質量％以上０．５０質量％以下、
Ｍｎ：０．２０質量％以上１．８０質量％以下、
Ａｌ：０．３０質量％以上１．５０質量％以下、
Ｃｅ：０．００２質量％以上０．０１０質量％以下、
Ｆｅ：８５．０質量％以上、
を含有し、
Ｌａ：０．００８質量％以下、
Ｐ：０．０２００質量％以下、
Ｓ：０．０２００質量％以下、
Ｃｒ：１．００質量％以下、
Ｍｏ：１．００質量％以下、
Ｍｇ：０．５０質量％以下、
Ｚｒ：０．５０質量％以下、
Ｔｉ：０．０５質量％以下、
Ｃａ：０．５０質量％以下、
Ｎｉ：３．００質量％以下、
Ｂ：０．００９０質量％以下、
Ｂａ：１．００質量％以下、
Ｎｂ：０．００１質量％以下、
Ｃｕ：０．１質量％以下、
Ｖ：０．００１質量％以下、
Ｗ：０．１質量％以下、
Ｔａ：０．１質量％以下、
Ｓｒ：１．００質量％以下、
アルカリ金属元素の合計：０．０５質量％以下、
Ｏ：０．０２５０質量％以下、
Ｎ：０．０１００質量％以下、であり、
残部が不純物であることを特徴とする溶着金属。
Ｃ：０．０２０質量％以上０．１００質量％以下、
Ｓｉ：０．０５質量％以上０．５０質量％以下、
Ｍｎ：０．２０質量％以上１．８０質量％以下、
Ａｌ：０．３０質量％以上１．５０質量％以下、
Ｃｅ：０．００２質量％以上０．０１０質量％以下、
Ｆｅ：８５．０質量％以上、
を含有し、
Ｌａ：０．００８質量％以下、
Ｐ：０．０２００質量％以下、
Ｓ：０．０２００質量％以下、
Ｃｒ：１．００質量％以下、
Ｍｏ：１．００質量％以下、
Ｍｇ：０．５０質量％以下、
Ｚｒ：０．５０質量％以下、
Ｔｉ：０．０５質量％以下、
Ｃａ：０．５０質量％以下、
Ｎｉ：３．００質量％以下、
Ｂ：０．００９０質量％以下、
Ｂａ：１．００質量％以下、
Ｎｂ：０．００１質量％以下、
Ｃｕ：０．１質量％以下、
Ｖ：０．００１質量％以下、
Ｗ：０．１質量％以下、
Ｔａ：０．１質量％以下、
Ｓｒ：１．００質量％以下、
アルカリ金属元素の合計：０．０５質量％以下、
Ｏ：０．０２５０質量％以下、
Ｎ：０．０１００質量％以下、であり、
残部が不純物であることを特徴とする溶着金属。
【請求項13】
請求項１２に記載の溶着金属を得ることを特徴とする、塩基性系フラックス入りワイヤ。
【請求項14】
請求項１～１１及び１３のいずれか１項に記載の塩基性系フラックス入りワイヤを用いて、ガスシールドアーク溶接することを特徴とする、溶接方法。
【請求項15】
請求項１４に記載の溶接方法を用いて製造されることを特徴とする、溶接継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、全姿勢の溶接を可能とし、強度と靱性とのバランスが優れた塩基性系フラックス入りワイヤ、上記塩基性系フラックス入りワイヤを用いて得られる溶着金属、並びに上記塩基性系フラックス入りワイヤを用いた溶接方法及び溶接継手に関する。
【背景技術】
【0002】
フラックス入りワイヤは充填しているフラックスの種類によって、ルチール系、塩基性系、メタル系といった区分別けがされている。これらは、用途によって使い分けられるが、この中で塩基性系フラックス入りワイヤは、溶接金属の酸素量を低く抑えることができるため、優れた靱性を得ることができるという長所を有する。しかしながら、塩基性系フラックス入りワイヤは、溶接作業性に劣り、特に立向溶接、横向溶接、上向溶接といった難姿勢の溶接には適用することが困難であるという短所もある。
【0003】
特許文献１には、塩基性系フラックス入りワイヤにおいて、上述の短所を克服する技術が開示されている。具体的には、上記特許文献１には、フラックスがＭｇ及びＡｌを含む強脱酸金属元素とフッ素化合物粉とを含み、強脱酸金属元素に係る強脱酸金属粉とフッ素化合物粉は特定の粒度を有し、フラックス率は１０～３０質量％であり、かつＡｌ：１．０～３．５質量％、Ｍｇ（ｗｉｒｅ）：０．３～０．９質量％、フッ素化合物のフッ素換算値Ｆの合計：０．３０～１．２０質量％、強脱酸金属元素の合計：２．２質量％以上、強脱酸金属元素：１５～３５質量、フッ素化合物粉：１０～４５質量％等の特定組成を満たすことで、全姿勢溶接が可能であることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２１－０００６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、上記特許文献１に記載のフラックス入りワイヤは、全姿勢溶接を可能とするため、強脱酸元素を添加している。この強脱酸元素としては、溶接中において優れた脱酸作用を起こし、スラグアウトするものと溶接金属に介在物として残存するものがある。
しかし、溶接金属に残存した介在物が、機械的性能、特に、靱性に悪影響を及ぼす。言い換えれば、特許文献１は、全姿勢溶接を可能とする塩基性系フラックス入りワイヤの短所を克服したものの、その一方で、優れた靱性をもつという塩基性系フラックス入りワイヤの長所を最大限活かすことができなくなっている。
しかし、溶接金属に残存した介在物が、機械的性能、特に、靱性に悪影響を及ぼす。言い換えれば、特許文献１は、全姿勢溶接を可能とする塩基性系フラックス入りワイヤの短所を克服したものの、その一方で、優れた靱性をもつという塩基性系フラックス入りワイヤの長所を最大限活かすことができなくなっている。
【0006】
また、靱性は、強度の値に依存するが、狙う強度によって、強度と靱性とのバランスが異なるという課題もある。例えば、高強度に設計した場合に、靱性が良好であるが、狙いの強度を下げて再度設計した場合に、極端に靱性が悪くなる場合もある。これは、狙う強度によって、添加する元素が変わり、溶着金属組織又は溶接金属組織に影響を与えるためである。
【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、全姿勢の溶接を可能とし、強度と靱性とのバランスが優れた溶着金属及び溶接金属（以降、「溶接継手」とも称する。）を得ることができる塩基性系フラックス入りワイヤ及び溶接方法、並びに強度と靱性とのバランスが優れた溶着金属及び溶接継手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】
本発明の上記目的は、塩基性系フラックス入りワイヤに係る下記［１］の構成により達成される。
【0009】
［１］ 強脱酸元素を含む塩基性系フラックス入りワイヤであって、
前記強脱酸元素の合計量は、ワイヤ全質量に対して、１．５０質量％以上４．００質量％以下であるとともに、
ＲＥＭ：０．０３０質量％以上０．１２０質量％以下、
Ｆｅ：８５．０質量％以上、
を含有し、
Ｃ：０．０５０質量％以下、
Ｓｉ：０．６０質量％以下、
Ｍｎ：２．００質量％以下、
Ｐ：０．０１５０質量％以下、
Ｓ：０．０１５０質量％以下、
Ｃｒ：１．００質量％以下、
Ｍｏ：１．００質量％以下、
Ａｌ：３．００質量％以下、
Ｍｇ：３．００質量％以下、
Ｚｒ：３．０００質量％以下、
Ｔｉ：３．０００質量％以下、
Ｃａ：３．００質量％以下、
Ｎｉ：５．００質量％以下、
Ｂ：０．０２００質量％以下、
Ｂａ：４．００質量％以下、
Ｆ：２．００質量％以下、
であり、
下記式（１）により算出される値：４８．０以下、
下記式（２）により算出される値：４８．０以下、
下記式（３）により算出される値：０．０９以上、
下記式（４）により算出される値：０．１４以上、
であることを特徴とする、塩基性系フラックス入りワイヤ。
式（１）：
３２．１×［Ｓｉ］－４０．６×［Ｍｎ］－２０．１×［Ｎｉ］－１９．７×［Ｍｏ］－１７２．６×［Ｃ］－４０８．２×［ＲＥＭ］－５８２４．４×［Ｂ］－３８．４×［Ｃｒ］－９９６０×［Ｐ］＋４３７９３×［Ｓ］
式（２）：
３３．９×［Ｓｉ］－４７．０×［Ｍｎ］－２２．２×［Ｎｉ］－１１．９×［Ｍｏ］－２０３．９×［Ｃ］－４４３．５×［ＲＥＭ］－４４８２．２×［Ｂ］－３６．１×［Ｃｒ］－１５２８１×［Ｐ］＋４７８６８×［Ｓ］
式（３）：
０．００１×［Ｆｅ］－０．７１×［Ｓｉ］＋０．０８×［Ｍｎ］－０．０８×［Ａｌ］＋０．６９×［Ｚｒ］＋０．０３×［Ｎｉ］＋０．０１×［Ｍｏ］＋０．３２×［Ｃ］＋２．２７×［ＲＥＭ］＋９．５７×［Ｂ］＋０．１１×［Ｃｒ］
式（４）：
０．００３×［Ｆｅ］－０．３５×［Ｓｉ］＋０．０９×［Ｍｎ］－０．１３×［Ａｌ］＋０．２２×［Ｚｒ］＋０．０２×［Ｎｉ］－０．０２×［Ｍｏ］－０．１１×［Ｃ］＋１．１７×［ＲＥＭ］＋４．３０×［Ｂ］＋０．０９×［Ｃｒ］
ただし、前記式（１）～式（４）中、［ＲＥＭ］、［Ｆｅ］、［Ｃ］、［Ｓｉ］、［Ｍｎ］、［Ｐ］、［Ｓ］、［Ｃｒ］、［Ｍｏ］、［Ａｌ］、［Ｚｒ］、［Ｎｉ］及び［Ｂ］は、それぞれ、前記ＲＥＭ、前記Ｆｅ、前記Ｃ、前記Ｓｉ、前記Ｍｎ、前記Ｐ、前記Ｓ、前記Ｃｒ、前記Ｍｏ、前記Ａｌ、前記Ｚｒ、前記Ｎｉ及び前記Ｂの含有量を、ワイヤ全質量に対する質量％で表した値である。
前記強脱酸元素の合計量は、ワイヤ全質量に対して、１．５０質量％以上４．００質量％以下であるとともに、
ＲＥＭ：０．０３０質量％以上０．１２０質量％以下、
Ｆｅ：８５．０質量％以上、
を含有し、
Ｃ：０．０５０質量％以下、
Ｓｉ：０．６０質量％以下、
Ｍｎ：２．００質量％以下、
Ｐ：０．０１５０質量％以下、
Ｓ：０．０１５０質量％以下、
Ｃｒ：１．００質量％以下、
Ｍｏ：１．００質量％以下、
Ａｌ：３．００質量％以下、
Ｍｇ：３．００質量％以下、
Ｚｒ：３．０００質量％以下、
Ｔｉ：３．０００質量％以下、
Ｃａ：３．００質量％以下、
Ｎｉ：５．００質量％以下、
Ｂ：０．０２００質量％以下、
Ｂａ：４．００質量％以下、
Ｆ：２．００質量％以下、
であり、
下記式（１）により算出される値：４８．０以下、
下記式（２）により算出される値：４８．０以下、
下記式（３）により算出される値：０．０９以上、
下記式（４）により算出される値：０．１４以上、
であることを特徴とする、塩基性系フラックス入りワイヤ。
式（１）：
３２．１×［Ｓｉ］－４０．６×［Ｍｎ］－２０．１×［Ｎｉ］－１９．７×［Ｍｏ］－１７２．６×［Ｃ］－４０８．２×［ＲＥＭ］－５８２４．４×［Ｂ］－３８．４×［Ｃｒ］－９９６０×［Ｐ］＋４３７９３×［Ｓ］
式（２）：
３３．９×［Ｓｉ］－４７．０×［Ｍｎ］－２２．２×［Ｎｉ］－１１．９×［Ｍｏ］－２０３．９×［Ｃ］－４４３．５×［ＲＥＭ］－４４８２．２×［Ｂ］－３６．１×［Ｃｒ］－１５２８１×［Ｐ］＋４７８６８×［Ｓ］
式（３）：
０．００１×［Ｆｅ］－０．７１×［Ｓｉ］＋０．０８×［Ｍｎ］－０．０８×［Ａｌ］＋０．６９×［Ｚｒ］＋０．０３×［Ｎｉ］＋０．０１×［Ｍｏ］＋０．３２×［Ｃ］＋２．２７×［ＲＥＭ］＋９．５７×［Ｂ］＋０．１１×［Ｃｒ］
式（４）：
０．００３×［Ｆｅ］－０．３５×［Ｓｉ］＋０．０９×［Ｍｎ］－０．１３×［Ａｌ］＋０．２２×［Ｚｒ］＋０．０２×［Ｎｉ］－０．０２×［Ｍｏ］－０．１１×［Ｃ］＋１．１７×［ＲＥＭ］＋４．３０×［Ｂ］＋０．０９×［Ｃｒ］
ただし、前記式（１）～式（４）中、［ＲＥＭ］、［Ｆｅ］、［Ｃ］、［Ｓｉ］、［Ｍｎ］、［Ｐ］、［Ｓ］、［Ｃｒ］、［Ｍｏ］、［Ａｌ］、［Ｚｒ］、［Ｎｉ］及び［Ｂ］は、それぞれ、前記ＲＥＭ、前記Ｆｅ、前記Ｃ、前記Ｓｉ、前記Ｍｎ、前記Ｐ、前記Ｓ、前記Ｃｒ、前記Ｍｏ、前記Ａｌ、前記Ｚｒ、前記Ｎｉ及び前記Ｂの含有量を、ワイヤ全質量に対する質量％で表した値である。
【0010】
また、塩基性系フラックス入りワイヤに係る本発明の好ましい実施形態は、以下の［２］～［１１］に関する。
【0011】
［２］ ワイヤ全質量に対して、さらに、
ワイヤ全質量に対して、さらに、
Ｎｂ：０．５０質量％以下、
Ｃｕ：２．００質量％以下、
Ｗ：１．００質量％以下、
Ｔａ：１．００質量％以下、
Ｖ：１．００質量％以下、
Ｓｒ：４．００質量％以下、及び、
アルカリ金属元素の合計：３．００質量％以下、
から選択される少なくとも１種を含有し、
残部が、Ｏ、Ｎ、及び不純物であることを特徴とする［１］に記載の塩基性系フラックス入りワイヤ。
ワイヤ全質量に対して、さらに、
Ｎｂ：０．５０質量％以下、
Ｃｕ：２．００質量％以下、
Ｗ：１．００質量％以下、
Ｔａ：１．００質量％以下、
Ｖ：１．００質量％以下、
Ｓｒ：４．００質量％以下、及び、
アルカリ金属元素の合計：３．００質量％以下、
から選択される少なくとも１種を含有し、
残部が、Ｏ、Ｎ、及び不純物であることを特徴とする［１］に記載の塩基性系フラックス入りワイヤ。
【0012】
［３］ 前記Ｂの含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．００２０質量％以上０．０１５０質量％以下、であることを特徴とする、［１］又は［２］に記載の塩基性系フラックス入りワイヤ。
【0013】
［４］ 前記Ｂの含有量は、Ｂ酸化物のＢ換算値を含み、
ワイヤ全質量に対する前記Ｂ酸化物のＢ換算値を質量％で［Ｂ酸化物］と表す場合に、
式（５）：［Ｂ酸化物］／［Ｂ］により算出される値が、０．５以上であることを特徴とする、［１］～［３］のいずれか１つに記載の塩基性系フラックス入りワイヤ。
ワイヤ全質量に対する前記Ｂ酸化物のＢ換算値を質量％で［Ｂ酸化物］と表す場合に、
式（５）：［Ｂ酸化物］／［Ｂ］により算出される値が、０．５以上であることを特徴とする、［１］～［３］のいずれか１つに記載の塩基性系フラックス入りワイヤ。
【0014】
［５］ Ｂａ：４．００質量％以下、
Ｃａ：３．００質量％以下、及び
Ｓｒ：４．００質量％以下、から選択される少なくとも１種を含有し、
フラックスは、前記Ｂａ、前記Ｃａ及び前記Ｓｒのフッ化物である、ＢａＦ２、ＣａＦ２及びＳｒＦ２から選択される少なくとも１種を含有し、
前記Ｂａの含有量は、前記ＢａＦ２のＢａ換算値を含み、
前記Ｃａの含有量は、前記ＣａＦ２のＣａ換算値を含み、
前記Ｓｒの含有量は、前記ＳｒＦ２のＳｒ換算値を含み、
前記Ｆの含有量は、前記ＢａＦ２、前記ＣａＦ２及び前記ＳｒＦ２のＦ換算値を含むことを特徴とする、［１］～［４］のいずれか１つに記載の塩基性系フラックス入りワイヤ。
Ｃａ：３．００質量％以下、及び
Ｓｒ：４．００質量％以下、から選択される少なくとも１種を含有し、
フラックスは、前記Ｂａ、前記Ｃａ及び前記Ｓｒのフッ化物である、ＢａＦ２、ＣａＦ２及びＳｒＦ２から選択される少なくとも１種を含有し、
前記Ｂａの含有量は、前記ＢａＦ２のＢａ換算値を含み、
前記Ｃａの含有量は、前記ＣａＦ２のＣａ換算値を含み、
前記Ｓｒの含有量は、前記ＳｒＦ２のＳｒ換算値を含み、
前記Ｆの含有量は、前記ＢａＦ２、前記ＣａＦ２及び前記ＳｒＦ２のＦ換算値を含むことを特徴とする、［１］～［４］のいずれか１つに記載の塩基性系フラックス入りワイヤ。
【0015】
［６］ 前記Ｆの含有量と、前記フラックス中に含有される全フッ化物のＦ換算値とは、等しいことを特徴とする、［５］に記載の塩基性系フラックス入りワイヤ。
【0016】
［７］ 前記フラックス中の酸化物の含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．００５質量％以上０．１００質量％以下であることを特徴とする、［１］～［６］のいずれか１つに記載の塩基性系フラックス入りワイヤ。
【0017】
［８］ 前記Ｃｒの含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．２０質量％以上０．９０質量％以下であるとともに、
前記Ｍｏの含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．５０質量％以下であり、
式（６）：［Ｃｒ］／（［Ｃｒ］＋［Ｍｏ］）により算出される値が、０．２０以上であることを特徴とする、［１］～［７］のいずれか１つに記載の塩基性系フラックス入りワイヤ。
前記Ｍｏの含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．５０質量％以下であり、
式（６）：［Ｃｒ］／（［Ｃｒ］＋［Ｍｏ］）により算出される値が、０．２０以上であることを特徴とする、［１］～［７］のいずれか１つに記載の塩基性系フラックス入りワイヤ。
【0018】
［９］ 前記Ｃｒの含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．９０質量％以下であるとともに、
前記Ｍｏの含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．１０質量％以上０．８０質量％以下であり、
式（７）：［Ｍｏ］／（［Ｃｒ］＋［Ｍｏ］）により算出される値が、０．１０以上であることを特徴とする、［１］～［７］のいずれか１つに記載の塩基性系フラックス入りワイヤ。
前記Ｍｏの含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．１０質量％以上０．８０質量％以下であり、
式（７）：［Ｍｏ］／（［Ｃｒ］＋［Ｍｏ］）により算出される値が、０．１０以上であることを特徴とする、［１］～［７］のいずれか１つに記載の塩基性系フラックス入りワイヤ。
【0019】
［１０］ 前記強脱酸元素として、ワイヤ全質量に対して、前記Ａｌを１．００質量％以上２．５０質量％以下含有するとともに、
前記Ｍｇは、１．００質量％以下であり、
ワイヤ中における前記Ｍｇの含有量を、ワイヤ全質量に対する質量％で［Ｍｇ］と表す場合に、
式（８）：［Ａｌ］／（［Ａｌ］＋［Ｍｇ］）により算出される値が、０．５以上１．０以下であることを特徴とする、［１］～［９］のいずれか１つに記載の塩基性系フラックス入りワイヤ。
前記Ｍｇは、１．００質量％以下であり、
ワイヤ中における前記Ｍｇの含有量を、ワイヤ全質量に対する質量％で［Ｍｇ］と表す場合に、
式（８）：［Ａｌ］／（［Ａｌ］＋［Ｍｇ］）により算出される値が、０．５以上１．０以下であることを特徴とする、［１］～［９］のいずれか１つに記載の塩基性系フラックス入りワイヤ。
【0020】
［１１］ 前記ＲＥＭは、Ｌａ及びＣｅからなることを特徴とする、［１］～［１０］のいずれか１つに記載の塩基性系フラックス入りワイヤ。
【0021】
また、本発明の上記目的は、溶着金属に係る下記［１２］に関する。
［１２］ 溶着金属全質量に対して、
Ｃ：０．０２０質量％以上０．１００質量％以下、
Ｓｉ：０．０５質量％以上０．５０質量％以下、
Ｍｎ：０．２０質量％以上１．８０質量％以下、
Ａｌ：０．３０質量％以上１．５０質量％以下、
Ｃｅ：０．００２質量％以上０．０１０質量％以下、
Ｆｅ：８５．０質量％以上、
を含有し、
Ｌａ：０．００８質量％以下、
Ｐ：０．０２００質量％以下、
Ｓ：０．０２００質量％以下、
Ｃｒ：１．００質量％以下、
Ｍｏ：１．００質量％以下、
Ｍｇ：０．５０質量％以下、
Ｚｒ：０．５０質量％以下、
Ｔｉ：０．０５質量％以下、
Ｃａ：０．５０質量％以下、
Ｎｉ：３．００質量％以下、
Ｂ：０．００９０質量％以下、
Ｂａ：１．００質量％以下、
Ｎｂ：０．００１質量％以下、
Ｃｕ：０．１質量％以下、
Ｖ：０．００１質量％以下、
Ｗ：０．１質量％以下、
Ｔａ：０．１質量％以下、
Ｓｒ：１．００質量％以下、
アルカリ金属元素の合計：０．０５質量％以下、
Ｏ：０．０２５０質量％以下、
Ｎ：０．０１００質量％以下、であり、
残部が不純物であることを特徴とする溶着金属。
［１２］ 溶着金属全質量に対して、
Ｃ：０．０２０質量％以上０．１００質量％以下、
Ｓｉ：０．０５質量％以上０．５０質量％以下、
Ｍｎ：０．２０質量％以上１．８０質量％以下、
Ａｌ：０．３０質量％以上１．５０質量％以下、
Ｃｅ：０．００２質量％以上０．０１０質量％以下、
Ｆｅ：８５．０質量％以上、
を含有し、
Ｌａ：０．００８質量％以下、
Ｐ：０．０２００質量％以下、
Ｓ：０．０２００質量％以下、
Ｃｒ：１．００質量％以下、
Ｍｏ：１．００質量％以下、
Ｍｇ：０．５０質量％以下、
Ｚｒ：０．５０質量％以下、
Ｔｉ：０．０５質量％以下、
Ｃａ：０．５０質量％以下、
Ｎｉ：３．００質量％以下、
Ｂ：０．００９０質量％以下、
Ｂａ：１．００質量％以下、
Ｎｂ：０．００１質量％以下、
Ｃｕ：０．１質量％以下、
Ｖ：０．００１質量％以下、
Ｗ：０．１質量％以下、
Ｔａ：０．１質量％以下、
Ｓｒ：１．００質量％以下、
アルカリ金属元素の合計：０．０５質量％以下、
Ｏ：０．０２５０質量％以下、
Ｎ：０．０１００質量％以下、であり、
残部が不純物であることを特徴とする溶着金属。
【0022】
また、本発明の上記目的は、塩基性系フラックス入りワイヤに係る下記［１３］に関する。
【0023】
［１３］ ［１２］に記載の溶着金属を得ることを特徴とする、塩基性系フラックス入りワイヤ。
【0024】
また、本発明の上記目的は、溶接方法に係る下記［１４］に関する。
【0025】
［１４］ ［１］～［１１］及び［１３］のいずれか１つに記載の塩基性系フラックス入りワイヤを用いて、ガスシールドアーク溶接することを特徴とする、溶接方法。
【0026】
また、本発明の上記目的は、溶接継手に係る下記［１５］に関する。
【0027】
［１５］ ［１４］に記載の溶接方法を用いて製造されることを特徴とする、溶接継手。
【発明の効果】
【0028】
本発明によれば、全姿勢の溶接を可能とし、強度と靱性とのバランスが優れた溶着金属及び溶接金属を得ることができる塩基性系フラックス入りワイヤ及び溶接方法、並びに強度と靱性とのバランスが優れた溶着金属及び溶接継手を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0029】
本実施形態においては、塩基性系フラックス入りワイヤに、適切な含有量で強脱酸元素を含有させることによって、溶接作業性を改善し、難姿勢の溶接を可能にしている。ただし、強度調整に用いる元素によっては、溶着金属又は溶接金属の強度と靱性とのバランスがとれないおそれが生じる。
【0030】
そこで、本発明者らはさらに、工業的に用いられる強度範囲で設計した組成と機械的性能の関係からパラメータ式を導きだした。具体的には、本実施形態の組成と機械的性能として、強度、靱性、脆性破面率の関係を重回帰式でまとめ、以下に説明する４つの式を満たすことによって、優れた強度と靱性バランスをもつワイヤの組成を導出できることを見出した。
【0031】
以下、本発明の実施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く、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、任意に変更して実施することができる。
【0032】
［１．塩基性系フラックス入りワイヤ］
本実施形態に係る塩基性系フラックス入りワイヤは、（以下、単に「ワイヤ」と称することがある。）は、コアとなるフラックスと、外皮となるフープとを含む。以下に、本実施形態に係る塩基性系フラックス入りワイヤに含有される成分及びその含有量について、好ましい範囲及びその限定理由を具体的に説明する。
本実施形態に係る塩基性系フラックス入りワイヤは、（以下、単に「ワイヤ」と称することがある。）は、コアとなるフラックスと、外皮となるフープとを含む。以下に、本実施形態に係る塩基性系フラックス入りワイヤに含有される成分及びその含有量について、好ましい範囲及びその限定理由を具体的に説明する。
【0033】
明細書中、「～」とは、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。また、本明細書において、元素の直後に「（Ｗｉｒｅ）」が付与されているものは、その元素がワイヤに含有されていることを示す。
同様に、元素の直後に「（Ｍｅｔａｌ）」が付与されているものは、その元素が溶着金属中に含有されていることを示す。
同様に、元素の直後に「（Ｍｅｔａｌ）」が付与されているものは、その元素が溶着金属中に含有されていることを示す。
【0034】
ここで、元素として、仮にＭｎの例を挙げる。ワイヤ全体の金属Ｍｎ（Ｗｉｒｅ）とすると、フープに含まれるＭｎやフラックス中に含まれるＭｎの金属粉等が挙げられ、ワイヤ全体のＭｎ化合物のＭｎ換算値（Ｗｉｒｅ）とすると、Ｍｎの酸化物等のＭｎ換算値が挙げられる。また、Ｍｎ（Ｗｉｒｅ）の含有量とは、ワイヤ全体の金属Ｍｎ（Ｗｉｒｅ）とＭｎに係る化合物のＭｎ換算値（Ｗｉｒｅ）との合計量を、ワイヤ全体のＭｎ含有量として、ワイヤ全質量に対する質量％で表すものとする。なお、この合計量は、ワイヤ全体の金属Ｍｎ（Ｗｉｒｅ）及びワイヤ全体のＭｎ化合物のＭｎ換算値（Ｗｉｒｅ）のいずれか一方が０でもよい。
【0035】
＜強脱酸元素の合計量：１．５０質量％以上４．００質量％以下＞
本実施形態に係る塩基性系フラックス入りワイヤ（以下、単に「ワイヤ」と称することがある。）は、コアとなるフラックスと、外皮となるフープとを含む。本実施形態においては、強脱酸元素を適量添加することにより、溶接作業性の改善、及び難姿勢の適用化を実現することができる。強脱酸元素としては、例えば、Ａｌ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｚｒ等の元素が挙げられ、合計量として規定する。なお、この合計量はワイヤ全質量に対する質量％であり、例えば、ワイヤ中にＡｌ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｚｒを含有する場合に、これらの含有量の合計量である。強脱酸元素の合計量が１．５０質量％未満であると、難姿勢への適用が困難となる。したがって、強脱酸元素の合計量は、１．５０質量％以上とし、２．００質量％以上であることが好ましい。
一方、強脱酸元素の合計量が４．００質量％を超えると、溶接金属中の介在物数が過度に増加し、靱性の低下が起こる。したがって、本実施形態に係る塩基性系フラックス入りワイヤは、後述する式（１）～式（４）を満足する組成範囲であって、強脱酸元素の合計量は、４．００質量％以下とし、３．２０質量％以下とすることが好ましい。なお、後述するが、強脱酸元素としては、Ａｌ及びＭｇを含有することが好ましい。
本実施形態に係る塩基性系フラックス入りワイヤ（以下、単に「ワイヤ」と称することがある。）は、コアとなるフラックスと、外皮となるフープとを含む。本実施形態においては、強脱酸元素を適量添加することにより、溶接作業性の改善、及び難姿勢の適用化を実現することができる。強脱酸元素としては、例えば、Ａｌ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｚｒ等の元素が挙げられ、合計量として規定する。なお、この合計量はワイヤ全質量に対する質量％であり、例えば、ワイヤ中にＡｌ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｚｒを含有する場合に、これらの含有量の合計量である。強脱酸元素の合計量が１．５０質量％未満であると、難姿勢への適用が困難となる。したがって、強脱酸元素の合計量は、１．５０質量％以上とし、２．００質量％以上であることが好ましい。
一方、強脱酸元素の合計量が４．００質量％を超えると、溶接金属中の介在物数が過度に増加し、靱性の低下が起こる。したがって、本実施形態に係る塩基性系フラックス入りワイヤは、後述する式（１）～式（４）を満足する組成範囲であって、強脱酸元素の合計量は、４．００質量％以下とし、３．２０質量％以下とすることが好ましい。なお、後述するが、強脱酸元素としては、Ａｌ及びＭｇを含有することが好ましい。
【0036】
＜ＲＥＭ（Ｗｉｒｅ）：０．０３０質量％以上０．１２０質量％以下＞
ＲＥＭ（Ｒａｒｅ Ｅａｒｔｈ Ｍｅｔａｌｓ）は、希土類元素を意味し、ＣｅやＬａ等が挙げられる。上述のとおり、ワイヤ中に強脱酸元素を含有させることにより、難姿勢の溶接を実現することができるが、ワイヤ中の強脱酸元素の含有量が過剰であると、溶接金属中に介在物が残るため、靱性が劣化する。本発明者らは、溶接金属中の介在物の個数密度と靱性の関係性から、この個数密度を減少させることにより、靱性を改善できることを見出した。さらに、本発明者らは、ワイヤ中に所定の含有量の範囲でＲＥＭ（Ｗｉｒｅ）を含有させることにより、個数密度を減少させることができることを見出した。
ＲＥＭ（Ｒａｒｅ Ｅａｒｔｈ Ｍｅｔａｌｓ）は、希土類元素を意味し、ＣｅやＬａ等が挙げられる。上述のとおり、ワイヤ中に強脱酸元素を含有させることにより、難姿勢の溶接を実現することができるが、ワイヤ中の強脱酸元素の含有量が過剰であると、溶接金属中に介在物が残るため、靱性が劣化する。本発明者らは、溶接金属中の介在物の個数密度と靱性の関係性から、この個数密度を減少させることにより、靱性を改善できることを見出した。さらに、本発明者らは、ワイヤ中に所定の含有量の範囲でＲＥＭ（Ｗｉｒｅ）を含有させることにより、個数密度を減少させることができることを見出した。
【0037】
具体的には、ＲＥＭ（Ｗｉｒｅ）を０．０３０以上含有させることにより、ＲＥＭが、添加した強脱酸元素の酸化物を凝集させる結合剤として作用する。例えば、Ａｌ、Ｍｇ、ＲＥＭが添加されたワイヤを用いて作成した溶着金属内の組織を観察すると、ＲＥＭ、Ａｌ、Ｍｇの複合酸化物が生成し、溶着金属中の介在物の個数密度が減少していることが確認された。
【0038】
ＲＥＭ（Ｗｉｒｅ）の含有量が、０．０３０質量％未満であると、上述の酸化物の凝集作用が発揮できない。したがって、ＲＥＭ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．０３０質量％以上とし、０．０４０質量％以上とすることが好ましい。
一方、ＲＥＭ（Ｗｉｒｅ）の含有量が、０．１２０質量％を超えると、凝集作用により、介在物が粗大化し、機械的性能に悪影響を及ぼしたり、許容できない溶接欠陥が発生したりするおそれがある。したがって、ＲＥＭ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．１２０質量％以下とし、０．１１０質量％以下とすることが好ましい。
一方、ＲＥＭ（Ｗｉｒｅ）の含有量が、０．１２０質量％を超えると、凝集作用により、介在物が粗大化し、機械的性能に悪影響を及ぼしたり、許容できない溶接欠陥が発生したりするおそれがある。したがって、ＲＥＭ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．１２０質量％以下とし、０．１１０質量％以下とすることが好ましい。
【0039】
なお、ＲＥＭは、フラックス中に含有させることが好ましい。その添加形態は特に問わず、金属ＲＥＭの形態、ＲＥＭを含む合金の形態、又はＲＥＭの化合物の形態など、いずれの形態であってもよい。ここで、ＲＥＭの化合物形態で、フラックス中に含まれる場合、ＲＥＭ（Ｗｉｒｅ）の含有量には、ＲＥＭに係る化合物のＲＥＭ換算値が含まれることになる。なお、好ましくは、ＲＥＭを含む合金の形態でフラックス中に含まれているとよく、ワイヤ中のＲＥＭの添加はすべて、ＲＥＭを含む合金の形態でフラックス中に含有させることがより好ましい。なお、本実施形態に係る塩基性系フラックス入りワイヤに含有されるＲＥＭとしては、Ｌａ及びＣｅであることが好ましい。
【0040】
本実施形態においては、本発明の目的を達成するため、特定の元素の含有量を用いた複数のパラメータを生成し、これらのパラメータの値を規定している。なお、本明細書において、ある成分のワイヤ全質量に対する含有量を、［（成分名）］と表すものとする。具体的には、［ＲＥＭ］、［Ｆｅ］、［Ｃ］、［Ｓｉ］、［Ｍｎ］、［Ｐ］、［Ｓ］、［Ｃｒ］、［Ｍｏ］、［Ａｌ］、［Ｚｒ］、［Ｎｉ］、［Ｂ］、及び［Ｍｇ］は、それぞれ、ワイヤ中の、ＲＥＭ（Ｗｉｒｅ）、Ｆｅ（Ｗｉｒｅ）、Ｃ（Ｗｉｒｅ）、Ｓｉ（Ｗｉｒｅ）、Ｍｎ（Ｗｉｒｅ）、Ｐ（Ｗｉｒｅ）、Ｓ（Ｗｉｒｅ）、Ｃｒ（Ｗｉｒｅ）、Ｍｏ（Ｗｉｒｅ）、Ａｌ（Ｗｉｒｅ）、Ｚｒ（Ｗｉｒｅ）、Ｎｉ（Ｗｉｒｅ）、Ｂ（Ｗｉｒｅ）、及びＭｇ（Ｗｉｒｅ）の含有量を、ワイヤ全質量に対する質量％で表した値である。
【0041】
＜下記式（１）により算出される値：４８．０以下＞
式（１）は、強度、靱性等の機械的性能の調整に用いられ、炭素当量や低温割れ感受性に関係する元素と、－４６℃における脆性破面率との関係を重回帰分析でパラメータ化した式である。各元素の含有量に基づき、下記式（１）により算出される値が、４８．０以下であると、極低温における脆性破面率が低い元素が組み合わされたワイヤ組成となるため、極低温の靱性が優れていると言える。一方、下記式（１）により算出される値が、４８．０を超えると、脆性破面率が高く、十分な靱性が確保できない、また、溶接部位によって、靱性のバラツキがでるおそれのある元素が組み合わされたワイヤ組成となる。したがって、下記式（１）により算出される値は、４８．０以下であることが好ましく、４７．０以下であることがより好ましい。
式（１）は、強度、靱性等の機械的性能の調整に用いられ、炭素当量や低温割れ感受性に関係する元素と、－４６℃における脆性破面率との関係を重回帰分析でパラメータ化した式である。各元素の含有量に基づき、下記式（１）により算出される値が、４８．０以下であると、極低温における脆性破面率が低い元素が組み合わされたワイヤ組成となるため、極低温の靱性が優れていると言える。一方、下記式（１）により算出される値が、４８．０を超えると、脆性破面率が高く、十分な靱性が確保できない、また、溶接部位によって、靱性のバラツキがでるおそれのある元素が組み合わされたワイヤ組成となる。したがって、下記式（１）により算出される値は、４８．０以下であることが好ましく、４７．０以下であることがより好ましい。
【0042】
式（１）：
３２．１×［Ｓｉ］－４０．６×［Ｍｎ］－２０．１×［Ｎｉ］－１９．７×［Ｍｏ］－１７２．６×［Ｃ］－４０８．２×［ＲＥＭ］－５８２４．４×［Ｂ］－３８．４×［Ｃｒ］－９９６０×［Ｐ］＋４３７９３×［Ｓ］
３２．１×［Ｓｉ］－４０．６×［Ｍｎ］－２０．１×［Ｎｉ］－１９．７×［Ｍｏ］－１７２．６×［Ｃ］－４０８．２×［ＲＥＭ］－５８２４．４×［Ｂ］－３８．４×［Ｃｒ］－９９６０×［Ｐ］＋４３７９３×［Ｓ］
【0043】
＜下記式（２）により算出される値：４８．０以下＞
式（２）は、強度、靱性等の機械的性能の調整に用いられ、炭素当量や低温割れ感受性に関係する元素と、－２０℃における脆性破面率との関係を重回帰分析でパラメータ化した式である。各元素の含有量に基づき、下記式（２）により算出される値が、４８．０以下であると、低温における脆性破面率が高い元素が組み合わされたワイヤ組成となるため、低温の靱性が優れていると言える。一方、下記式（２）により算出される値が、４８．０を超えると、脆性破面率が高く、十分な靱性が確保できない、また、溶接部位によって、靱性のバラツキがでるおそれのある元素が組み合わされたワイヤ組成となる。したがって、下記式（２）により算出される値は、４８．０以下であることが好ましく、４０．０以下であることがより好ましい。
式（２）は、強度、靱性等の機械的性能の調整に用いられ、炭素当量や低温割れ感受性に関係する元素と、－２０℃における脆性破面率との関係を重回帰分析でパラメータ化した式である。各元素の含有量に基づき、下記式（２）により算出される値が、４８．０以下であると、低温における脆性破面率が高い元素が組み合わされたワイヤ組成となるため、低温の靱性が優れていると言える。一方、下記式（２）により算出される値が、４８．０を超えると、脆性破面率が高く、十分な靱性が確保できない、また、溶接部位によって、靱性のバラツキがでるおそれのある元素が組み合わされたワイヤ組成となる。したがって、下記式（２）により算出される値は、４８．０以下であることが好ましく、４０．０以下であることがより好ましい。
【0044】
式（２）：
３３．９×［Ｓｉ］－４７．０×［Ｍｎ］－２２．２×［Ｎｉ］－１１．９×［Ｍｏ］－２０３．９×［Ｃ］－４４３．５×［ＲＥＭ］－４４８２．２×［Ｂ］－３６．１×［Ｃｒ］－１５２８１×［Ｐ］＋４７８６８×［Ｓ］
３３．９×［Ｓｉ］－４７．０×［Ｍｎ］－２２．２×［Ｎｉ］－１１．９×［Ｍｏ］－２０３．９×［Ｃ］－４４３．５×［ＲＥＭ］－４４８２．２×［Ｂ］－３６．１×［Ｃｒ］－１５２８１×［Ｐ］＋４７８６８×［Ｓ］
【0045】
＜下記式（３）により算出される値：０．０９以上＞
式（３）は、強度、靱性等の機械的性能の調整に用いられ、炭素当量や低温割れ感受性に関係する元素と、「強度及び－４６℃における靱性とのバランス」（ＣＶＮ（－４６℃）／ＴＳのパラメータ）との関係を、重回帰分析でパラメータ化した式である。ここで、ＣＶＮはシャルピー吸収エネルギー（Ｊ）、ＴＳは引張強度（ＭＰａ）を指す。各元素の含有量に基づき、下記式（３）により算出される値が、０．０９以上であると、強度と靱性とのバランスが良好となる元素が組み合わされたワイヤ組成となる。一方、下記式（３）により算出される値が、０．０９未満であると、強度と靱性とのバランスの悪い元素が組み合わされたワイヤ組成となる。したがって、下記式（３）により算出される値は、０．０９以上であることが好ましく、０．１０以上であることがより好ましい。
式（３）は、強度、靱性等の機械的性能の調整に用いられ、炭素当量や低温割れ感受性に関係する元素と、「強度及び－４６℃における靱性とのバランス」（ＣＶＮ（－４６℃）／ＴＳのパラメータ）との関係を、重回帰分析でパラメータ化した式である。ここで、ＣＶＮはシャルピー吸収エネルギー（Ｊ）、ＴＳは引張強度（ＭＰａ）を指す。各元素の含有量に基づき、下記式（３）により算出される値が、０．０９以上であると、強度と靱性とのバランスが良好となる元素が組み合わされたワイヤ組成となる。一方、下記式（３）により算出される値が、０．０９未満であると、強度と靱性とのバランスの悪い元素が組み合わされたワイヤ組成となる。したがって、下記式（３）により算出される値は、０．０９以上であることが好ましく、０．１０以上であることがより好ましい。
【0046】
式（３）：
０．００１×［Ｆｅ］－０．７１×［Ｓｉ］＋０．０８×［Ｍｎ］－０．０８×［Ａｌ］＋０．６９×［Ｚｒ］＋０．０３×［Ｎｉ］＋０．０１×［Ｍｏ］＋０．３２×［Ｃ］＋２．２７×［ＲＥＭ］＋９．５７×［Ｂ］＋０．１１×［Ｃｒ］
０．００１×［Ｆｅ］－０．７１×［Ｓｉ］＋０．０８×［Ｍｎ］－０．０８×［Ａｌ］＋０．６９×［Ｚｒ］＋０．０３×［Ｎｉ］＋０．０１×［Ｍｏ］＋０．３２×［Ｃ］＋２．２７×［ＲＥＭ］＋９．５７×［Ｂ］＋０．１１×［Ｃｒ］
【0047】
＜下記式（４）により算出される値：０．１４以上＞
式（４）は、強度、靱性等の機械的性能の調整に用いられ、炭素当量や低温割れ感受性に関係する元素と、「強度及び－２０℃における靱性とのバランス」（ＣＶＮ（－２０℃）／ＴＳのパラメータ）との関係を、重回帰分析でパラメータ化した式である。ここで、ＣＶＮはシャルピーの吸収エネルギー（Ｊ）、ＴＳは引張強度（ＭＰａ）を指す。各元素の含有量に基づき、下記式（４）により算出される値が、０．１４以上であると、強度と靱性とのバランスが良好となる元素が組み合わされたワイヤ組成となる。一方、下記式（４）により算出される値が、０．１４未満であると、強度と靱性とのバランスが悪い、元素の組合せとなるワイヤ組成となる。
式（４）は、強度、靱性等の機械的性能の調整に用いられ、炭素当量や低温割れ感受性に関係する元素と、「強度及び－２０℃における靱性とのバランス」（ＣＶＮ（－２０℃）／ＴＳのパラメータ）との関係を、重回帰分析でパラメータ化した式である。ここで、ＣＶＮはシャルピーの吸収エネルギー（Ｊ）、ＴＳは引張強度（ＭＰａ）を指す。各元素の含有量に基づき、下記式（４）により算出される値が、０．１４以上であると、強度と靱性とのバランスが良好となる元素が組み合わされたワイヤ組成となる。一方、下記式（４）により算出される値が、０．１４未満であると、強度と靱性とのバランスが悪い、元素の組合せとなるワイヤ組成となる。
【0048】
式（４）：
０．００３×［Ｆｅ］－０．３５×［Ｓｉ］＋０．０９×［Ｍｎ］－０．１３×［Ａｌ］＋０．２２×［Ｚｒ］＋０．０２×［Ｎｉ］－０．０２×［Ｍｏ］－０．１１×［Ｃ］＋１．１７×［ＲＥＭ］＋４．３０×［Ｂ］＋０．０９×［Ｃｒ］
０．００３×［Ｆｅ］－０．３５×［Ｓｉ］＋０．０９×［Ｍｎ］－０．１３×［Ａｌ］＋０．２２×［Ｚｒ］＋０．０２×［Ｎｉ］－０．０２×［Ｍｏ］－０．１１×［Ｃ］＋１．１７×［ＲＥＭ］＋４．３０×［Ｂ］＋０．０９×［Ｃｒ］
【0049】
次に、作業性改善、機械的性能の調整等を目的に含有される個々の元素について説明する。以下、説明の元素は、上述の式（１）～式（４）を満たせば、良好な強度と靱性とのバランスを得ることが可能であるが、技術常識的に、Ｆｅを除くいずれの元素も過剰に添加すれば、溶接割れ等のおそれが発生するため、各元素の上限を定めている。なお、作業性改善、機械的性能の調整等を目的としており、必要に応じて含有すればよいことから、以下の、下限を設けていない元素の規定は０質量％を含むこととする。
【0050】
＜Ｆｅ（Ｗｉｒｅ）：８５．０質量％以上＞
軟鋼、高張力鋼、低温鋼等のように、一般的に多用される鋼種において、要求される機械的性能を満足するために含有される元素のうち、Ｆｅは主元素となる。Ｆｅ（Ｗｉｒｅ）の含有量が８５質量％未満であると、残りの元素の影響が大きくなり、機械的性能が悪化するおそれがある。したがって、Ｆｅ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、８５質量％以上とし、８７．０質量％以上とすることが好ましい。なお、ワイヤ中のＦｅ源としては、フラックス中に添加されたＦｅの金属粉、Ｆｅに係る合金の金属粉、Ｆｅに係る化合物、フープ中に含有されているＦｅ等が挙げられる。フラックス中にＦｅを含有させる場合に、溶着量を改善することができる観点から、Ｆｅの金属粉、Ｆｅに係る合金の金属粉の形態で含有させることが好ましい。
軟鋼、高張力鋼、低温鋼等のように、一般的に多用される鋼種において、要求される機械的性能を満足するために含有される元素のうち、Ｆｅは主元素となる。Ｆｅ（Ｗｉｒｅ）の含有量が８５質量％未満であると、残りの元素の影響が大きくなり、機械的性能が悪化するおそれがある。したがって、Ｆｅ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、８５質量％以上とし、８７．０質量％以上とすることが好ましい。なお、ワイヤ中のＦｅ源としては、フラックス中に添加されたＦｅの金属粉、Ｆｅに係る合金の金属粉、Ｆｅに係る化合物、フープ中に含有されているＦｅ等が挙げられる。フラックス中にＦｅを含有させる場合に、溶着量を改善することができる観点から、Ｆｅの金属粉、Ｆｅに係る合金の金属粉の形態で含有させることが好ましい。
【0051】
＜Ｃ（Ｗｉｒｅ）：０．０５０質量％以下＞
Ｃは、溶着金属及び溶接金属の強度に影響を及ぼす成分であり、溶着金属又は溶接金属中のＣ含有量が増加すると、強度が高くなる。軟鋼、高張力鋼、低温鋼等のように、一般的に多用される鋼種において、要求される強度範囲を満足させるために、ワイヤ中にＣを含有させることが好ましい。ただし、Ｃ（Ｗｉｒｅ）の含有量が増加すると、溶着金属又は溶接金属中に炭化物が析出しやすくなり、狙いの強度に対して、靱性が低下してしまい、強度と靱性とのバランスがとれなくなるおそれがある。したがって、Ｃ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．０５０質量％以下とし、０．０４０質量％以下とすることが好ましい。
一方、強度を調整するため、Ｃ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．００１質量％以上であることが好ましい。なお、ワイヤ中のＣ源としては、フラックス中に添加されたグラファイトや炭化物等、フープに含有されているＣ等が挙げられる。しかし、炭化物抑制の観点から、Ｃ（Ｗｉｒｅ）の含有量は少ないほど好ましく、フラックスは、Ｃを含有しないことがより好ましい。
Ｃは、溶着金属及び溶接金属の強度に影響を及ぼす成分であり、溶着金属又は溶接金属中のＣ含有量が増加すると、強度が高くなる。軟鋼、高張力鋼、低温鋼等のように、一般的に多用される鋼種において、要求される強度範囲を満足させるために、ワイヤ中にＣを含有させることが好ましい。ただし、Ｃ（Ｗｉｒｅ）の含有量が増加すると、溶着金属又は溶接金属中に炭化物が析出しやすくなり、狙いの強度に対して、靱性が低下してしまい、強度と靱性とのバランスがとれなくなるおそれがある。したがって、Ｃ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．０５０質量％以下とし、０．０４０質量％以下とすることが好ましい。
一方、強度を調整するため、Ｃ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．００１質量％以上であることが好ましい。なお、ワイヤ中のＣ源としては、フラックス中に添加されたグラファイトや炭化物等、フープに含有されているＣ等が挙げられる。しかし、炭化物抑制の観点から、Ｃ（Ｗｉｒｅ）の含有量は少ないほど好ましく、フラックスは、Ｃを含有しないことがより好ましい。
【0052】
＜Ｓｉ（Ｗｉｒｅ）：０．６０質量％以下＞
Ｓｉは、溶接金属の強度、靱性に影響を及ぼす成分である。軟鋼、高張力鋼、低温鋼等のように、一般的に多用される鋼種において、要求される機械的性能を満足させるために、ワイヤ中にＳｉを含有させることが好ましい。Ｓｉは脱酸作用を有し、ワイヤ中にＳｉが過度に含有されると、介在物が増加し、強度と靱性とのバランスがとれなくなるおそれがある。したがって、Ｓｉ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．６０質量％以下とし、０．５０質量％以下とすることが好ましい。
一方、強度を調整するため、Ｓｉ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．０１質量％以上であることが好ましい。なお、ワイヤ中のＳｉ源としては、フラックス中に添加されたＳｉの金属粉、Ｓｉに係る合金の金属粉、Ｓｉに係る化合物、フープに含有されているＳｉ等が挙げられる。介在物を抑制することを目的として、フラックス中にＳｉを含有させる場合に、Ｓｉの金属粉、Ｓｉに係る合金の金属粉の形態で含有させることが好ましい。
Ｓｉは、溶接金属の強度、靱性に影響を及ぼす成分である。軟鋼、高張力鋼、低温鋼等のように、一般的に多用される鋼種において、要求される機械的性能を満足させるために、ワイヤ中にＳｉを含有させることが好ましい。Ｓｉは脱酸作用を有し、ワイヤ中にＳｉが過度に含有されると、介在物が増加し、強度と靱性とのバランスがとれなくなるおそれがある。したがって、Ｓｉ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．６０質量％以下とし、０．５０質量％以下とすることが好ましい。
一方、強度を調整するため、Ｓｉ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．０１質量％以上であることが好ましい。なお、ワイヤ中のＳｉ源としては、フラックス中に添加されたＳｉの金属粉、Ｓｉに係る合金の金属粉、Ｓｉに係る化合物、フープに含有されているＳｉ等が挙げられる。介在物を抑制することを目的として、フラックス中にＳｉを含有させる場合に、Ｓｉの金属粉、Ｓｉに係る合金の金属粉の形態で含有させることが好ましい。
【0053】
＜Ｂ（Ｗｉｒｅ）：０．０２００質量％以下＞
Ｂは、溶着金属及び溶接金属の靱性の低下を防止する一方で、耐割れ性を増加させる元素である。したがって、Ｂ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．０２００質量％以下とし、０．０１５０質量％以下とすることが好ましい。また、本実施形態に係るワイヤにＢを含有させることにより、脆性破面率の低下が確認された。これは、ワイヤ中にＢを含有させることにより、粒界に生成する粗大なフェライト相又はベイナイト相を抑制できるためである。したがって、脆性破面率を低下させる観点から、Ｂ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．００２０質量％以上であることが好ましい。また、Ｚｒ（Ｗｉｒｅ）の含有量とＢ（Ｗｉｒｅ）の含有量によって、強度と靱性とのバランスが変わるため、Ｚｒ（Ｗｉｒｅ）の含有量によって、Ｂ（Ｗｉｒｅ）の含有量の好ましい範囲が変化する。即ち、Ｚｒ（Ｗｉｒｅ）の含有量が、０．０４５質量％以下であれば、上述のとおり、Ｂ（Ｗｉｒｅ）の含有量を０．０１５０質量％以下とすることが好ましいが、Ｚｒ（Ｗｉｒｅ）の含有量が、０．０４５質量％を超える場合は、Ｂ（Ｗｉｒｅ）の含有量を０．００４５質量％以下とすることがより好ましい。
なお、ワイヤ中のＢ源としては、フラックス中に添加されたＢの金属粉、Ｂに係る合金の金属粉、Ｂに係る化合物、フープに含有されているＢ等が挙げられる。
Ｂは、溶着金属及び溶接金属の靱性の低下を防止する一方で、耐割れ性を増加させる元素である。したがって、Ｂ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．０２００質量％以下とし、０．０１５０質量％以下とすることが好ましい。また、本実施形態に係るワイヤにＢを含有させることにより、脆性破面率の低下が確認された。これは、ワイヤ中にＢを含有させることにより、粒界に生成する粗大なフェライト相又はベイナイト相を抑制できるためである。したがって、脆性破面率を低下させる観点から、Ｂ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．００２０質量％以上であることが好ましい。また、Ｚｒ（Ｗｉｒｅ）の含有量とＢ（Ｗｉｒｅ）の含有量によって、強度と靱性とのバランスが変わるため、Ｚｒ（Ｗｉｒｅ）の含有量によって、Ｂ（Ｗｉｒｅ）の含有量の好ましい範囲が変化する。即ち、Ｚｒ（Ｗｉｒｅ）の含有量が、０．０４５質量％以下であれば、上述のとおり、Ｂ（Ｗｉｒｅ）の含有量を０．０１５０質量％以下とすることが好ましいが、Ｚｒ（Ｗｉｒｅ）の含有量が、０．０４５質量％を超える場合は、Ｂ（Ｗｉｒｅ）の含有量を０．００４５質量％以下とすることがより好ましい。
なお、ワイヤ中のＢ源としては、フラックス中に添加されたＢの金属粉、Ｂに係る合金の金属粉、Ｂに係る化合物、フープに含有されているＢ等が挙げられる。
【0054】
なお、フラックス中に酸化物の形態でＢを含有させると、Ｂの酸化物がフラックス中で均一に混じりやすくなり、製造の観点から有意である。よって、フラックス中には、Ｂを金属粉の形態ではなく、酸化物の形態で含有させることが好ましい。この場合に、Ｂ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、Ｂ酸化物のＢ換算値を含み、下記式（５）により算出される値が、０．５以上であることが好ましく、０．７以上であることがより好ましく、１．０であることがさらに好ましい。下記式（５）により算出される値が１．０であるとき、Ｂ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、全てＢ酸化物のＢ換算値であることを表す。言い換えれば、ワイヤ中にＢを含有させる場合に、全てＢの酸化物の形態でフラックス中に含有させることが好ましい。
【0055】
式（５）：［Ｂ酸化物］／［Ｂ］
上記式（５）において、［Ｂ酸化物］とは、ワイヤ全質量に対するＢ酸化物のＢ換算値（Ｗｉｒｅ）をワイヤ全質量に対する質量％で表した値を表す。
上記式（５）において、［Ｂ酸化物］とは、ワイヤ全質量に対するＢ酸化物のＢ換算値（Ｗｉｒｅ）をワイヤ全質量に対する質量％で表した値を表す。
【0056】
＜Ｍｎ（Ｗｉｒｅ）：２．００質量％以下＞
Ｍｎは、Ｓｉと同様に溶接金属の強度、靱性に影響を及ぼす成分である。軟鋼、高張力鋼、低温鋼等のように、一般的に多用される鋼種において、要求される機械的性能を満足させるために、ワイヤ中にＭｎを含有させることが好ましい。Ｍｎは脱酸作用を有し、ワイヤ中にＭｎが過度に含有されると、介在物が増加し、強度と靱性とのバランスがとれなくなるおそれがある。したがって、Ｍｎ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、２．００質量％以下とし、１．８０質量％以下とすることが好ましい。
一方、強度を調整するため、Ｍｎ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．０１質量％以上であることが好ましい。なお、ワイヤ中のＭｎ源としては、フラックス中に添加されたＭｎの金属粉、Ｍｎに係る合金の金属粉、Ｍｎに係る化合物、フープに含有されているＭｎ等が挙げられる。介在物を抑制することを目的として、フラックス中にＭｎを含有させる場合に、Ｍｎの金属粉、Ｍｎに係る合金の金属粉の形態でフラックス中に含有させることが好ましい。
Ｍｎは、Ｓｉと同様に溶接金属の強度、靱性に影響を及ぼす成分である。軟鋼、高張力鋼、低温鋼等のように、一般的に多用される鋼種において、要求される機械的性能を満足させるために、ワイヤ中にＭｎを含有させることが好ましい。Ｍｎは脱酸作用を有し、ワイヤ中にＭｎが過度に含有されると、介在物が増加し、強度と靱性とのバランスがとれなくなるおそれがある。したがって、Ｍｎ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、２．００質量％以下とし、１．８０質量％以下とすることが好ましい。
一方、強度を調整するため、Ｍｎ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．０１質量％以上であることが好ましい。なお、ワイヤ中のＭｎ源としては、フラックス中に添加されたＭｎの金属粉、Ｍｎに係る合金の金属粉、Ｍｎに係る化合物、フープに含有されているＭｎ等が挙げられる。介在物を抑制することを目的として、フラックス中にＭｎを含有させる場合に、Ｍｎの金属粉、Ｍｎに係る合金の金属粉の形態でフラックス中に含有させることが好ましい。
【0057】
＜Ｐ（Ｗｉｒｅ）：０．０１５０質量％以下＞
Ｐは、耐割れ性や溶接金属の機械的性質を低下させる元素である。したがって、Ｐ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．０１５０質量％以下に抑制するものとし、０．０１００質量％以下とすることが好ましい。なお、Ｐはワイヤ中に強制添加しないことが好ましい。
Ｐは、耐割れ性や溶接金属の機械的性質を低下させる元素である。したがって、Ｐ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．０１５０質量％以下に抑制するものとし、０．０１００質量％以下とすることが好ましい。なお、Ｐはワイヤ中に強制添加しないことが好ましい。
【0058】
＜Ｓ（Ｗｉｒｅ）：０．０１５０質量％以下＞
Ｓは、耐割れ性を低下させる元素である。したがって、Ｓ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．０１５０質量％以下とし、０．０１０質量％以下とすることが好ましい。
一方、Ｓ（Ｗｉｒｅ）は、ワイヤが溶融した際の溶滴の粘性や表面張力を低下させ、溶滴移行を円滑にすることによって、スパッタを小粒化させ、溶接作業性を向上させる効果を有する。したがって、溶接作業性の観点から、Ｓ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．０００５質量％以上であることが好ましい。なお、ワイヤ中のＳ源としては、特に問わず、Ｓ単体の粉末、Ｓの化合物の形態でフラックス中に含有させてもよいし、フープに含有させてもよいが、Ｓはワイヤ中に強制添加しないことがより好ましい。
Ｓは、耐割れ性を低下させる元素である。したがって、Ｓ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．０１５０質量％以下とし、０．０１０質量％以下とすることが好ましい。
一方、Ｓ（Ｗｉｒｅ）は、ワイヤが溶融した際の溶滴の粘性や表面張力を低下させ、溶滴移行を円滑にすることによって、スパッタを小粒化させ、溶接作業性を向上させる効果を有する。したがって、溶接作業性の観点から、Ｓ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．０００５質量％以上であることが好ましい。なお、ワイヤ中のＳ源としては、特に問わず、Ｓ単体の粉末、Ｓの化合物の形態でフラックス中に含有させてもよいし、フープに含有させてもよいが、Ｓはワイヤ中に強制添加しないことがより好ましい。
【0059】
＜Ｃｒ（Ｗｉｒｅ）：１．００質量％以下＞
Ｃｒは、溶着金属及び溶接金属の強度、靱性に影響を及ぼす成分である。軟鋼、高張力鋼、低温鋼等のように、一般的に多用される鋼種において、要求される機械的性能を満足させるために、ワイヤ中にＣｒを含有させることが好ましい。ワイヤ中にＣｒが過度に含有されると、粒界で炭化物として析出しやすくなり、強度と靱性とのバランスがとれなくなるおそれがある。したがって、Ｃｒ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、１．００質量％以下とし、０．９０質量％以下とすることが好ましい。
一方、強度を調整するため、Ｃｒ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．２０質量％以上であることが好ましい。なお、ワイヤ中のＣｒ源としては、フラックス中に添加されたＣｒの金属粉、Ｃｒに係る合金の金属粉、Ｃｒに係る化合物、フープに含有されているＣｒ等が挙げられる。フラックス中にＣｒを含有させる場合に、Ｃｒの金属粉、Ｃｒに係る合金の金属粉の形態でフラックス中に含有させることが好ましい。
Ｃｒは、溶着金属及び溶接金属の強度、靱性に影響を及ぼす成分である。軟鋼、高張力鋼、低温鋼等のように、一般的に多用される鋼種において、要求される機械的性能を満足させるために、ワイヤ中にＣｒを含有させることが好ましい。ワイヤ中にＣｒが過度に含有されると、粒界で炭化物として析出しやすくなり、強度と靱性とのバランスがとれなくなるおそれがある。したがって、Ｃｒ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、１．００質量％以下とし、０．９０質量％以下とすることが好ましい。
一方、強度を調整するため、Ｃｒ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．２０質量％以上であることが好ましい。なお、ワイヤ中のＣｒ源としては、フラックス中に添加されたＣｒの金属粉、Ｃｒに係る合金の金属粉、Ｃｒに係る化合物、フープに含有されているＣｒ等が挙げられる。フラックス中にＣｒを含有させる場合に、Ｃｒの金属粉、Ｃｒに係る合金の金属粉の形態でフラックス中に含有させることが好ましい。
【0060】
＜Ｍｏ（Ｗｉｒｅ）：１．００質量％以下＞
Ｍｏは、高温強度を向上させる成分である。軟鋼、高張力鋼、低温鋼等のように、一般的に多用される鋼種において、要求される機械的性能を満足させるために、ワイヤ中にＭｏを含有させることが好ましい。ワイヤ中にＭｏが過度に含有されると、強度が過剰に上昇し、強度と靱性とのバランスがとれなくなるおそれがある。したがって、Ｍｏ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、１．００質量％以下とし、０．９０質量％以下とすることが好ましい。
一方、強度を調整するため、Ｍｏ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．１０質量％以上であることが好ましい。なお、ワイヤ中のＭｏ源としては、フラックス中に添加されたＭｏの金属粉、Ｍｏに係る合金の金属粉、Ｍｏに係る化合物、フープに含有されているＭｏ等が挙げられる。フラックス中にＭｏを含有させる場合に、Ｍｏの金属粉、Ｍｏに係る合金の金属粉の形態でフラックス中に含有させることが好ましい。
Ｍｏは、高温強度を向上させる成分である。軟鋼、高張力鋼、低温鋼等のように、一般的に多用される鋼種において、要求される機械的性能を満足させるために、ワイヤ中にＭｏを含有させることが好ましい。ワイヤ中にＭｏが過度に含有されると、強度が過剰に上昇し、強度と靱性とのバランスがとれなくなるおそれがある。したがって、Ｍｏ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、１．００質量％以下とし、０．９０質量％以下とすることが好ましい。
一方、強度を調整するため、Ｍｏ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．１０質量％以上であることが好ましい。なお、ワイヤ中のＭｏ源としては、フラックス中に添加されたＭｏの金属粉、Ｍｏに係る合金の金属粉、Ｍｏに係る化合物、フープに含有されているＭｏ等が挙げられる。フラックス中にＭｏを含有させる場合に、Ｍｏの金属粉、Ｍｏに係る合金の金属粉の形態でフラックス中に含有させることが好ましい。
【0061】
また、強度と靱性に寄与するＣｒと、高温強度を向上させる元素として汎用的なＭｏとの組み合わせは、以下に示すように、強度と靱性とのバランスをとるために、用途に応じて含有量を決定することが好ましい。
【0062】
（靱性を向上させる設計）
例えば、より靱性を向上させたい場合に、強度と靱性に寄与するＣｒの含有量をＭｏの含有量よりも多くすることが好ましい。すなわち、Ｃｒ（Ｗｉｒｅ）の含有量を、ワイヤ全質量に対して、０．２０質量％以上０．９０質量％以下とするとともに、Ｍｏ（Ｗｉｒｅ）の含有量を、ワイヤ全質量に対して、０．５０質量％以下とし、下記式（６）により算出される値が、０．２０以上であることが好ましく、０．５０以上であることがより好ましく、０．７５以上であることがさらに好ましく、１．００であることが最も好ましい。
例えば、より靱性を向上させたい場合に、強度と靱性に寄与するＣｒの含有量をＭｏの含有量よりも多くすることが好ましい。すなわち、Ｃｒ（Ｗｉｒｅ）の含有量を、ワイヤ全質量に対して、０．２０質量％以上０．９０質量％以下とするとともに、Ｍｏ（Ｗｉｒｅ）の含有量を、ワイヤ全質量に対して、０．５０質量％以下とし、下記式（６）により算出される値が、０．２０以上であることが好ましく、０．５０以上であることがより好ましく、０．７５以上であることがさらに好ましく、１．００であることが最も好ましい。
【0063】
式（６）：［Ｃｒ］／（［Ｃｒ］＋［Ｍｏ］）
【0064】
（高温強度を向上させる設計）
一方、耐熱鋼の用途で用いたい場合に、高温強度を向上させる元素として汎用的なＭｏの含有量をＣｒの含有量よりも多くすることが好ましい、すなわち、Ｃｒ（Ｗｉｒｅ）の含有量を、ワイヤ全質量に対して、０．９０質量％以下とするとともに、Ｍｏ（Ｗｉｒｅ）の含有量を、ワイヤ全質量に対して、０．１０質量％以上０．８０質量％以下とし、下記式（７）により算出される値が、０．１０以上であることが好ましく、０．４５以上であることがより好ましく、０．７０以上であることがさらに好ましく、１．００であることが最も好ましい。
一方、耐熱鋼の用途で用いたい場合に、高温強度を向上させる元素として汎用的なＭｏの含有量をＣｒの含有量よりも多くすることが好ましい、すなわち、Ｃｒ（Ｗｉｒｅ）の含有量を、ワイヤ全質量に対して、０．９０質量％以下とするとともに、Ｍｏ（Ｗｉｒｅ）の含有量を、ワイヤ全質量に対して、０．１０質量％以上０．８０質量％以下とし、下記式（７）により算出される値が、０．１０以上であることが好ましく、０．４５以上であることがより好ましく、０．７０以上であることがさらに好ましく、１．００であることが最も好ましい。
【0065】
式（７）：［Ｍｏ］／（［Ｃｒ］＋［Ｍｏ］）
【0066】
＜Ａｌ（Ｗｉｒｅ）：３．００質量％以下＞
Ａｌは、強脱酸成分であり、溶接金属中で酸化反応を起こすことによって、酸化物（以下、「スラグ」とも称する。）を溶融池上に形成し、立向溶接や上向溶接等の難姿勢を含む全姿勢の溶接において、ビード形状の改善や耐溶落ち性を向上させることが可能となる。ワイヤ中にＡｌが過度に含有されると、溶接金属に残存する介在物が増加し、靱性に悪影響を及ぼす。したがって、Ａｌ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、３．００質量％以下とし、２．５０質量％以下とすることが好ましく、１．７０質量％以下とすることがより好ましい。
一方、Ａｌ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．５０質量％以上であることが好ましく、１．００質量％以上であることがより好ましい。なお、ワイヤ中のＡｌ源としては、フラックス中に添加されたＡｌの金属粉、Ａｌに係る合金の金属粉、Ａｌに係る化合物、フープに含有されているＡｌ等が挙げられる。溶接金属中の酸素量をより低減することを目的として、フラックス中にＡｌを含有させる場合に、Ａｌの金属粉、Ａｌに係る合金の金属粉の形態でフラックス中に含有させることが好ましい。
Ａｌは、強脱酸成分であり、溶接金属中で酸化反応を起こすことによって、酸化物（以下、「スラグ」とも称する。）を溶融池上に形成し、立向溶接や上向溶接等の難姿勢を含む全姿勢の溶接において、ビード形状の改善や耐溶落ち性を向上させることが可能となる。ワイヤ中にＡｌが過度に含有されると、溶接金属に残存する介在物が増加し、靱性に悪影響を及ぼす。したがって、Ａｌ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、３．００質量％以下とし、２．５０質量％以下とすることが好ましく、１．７０質量％以下とすることがより好ましい。
一方、Ａｌ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．５０質量％以上であることが好ましく、１．００質量％以上であることがより好ましい。なお、ワイヤ中のＡｌ源としては、フラックス中に添加されたＡｌの金属粉、Ａｌに係る合金の金属粉、Ａｌに係る化合物、フープに含有されているＡｌ等が挙げられる。溶接金属中の酸素量をより低減することを目的として、フラックス中にＡｌを含有させる場合に、Ａｌの金属粉、Ａｌに係る合金の金属粉の形態でフラックス中に含有させることが好ましい。
【0067】
＜Ｍｇ（Ｗｉｒｅ）：３．００質量％以下＞
ＭｇはＡｌと同様に、強脱酸成分であり、溶接金属中で酸化反応を起こすことによって、スラグを溶融池上に形成し、立向溶接や上向溶接等の難姿勢を含む全姿勢の溶接において、耐溶落ち性を向上させることが可能となる。ワイヤ中にＭｇが過度に含有されると、溶接金属に残存する介在物が増加し、靱性に悪影響を及ぼす。したがって、Ｍｇ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、３．０質量％以下とし、１．５０質量％以下とすることが好ましく、１．００質量％以下とすることがより好ましい。
一方、Ｍｇ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．３０質量％以上であることが好ましく、０．５０質量％以上であることがより好ましい。なお、ワイヤ中のＭｇ源としては、フラックス中に添加されたＭｇの金属粉、Ｍｇに係る合金の金属粉、Ｍｇに係る化合物、フープに含有されているＭｇ等が挙げられる。溶接金属中の酸素量をより低減することを目的として、フラックス中にＭｇを含有させる場合に、Ｍｇの金属粉、Ｍｇに係る合金の金属粉の形態でフラックス中に含有させることが好ましい。
ＭｇはＡｌと同様に、強脱酸成分であり、溶接金属中で酸化反応を起こすことによって、スラグを溶融池上に形成し、立向溶接や上向溶接等の難姿勢を含む全姿勢の溶接において、耐溶落ち性を向上させることが可能となる。ワイヤ中にＭｇが過度に含有されると、溶接金属に残存する介在物が増加し、靱性に悪影響を及ぼす。したがって、Ｍｇ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、３．０質量％以下とし、１．５０質量％以下とすることが好ましく、１．００質量％以下とすることがより好ましい。
一方、Ｍｇ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．３０質量％以上であることが好ましく、０．５０質量％以上であることがより好ましい。なお、ワイヤ中のＭｇ源としては、フラックス中に添加されたＭｇの金属粉、Ｍｇに係る合金の金属粉、Ｍｇに係る化合物、フープに含有されているＭｇ等が挙げられる。溶接金属中の酸素量をより低減することを目的として、フラックス中にＭｇを含有させる場合に、Ｍｇの金属粉、Ｍｇに係る合金の金属粉の形態でフラックス中に含有させることが好ましい。
【0068】
＜Ｚｒ（Ｗｉｒｅ）：３．０００質量％以下＞
ＺｒはＡｌと同様に、強脱酸成分であり、溶接金属中で酸化反応を起こすことによって、スラグを溶融池上に形成し、立向溶接や上向溶接等の難姿勢を含む全姿勢の溶接において、耐溶落ち性を向上させることが可能となる。ワイヤ中にＺｒが過度に含有されると、溶接金属に残存する介在物が増加し、靱性に悪影響を及ぼす。したがって、Ｚｒ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、３．０００質量％以下とし、０．５００質量％以下とすることが好ましく、Ｂ（Ｗｉｒｅ）の含有量を考慮すると、０．０４５質量％以下とすることがより好ましい。
一方、Ｚｒ（Ｗｉｒｅ）の下限値を規定する意味は特にない。また、強脱酸元素として、ワイヤ中にＭｇ、Ａｌを主に含有させる場合に、Ｚｒ（Ｗｉｒｅ）の含有量はゼロとすることが好ましい。なお、ワイヤ中のＺｒ源としては、フラックス中に添加されたＺｒの金属粉、Ｚｒに係る合金の金属粉、Ｚｒに係る化合物、フープに含有されているＴｉ等が挙げられる。溶接金属中の酸素量をより低減することを目的として、フラックス中にＺｒを含有させる場合に、Ｚｒの金属粉、Ｚｒに係る合金の金属粉の形態でフラックス中に含有させることが好ましい。
ＺｒはＡｌと同様に、強脱酸成分であり、溶接金属中で酸化反応を起こすことによって、スラグを溶融池上に形成し、立向溶接や上向溶接等の難姿勢を含む全姿勢の溶接において、耐溶落ち性を向上させることが可能となる。ワイヤ中にＺｒが過度に含有されると、溶接金属に残存する介在物が増加し、靱性に悪影響を及ぼす。したがって、Ｚｒ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、３．０００質量％以下とし、０．５００質量％以下とすることが好ましく、Ｂ（Ｗｉｒｅ）の含有量を考慮すると、０．０４５質量％以下とすることがより好ましい。
一方、Ｚｒ（Ｗｉｒｅ）の下限値を規定する意味は特にない。また、強脱酸元素として、ワイヤ中にＭｇ、Ａｌを主に含有させる場合に、Ｚｒ（Ｗｉｒｅ）の含有量はゼロとすることが好ましい。なお、ワイヤ中のＺｒ源としては、フラックス中に添加されたＺｒの金属粉、Ｚｒに係る合金の金属粉、Ｚｒに係る化合物、フープに含有されているＴｉ等が挙げられる。溶接金属中の酸素量をより低減することを目的として、フラックス中にＺｒを含有させる場合に、Ｚｒの金属粉、Ｚｒに係る合金の金属粉の形態でフラックス中に含有させることが好ましい。
【0069】
＜Ｔｉ（Ｗｉｒｅ）：３．０００質量％以下＞
ＴｉはＡｌと同様に、強脱酸成分であり、溶接金属中で酸化反応を起こすことによって、酸化物（スラグ）を溶融池上に形成し、立向溶接や上向溶接等の難姿勢を含む全姿勢の溶接において、耐溶落ち性を向上させることが可能となる。ワイヤ中にＴｉが過度に含有されると、溶接金属に残存する介在物が増加し、靱性に悪影響を及ぼす。したがって、Ｔｉ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、３．０００質量％以下とし、０．５００質量％以下とすることが好ましく、０．０１０質量％以下とすることがより好ましい。
一方、Ｔｉは、Ｍｇ及びＡｌよりも脱酸成分としての作用効果が小さく、靱性を劣化させるＴｉＣ等の析出物が生成するおそれもある。したがって、Ｔｉ（Ｗｉｒｅ）の下限値を規定する意味は特になく、ワイヤ中にＭｇ、Ａｌを主に含有させる場合に、Ｔｉ（Ｗｉｒｅ）の含有量はゼロとすることが好ましい。なお、ワイヤ中のＴｉ源としては、フラックス中に添加されたＴｉの金属粉、Ｔｉに係る合金の金属粉、Ｔｉに係る化合物、フープに含有されているＴｉ等が挙げられる。溶接金属中の酸素量をより低減することを目的として、フラックス中にＴｉを含有させる場合に、Ｔｉの金属粉、Ｔｉに係る合金の金属粉の形態でフラックス中に含有させることが好ましい。
ＴｉはＡｌと同様に、強脱酸成分であり、溶接金属中で酸化反応を起こすことによって、酸化物（スラグ）を溶融池上に形成し、立向溶接や上向溶接等の難姿勢を含む全姿勢の溶接において、耐溶落ち性を向上させることが可能となる。ワイヤ中にＴｉが過度に含有されると、溶接金属に残存する介在物が増加し、靱性に悪影響を及ぼす。したがって、Ｔｉ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、３．０００質量％以下とし、０．５００質量％以下とすることが好ましく、０．０１０質量％以下とすることがより好ましい。
一方、Ｔｉは、Ｍｇ及びＡｌよりも脱酸成分としての作用効果が小さく、靱性を劣化させるＴｉＣ等の析出物が生成するおそれもある。したがって、Ｔｉ（Ｗｉｒｅ）の下限値を規定する意味は特になく、ワイヤ中にＭｇ、Ａｌを主に含有させる場合に、Ｔｉ（Ｗｉｒｅ）の含有量はゼロとすることが好ましい。なお、ワイヤ中のＴｉ源としては、フラックス中に添加されたＴｉの金属粉、Ｔｉに係る合金の金属粉、Ｔｉに係る化合物、フープに含有されているＴｉ等が挙げられる。溶接金属中の酸素量をより低減することを目的として、フラックス中にＴｉを含有させる場合に、Ｔｉの金属粉、Ｔｉに係る合金の金属粉の形態でフラックス中に含有させることが好ましい。
【0070】
＜Ｃａ（Ｗｉｒｅ）：３．００質量％以下＞
ＣａはＡｌと同様に、強脱酸成分であり、溶接金属中で酸化反応を起こすことによって、酸化物（スラグ）を溶融池上に形成し、立向溶接や上向溶接等の難姿勢を含む全姿勢の溶接において、耐溶落ち性を向上させることが可能となる。しかし、ワイヤ中にＣａが過度に含有されると、溶接金属に残存する介在物が増加し、靱性に悪影響を及ぼす。したがって、Ｃａ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、３．０質量％以下とし、１．００質量％以下とすることが好ましく、０．３０質量％以下とすることがより好ましい。
一方、Ｃａは、フッ化物であるＣａＦ２としてフラックス中に含まれることによって、溶接金属の脱酸作用と溶接作業性の改善に寄与する。上記Ｃａ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、フラックス中のＣａＦ２のＣａ換算値を含むが、フラックス中のフッ化物としては、ＣａＦ２に限定されず、例えばＢａＦ２、ＳｒＦ２等のフッ化物を用いることができるため、Ｃａ含有量の下限を設ける必要はない。また、強脱酸成分として、ワイヤ中にＭｇ、Ａｌを主に添加する場合に、Ｃａ（Ｗｉｒｅ）の含有量を０質量％とすることが好ましい。
ＣａはＡｌと同様に、強脱酸成分であり、溶接金属中で酸化反応を起こすことによって、酸化物（スラグ）を溶融池上に形成し、立向溶接や上向溶接等の難姿勢を含む全姿勢の溶接において、耐溶落ち性を向上させることが可能となる。しかし、ワイヤ中にＣａが過度に含有されると、溶接金属に残存する介在物が増加し、靱性に悪影響を及ぼす。したがって、Ｃａ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、３．０質量％以下とし、１．００質量％以下とすることが好ましく、０．３０質量％以下とすることがより好ましい。
一方、Ｃａは、フッ化物であるＣａＦ２としてフラックス中に含まれることによって、溶接金属の脱酸作用と溶接作業性の改善に寄与する。上記Ｃａ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、フラックス中のＣａＦ２のＣａ換算値を含むが、フラックス中のフッ化物としては、ＣａＦ２に限定されず、例えばＢａＦ２、ＳｒＦ２等のフッ化物を用いることができるため、Ｃａ含有量の下限を設ける必要はない。また、強脱酸成分として、ワイヤ中にＭｇ、Ａｌを主に添加する場合に、Ｃａ（Ｗｉｒｅ）の含有量を０質量％とすることが好ましい。
【0071】
なお、ワイヤ中のＣａ源としては、フラックス中に添加されたＣａの金属粉、Ｃａに係る合金の金属粉、Ｃａに係る化合物、フープに含有されているＣａ等が挙げられる。本実施形態において、ワイヤ中にＣａが含有される場合に、このＣａがフラックス中に含有されたものであると、溶接金属中の酸素量をより低減できる。したがって、ワイヤ中に含有される全てのＣａは、フッ化物粉の形態、すなわち、ＣａＦ２の形態でフラックス中に含有されていることが好ましい。
【0072】
なお、強脱酸元素と呼ばれるものは、上記列挙したＡｌ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｃａ以外でも種々存在するが、本実施形態においては、塩基性系フラックス入りワイヤに含有させる元素として、主に金属粉の形態で汎用的にワイヤ中に含有させる上記５つの元素を強脱酸元素とすることが好ましい。
上記５つの元素のうち、特にＡｌ及びＭｇは、スラグが凝集しやすく、溶融池表面において、早期かつ溶融池表面の全域にスラグを形成するため、塩基性系フラックス入りワイヤを用いた難姿勢での溶接を実現するために有用な元素である。一方、Ｚｒ、Ｔｉ及びＣａはスラグが分散しやすく、溶融池の流れによって、際の方にスラグ形成が集中する傾向もあり、Ａｌ及びＭｇに比べると、その作用効果は劣る。
上記５つの元素のうち、特にＡｌ及びＭｇは、スラグが凝集しやすく、溶融池表面において、早期かつ溶融池表面の全域にスラグを形成するため、塩基性系フラックス入りワイヤを用いた難姿勢での溶接を実現するために有用な元素である。一方、Ｚｒ、Ｔｉ及びＣａはスラグが分散しやすく、溶融池の流れによって、際の方にスラグ形成が集中する傾向もあり、Ａｌ及びＭｇに比べると、その作用効果は劣る。
【0073】
したがって、ワイヤ中にＡｌ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｃａ及びＺｒのうち、少なくとも１種の強脱酸元素を含有させることが好ましい。また、各元素の含有量は、Ａｌ（Ｗｉｒｅ）を１．００質量％以上２．５０質量％以下、Ｍｇ（Ｗｉｒｅ）を０．３０質量％以上０．５０質量％以下、Ｔｉ（Ｗｉｒｅ）を０．１０質量％以下（０質量％を含む）、Ｚｒ（Ｗｉｒｅ）を０．２０質量％以下（０質量％を含む）、Ｃａ（Ｗｉｒｅ）を０．１０質量％以下（０質量％を含む）とし、ワイヤ中に含有させる強脱酸元素の合計量は、１．５０質量％以上４．００質量％以下とする。
【0074】
さらに、本実施形態においては、Ａｌ及びＭｇの少なくとも一方を含有させることがより好ましく、少なくともＡｌを含有させることがさらに好ましい。この場合に、ワイヤ全質量に対して、Ａｌ（Ｗｉｒｅ）を１．００質量％以上２．５０質量％以下含有させるとともに、Ｍｇ（Ｗｉｒｅ）を、１．００質量％以下とし、下記式（８）により算出される値が、０．５以上１．０以下であることが特に好ましい。
【0075】
式（８）：［Ａｌ］／（［Ａｌ］＋［Ｍｇ］）
【0076】
＜Ｎｉ（Ｗｉｒｅ）：５．００質量％以下＞
Ｎｉは、溶接金属のオーステナイト組織を安定化させ、低温での靱性を向上させる成分であり、また、フェライト組成の晶出量を調整できる成分である。軟鋼、高張力鋼、低温鋼等のように、一般的に多用される鋼種において、要求される機械的性能を満足させるために、ワイヤ中にＮｉを含有させることが好ましい。ワイヤ中にＮｉが過度に含有されると、強度が過剰に上昇し、強度と靱性とのバランスがとれなくなるおそれがある。したがって、Ｎｉ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、５．０質量％以下とし、３．０質量％以下とすることが好ましい。
一方、低温鋼等の溶接に用いる場合に、Ｎｉ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．２０質量％以上であることが好ましい。なお、ワイヤ中のＮｉ源としては、フラックス中に添加されたＮｉの金属粉、Ｎｉに係る合金の金属粉、Ｎｉに係る化合物、フープに含有されているＮｉ等が挙げられる。溶接金属中の酸素量をより低減することを目的として、フラックス中にＮｉを含有させる場合に、Ｎｉの金属粉、Ｎｉに係る合金の金属粉の形態でフラックス中に含有させることが好ましい。
Ｎｉは、溶接金属のオーステナイト組織を安定化させ、低温での靱性を向上させる成分であり、また、フェライト組成の晶出量を調整できる成分である。軟鋼、高張力鋼、低温鋼等のように、一般的に多用される鋼種において、要求される機械的性能を満足させるために、ワイヤ中にＮｉを含有させることが好ましい。ワイヤ中にＮｉが過度に含有されると、強度が過剰に上昇し、強度と靱性とのバランスがとれなくなるおそれがある。したがって、Ｎｉ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、５．０質量％以下とし、３．０質量％以下とすることが好ましい。
一方、低温鋼等の溶接に用いる場合に、Ｎｉ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．２０質量％以上であることが好ましい。なお、ワイヤ中のＮｉ源としては、フラックス中に添加されたＮｉの金属粉、Ｎｉに係る合金の金属粉、Ｎｉに係る化合物、フープに含有されているＮｉ等が挙げられる。溶接金属中の酸素量をより低減することを目的として、フラックス中にＮｉを含有させる場合に、Ｎｉの金属粉、Ｎｉに係る合金の金属粉の形態でフラックス中に含有させることが好ましい。
【0077】
＜Ｂａ（Ｗｉｒｅ）：４．００質量％以下＞
Ｂａは、主にフッ化物であるＢａＦ２の形態でフラックス中に含有されることによって、溶接金属の脱酸作用と溶接作業性の改善に寄与する。フッ化物は、塩基性系フラックス入りワイヤのフラックスとして、一般的に添加されているものであり、種々のフッ化物のうち、ＢａＦ２が多用されている。しかし、ワイヤ中にＢａが過度に含有されると、アーク偏向が起こり、溶接作業性が劣化するおそれがある。したがって、Ｂａ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、４．００質量％以下とし、３．００質量％以下とすることが好ましい。
Ｂａは、主にフッ化物であるＢａＦ２の形態でフラックス中に含有されることによって、溶接金属の脱酸作用と溶接作業性の改善に寄与する。フッ化物は、塩基性系フラックス入りワイヤのフラックスとして、一般的に添加されているものであり、種々のフッ化物のうち、ＢａＦ２が多用されている。しかし、ワイヤ中にＢａが過度に含有されると、アーク偏向が起こり、溶接作業性が劣化するおそれがある。したがって、Ｂａ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、４．００質量％以下とし、３．００質量％以下とすることが好ましい。
【0078】
なお、上記Ｂａ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、フラックス中のＢａＦ２のＢａ換算値を含むが、フラックス中のフッ化物としては、ＢａＦ２に限定されず、例えばＣａＦ２、ＳｒＦ２等のフッ化物を用いることができるため、Ｂａ含有量の下限を設ける必要はない。ただし、フラックス中に、ＢａＦ２又はＢａＣＯ３等のＢａ化合物を含有させる場合に、ワイヤ全質量に対するＢａ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、１．７５質量％以上とすることが好ましい。ワイヤ中のＢａ源としては、フラックス中に添加されたＢａの金属粉、Ｂａに係る合金の金属粉、Ｂａに係る化合物、フープに含有されているＢａ等が挙げられる。本実施形態において、ワイヤ中にＢａを含有させる場合に、全てのＢａは、フッ化物であるＢａＦ２の形態でフラックス中に含有させることが好ましい。
【0079】
＜Ｆ（Ｗｉｒｅ）：２．００質量％以下＞
Ｆ（Ｗｉｒｅ）は主にフッ化物由来のものとなる。上述のＣａ、Ｂａ又はＳｒ等のフッ化物の形態でフラックス入りワイヤのフラックス中に含まれる。フッ化物は塩基性系フラックス入りワイヤにおいて、一般的に添加されているものであり、溶接作業性の改善に寄与する。ただし、Ｆ（Ｗｉｒｅ）の含有量が、ワイヤ全質量に対して、２．００質量％を超えると、ワイヤ内部でＦの過剰な気化現象が起こり、スパッタ発生量が増加する等、溶接作業性が悪化するおそれがある。したがって、Ｂａ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、２．００質量％以下とし、１．００質量％以下とすることが好ましく、０．８０質量％以下とすることがより好ましい。
Ｆ（Ｗｉｒｅ）は主にフッ化物由来のものとなる。上述のＣａ、Ｂａ又はＳｒ等のフッ化物の形態でフラックス入りワイヤのフラックス中に含まれる。フッ化物は塩基性系フラックス入りワイヤにおいて、一般的に添加されているものであり、溶接作業性の改善に寄与する。ただし、Ｆ（Ｗｉｒｅ）の含有量が、ワイヤ全質量に対して、２．００質量％を超えると、ワイヤ内部でＦの過剰な気化現象が起こり、スパッタ発生量が増加する等、溶接作業性が悪化するおそれがある。したがって、Ｂａ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、２．００質量％以下とし、１．００質量％以下とすることが好ましく、０．８０質量％以下とすることがより好ましい。
【0080】
一方、溶接作業性の向上を目的としてワイヤ中にＦを含有させる場合に、Ｆ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．４０質量％以上とすることが好ましい。なお、ワイヤ中のＦ源としては、全てフッ化物由来であることが好ましく、例えば、ＢａＦ２、ＳｒＦ２、Ｎａ３ＡｌＦ６、ＮａＦ、ＣａＦ２、ＡｌＦ３、ＭｇＦ２等が挙げられ、これらを１種又は２種以上含んでいてもよい。これらのフッ化物のうち、ＢａＦ２、ＳｒＦ２、ＣａＦ２からなる群より選ばれる少なくとも１種のフッ化物を、上記Ｂａ、Ｓｒ及びＣａの欄で説明した含有量となるようにワイヤ中に含有させることが、溶接作業性の点から好ましい。また、Ｂａは仕事関数が低く、陰極点をより安定化する効果を有し、溶接作業性の向上に寄与することから、本実施形態においては、Ｂａのフッ化物であるＢａＦ２を主としてワイヤ中に含有させることが、より好ましい。なお、本実施形態において、全てのＢａ（Ｗｉｒｅ）源は、ＢａＦ２であることが好ましく、上記Ｆ（Ｗｉｒｅ）の含有量のうち、ＢａＦ２のＦ換算値を除いたＦ（Ｗｉｒｅ）の含有量の残部は、ＣａＦ２が供給源であることが好ましい。
【0081】
また、以下の元素は、上述の元素に加えて又は上述の元素に代えて、軟鋼、高張力鋼、低温鋼等のように、一般的に多用される鋼種において、一般技術範囲内で、機械的性能の調整、溶接作業性の改善等を目的として、任意で添加してもよい。以下のＮｂ、Ｃｕ、Ｗ、Ｔａ、Ｖ、Ｓｒ、アルカリ元素は、本実施形態においては添加されておらず、特に添加は不要であるが、一般的に知られている各種作用効果を望む場合には、以下説明の最適範囲で添加することが好ましい。
【0082】
＜Ｎｂ（Ｗｉｒｅ）：０．５０質量％以下＞
Ｎｂは、強度等の機械的性能に影響を及ぼす成分である。軟鋼、高張力鋼、低温鋼等のように、一般的に多用される鋼種において、要求される機械的性能を満足するために、ワイヤ中にＮｂを含有させてもよい。この場合に、Ｎｂ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．５０質量％以下であることが好ましく、０．３０質量％以下であることがより好ましい。なお、ワイヤ中のＮｂ源としては、フラックス中に添加されたＮｂの金属粉、Ｎｂに係る合金の金属粉、Ｎｂに係る化合物、フープに含有されているＮｂ等が挙げられる。
Ｎｂは、強度等の機械的性能に影響を及ぼす成分である。軟鋼、高張力鋼、低温鋼等のように、一般的に多用される鋼種において、要求される機械的性能を満足するために、ワイヤ中にＮｂを含有させてもよい。この場合に、Ｎｂ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．５０質量％以下であることが好ましく、０．３０質量％以下であることがより好ましい。なお、ワイヤ中のＮｂ源としては、フラックス中に添加されたＮｂの金属粉、Ｎｂに係る合金の金属粉、Ｎｂに係る化合物、フープに含有されているＮｂ等が挙げられる。
【0083】
＜Ｃｕ（Ｗｉｒｅ）：２．０質量％以下＞
Ｃｕは、溶接金属の強度や耐候性の向上に寄与する元素である。軟鋼、高張力鋼、低温鋼等のように、一般的に多用される鋼種において、要求される強度及び耐候性を満足するために、ワイヤ中にＣｕを含有させてもよい。この場合に、Ｃｕ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、２．０質量％以下であることが好ましく、１．０質量％以下であることがより好ましい。
一方、溶接金属の強度や耐候性を確保することを目的として、ワイヤ中にＣｕを含有させる場合に、Ｃｕ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．０１質量％以上であることが好ましい。なお、ワイヤ中のＣｕ源としては、フラックス中に添加されたＣｕ金属粉、Ｃｕに係る合金の金属粉、Ｃｕに係る化合物、フープに含有されているＣｕ等に加えて、ワイヤ表面のＣｕメッキも含む。
Ｃｕは、溶接金属の強度や耐候性の向上に寄与する元素である。軟鋼、高張力鋼、低温鋼等のように、一般的に多用される鋼種において、要求される強度及び耐候性を満足するために、ワイヤ中にＣｕを含有させてもよい。この場合に、Ｃｕ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、２．０質量％以下であることが好ましく、１．０質量％以下であることがより好ましい。
一方、溶接金属の強度や耐候性を確保することを目的として、ワイヤ中にＣｕを含有させる場合に、Ｃｕ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．０１質量％以上であることが好ましい。なお、ワイヤ中のＣｕ源としては、フラックス中に添加されたＣｕ金属粉、Ｃｕに係る合金の金属粉、Ｃｕに係る化合物、フープに含有されているＣｕ等に加えて、ワイヤ表面のＣｕメッキも含む。
【0084】
＜Ｗ（Ｗｉｒｅ）：１．００質量％以下＞
Ｗは、高温強度及び耐孔食性を向上させる成分である。軟鋼、高張力鋼、低温鋼等のように、一般的に多用される鋼種において、要求される機械的性能を満足するために、ワイヤ中にＷを含有させてもよい。この場合に、Ｗ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、１．００質量％以下であることが好ましく、０．５質量％以下であることがより好ましい。なお、ワイヤ中のＷ源としては、フラックス中に添加されたＷの金属粉、Ｗに係る合金の金属粉、Ｗに係る化合物、フープに含有されているＷ等が挙げられる。
Ｗは、高温強度及び耐孔食性を向上させる成分である。軟鋼、高張力鋼、低温鋼等のように、一般的に多用される鋼種において、要求される機械的性能を満足するために、ワイヤ中にＷを含有させてもよい。この場合に、Ｗ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、１．００質量％以下であることが好ましく、０．５質量％以下であることがより好ましい。なお、ワイヤ中のＷ源としては、フラックス中に添加されたＷの金属粉、Ｗに係る合金の金属粉、Ｗに係る化合物、フープに含有されているＷ等が挙げられる。
【0085】
＜Ｔａ（Ｗｉｒｅ）：１．００質量％以下＞
Ｔａは、強度等機械的性能に影響を及ぼす元素である。軟鋼、高張力鋼、低温鋼等のように、一般的に多用される鋼種において、要求される機械的性能を満足するために、ワイヤ中にＴａを含有させてもよい。この場合に、Ｔａ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、１．００質量％以下であることが好ましく、０．５０質量％以下であることがより好ましい。なお、ワイヤ中のＴａ源としては、フラックス中に添加されたＴａの金属粉、Ｔａに係る合金の金属粉、Ｔａに係る化合物、フープに含有されているＴａ等が挙げられる。
Ｔａは、強度等機械的性能に影響を及ぼす元素である。軟鋼、高張力鋼、低温鋼等のように、一般的に多用される鋼種において、要求される機械的性能を満足するために、ワイヤ中にＴａを含有させてもよい。この場合に、Ｔａ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、１．００質量％以下であることが好ましく、０．５０質量％以下であることがより好ましい。なお、ワイヤ中のＴａ源としては、フラックス中に添加されたＴａの金属粉、Ｔａに係る合金の金属粉、Ｔａに係る化合物、フープに含有されているＴａ等が挙げられる。
【0086】
＜Ｖ（Ｗｉｒｅ）：１．００質量％以下＞
Ｖは、溶接金属の強度を向上させる効果を発揮する一方で、靱性や耐割れ性を低下させる元素である。そのため、ワイヤ中のＶ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、１．００質量％以下であることが好ましく、０．５０質量％以下であることがより好ましい。なお、ワイヤ中のＶ源としては、フラックス中に添加されたＶの金属粉、Ｖに係る合金の金属粉、Ｖに係る化合物、フープに含有されているＶ等が挙げられる。
Ｖは、溶接金属の強度を向上させる効果を発揮する一方で、靱性や耐割れ性を低下させる元素である。そのため、ワイヤ中のＶ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、１．００質量％以下であることが好ましく、０．５０質量％以下であることがより好ましい。なお、ワイヤ中のＶ源としては、フラックス中に添加されたＶの金属粉、Ｖに係る合金の金属粉、Ｖに係る化合物、フープに含有されているＶ等が挙げられる。
【0087】
＜Ｓｒ（Ｗｉｒｅ）：４．００質量％以下＞
Ｓｒは、主にフッ化物であるＳｒＦ２として、フラックス中に含まれることによって、溶接金属の脱酸作用と溶接作業性の改善に寄与する。しかし、ワイヤ中のＳｒ含有量が４．００質量％以下であれば、アーク偏向を抑制し、良好な溶接作業性を得ることができる。したがって、Ｓｒ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、４．００質量％以下とすることが好ましく、３．００質量％以下とすることがより好ましい。
なお、上記Ｓｒ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、フラックス中のＳｒＦ２のＳｒ換算値を含むが、フラックス中のフッ化物としては、ＳｒＦ２に限定されず、例えばＣａＦ２、ＢａＦ２等のフッ化物を用いることができるため、Ｓｒ含有量の下限を設ける必要はない。ただし、フラックス中に、ＳｒＦ２又はＳｒＣＯ３等のＳｒ化合物を含有させる場合に、ワイヤ全質量に対するＳｒ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、０．０５質量％以上とすることが好ましい。ワイヤ中のＳｒ源としては、フラックス中に添加されたＳｒの金属粉、Ｓｒに係る合金の金属粉、Ｓｒに係る化合物、フープに含有されているＳｒ等が挙げられる。本実施形態において、ワイヤ中にＳｒを含有させる場合に、全てのＳｒは、フッ化物であるＳｒＦ２の形態でフラックス中に含有させることが好ましい。
Ｓｒは、主にフッ化物であるＳｒＦ２として、フラックス中に含まれることによって、溶接金属の脱酸作用と溶接作業性の改善に寄与する。しかし、ワイヤ中のＳｒ含有量が４．００質量％以下であれば、アーク偏向を抑制し、良好な溶接作業性を得ることができる。したがって、Ｓｒ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、ワイヤ全質量に対して、４．００質量％以下とすることが好ましく、３．００質量％以下とすることがより好ましい。
なお、上記Ｓｒ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、フラックス中のＳｒＦ２のＳｒ換算値を含むが、フラックス中のフッ化物としては、ＳｒＦ２に限定されず、例えばＣａＦ２、ＢａＦ２等のフッ化物を用いることができるため、Ｓｒ含有量の下限を設ける必要はない。ただし、フラックス中に、ＳｒＦ２又はＳｒＣＯ３等のＳｒ化合物を含有させる場合に、ワイヤ全質量に対するＳｒ（Ｗｉｒｅ）の含有量は、０．０５質量％以上とすることが好ましい。ワイヤ中のＳｒ源としては、フラックス中に添加されたＳｒの金属粉、Ｓｒに係る合金の金属粉、Ｓｒに係る化合物、フープに含有されているＳｒ等が挙げられる。本実施形態において、ワイヤ中にＳｒを含有させる場合に、全てのＳｒは、フッ化物であるＳｒＦ２の形態でフラックス中に含有させることが好ましい。
【0088】
上述のとおり、本実施形態に係る塩基性系フラックス入りワイヤにおいては、フラックスとして、Ｂａ、Ｃａ及びＳｒのフッ化物であるＢａＦ２、ＣａＦ２及びＳｒＦ２から選択される少なくとも１種を含有していることが好ましい。この場合に、Ｂａの含有量は、ＢａＦ２のＢａ換算値を含み、Ｃａの含有量は、ＣａＦ２のＣａ換算値を含み、Ｓｒの含有量は、ＳｒＦ２のＳｒ換算値を含み、Ｆの含有量は、ＢａＦ２、ＣａＦ２及びＳｒＦ２のＦ換算値を含むものとする。また、ワイヤ中のＦ源は、すべてフッ化物由来である、すなわち、ワイヤ中に含有されるＦの含有量と、フラックス中に含有される全フッ化物のＦ換算値とが等しいことが好ましい。
【0089】
＜アルカリ金属の合計：３．００質量％以下＞
アルカリ金属元素はアーク安定剤として作用する。本実施形態におけるアルカリ金属は、１種又は複数のアルカリ金属元素を含有する金属粉及び化合物に基づくものである。なお、アルカリ金属元素としては、Ｋ、Ｌｉ、Ｎａ等が挙げられる。ワイヤ中のアルカリ金属の合計の含有量とは、アルカリ金属元素から構成される金属粉及び化合物から換算されるワイヤ中のアルカリ金属の合計の含有量を表す。すなわち、Ｋ（Ｗｉｒｅ）、Ｌｉ（Ｗｉｒｅ）、Ｎａ（Ｗｉｒｅ）等の合計量となる。ワイヤ中のアルカリ金属の合計は、ビード形状の改善に好ましい溶融物性に調整しやすくなるという観点から、ワイヤ全質量に対して、３．００質量％以下であることが好ましく、２．００質量％以下であることがより好ましい。
アルカリ金属元素はアーク安定剤として作用する。本実施形態におけるアルカリ金属は、１種又は複数のアルカリ金属元素を含有する金属粉及び化合物に基づくものである。なお、アルカリ金属元素としては、Ｋ、Ｌｉ、Ｎａ等が挙げられる。ワイヤ中のアルカリ金属の合計の含有量とは、アルカリ金属元素から構成される金属粉及び化合物から換算されるワイヤ中のアルカリ金属の合計の含有量を表す。すなわち、Ｋ（Ｗｉｒｅ）、Ｌｉ（Ｗｉｒｅ）、Ｎａ（Ｗｉｒｅ）等の合計量となる。ワイヤ中のアルカリ金属の合計は、ビード形状の改善に好ましい溶融物性に調整しやすくなるという観点から、ワイヤ全質量に対して、３．００質量％以下であることが好ましく、２．００質量％以下であることがより好ましい。
【0090】
（ワイヤ中の酸化物：０．００５質量％以上０．１００質量％以下）
酸化物は、粗大な介在物の基となり、靱性に影響を与えることから、酸化物の形態でフラックス中に添加することは極力避けることが好ましい。よって、フラックス中に添加される各元素の酸化物量の合計は、ワイヤ全質量に対する質量％で０．１００質量％以下に抑制されることがより好ましい。また、ＢやＲＥＭは製造上の観点から、酸化物の形態で添加されるとよく、０．００５質量％以上の酸化物が含まれているとさらに好ましい。
酸化物は、粗大な介在物の基となり、靱性に影響を与えることから、酸化物の形態でフラックス中に添加することは極力避けることが好ましい。よって、フラックス中に添加される各元素の酸化物量の合計は、ワイヤ全質量に対する質量％で０．１００質量％以下に抑制されることがより好ましい。また、ＢやＲＥＭは製造上の観点から、酸化物の形態で添加されるとよく、０．００５質量％以上の酸化物が含まれているとさらに好ましい。
【0091】
（残部：Ｏ、Ｎ及び不可避的不純物）
本実施形態において、上記元素を除く残部は、Ｏ、Ｎ及び不可避的不純物であることが好ましく、この残部は、合計で０．５０質量％以下であることが好ましい。不純物とは、意図的に添加しないものを意味し、上記以外の元素として、例えばＳｎ、Ｃｏ、Ｓｂ、Ａｓ等が挙げられる。ワイヤ中の不純物の含有量は、合計で０．４５質量％以下であることが好ましく、０．３０質量％以下であることがより好ましい。
また、上記元素が酸化物、窒化物の形態としてフラックス中に含まれる場合やフープに固溶している場合のＯ、Ｎも残部に含まれることとなる。フラックス入りワイヤでは、明確にＯ、Ｎが分析できないため、残部としたが、本実施形態において、フラックス入りワイヤに添加される酸化物量、又はフープに添加されるＯ、Ｎ量から、ワイヤ全質量に対する質量％で、ＯとＮの合計量は、０．０５質量％以下に収まるものと推測できる。なお、塩基性系フラック入りワイヤにおいて、Ｏ、Ｎが０．０５質量％を超えて入ることは、機械的性能の観点から、技術常識的にありえない。
本実施形態において、上記元素を除く残部は、Ｏ、Ｎ及び不可避的不純物であることが好ましく、この残部は、合計で０．５０質量％以下であることが好ましい。不純物とは、意図的に添加しないものを意味し、上記以外の元素として、例えばＳｎ、Ｃｏ、Ｓｂ、Ａｓ等が挙げられる。ワイヤ中の不純物の含有量は、合計で０．４５質量％以下であることが好ましく、０．３０質量％以下であることがより好ましい。
また、上記元素が酸化物、窒化物の形態としてフラックス中に含まれる場合やフープに固溶している場合のＯ、Ｎも残部に含まれることとなる。フラックス入りワイヤでは、明確にＯ、Ｎが分析できないため、残部としたが、本実施形態において、フラックス入りワイヤに添加される酸化物量、又はフープに添加されるＯ、Ｎ量から、ワイヤ全質量に対する質量％で、ＯとＮの合計量は、０．０５質量％以下に収まるものと推測できる。なお、塩基性系フラック入りワイヤにおいて、Ｏ、Ｎが０．０５質量％を超えて入ることは、機械的性能の観点から、技術常識的にありえない。
【0092】
〔フープ〕
本実施形態に係るフラックス入りワイヤは、フープにフラックスが充填されたものであり、フープは、冷間圧延鋼帯により形成されていることが、入手性、経済性の観点から好ましい。冷間圧延鋼帯として、例えば、ＪＩＳ Ｇ ３１４１：２０１７に記載された種類の記号ＳＰＣＣ、ＳＰＣＤ、ＳＰＣＥ、ＳＰＣＦ、ＳＰＣＧ等の鋼帯を使用することが好ましい。
本実施形態に係るフラックス入りワイヤは、フープにフラックスが充填されたものであり、フープは、冷間圧延鋼帯により形成されていることが、入手性、経済性の観点から好ましい。冷間圧延鋼帯として、例えば、ＪＩＳ Ｇ ３１４１：２０１７に記載された種類の記号ＳＰＣＣ、ＳＰＣＤ、ＳＰＣＥ、ＳＰＣＦ、ＳＰＣＧ等の鋼帯を使用することが好ましい。
【0093】
本発明の他の実施形態に係る塩基性系フラックス入りワイヤは、以下に示す溶着金属を得るワイヤである。なお、溶着金属とは、溶加材から溶接部に移行した金属を表すため、一般的に使用される溶接条件により得られる溶着金属の組成が規定されていることにより、ワイヤを限定することができる。一般的に使用される溶接条件とは、例えば、ＪＩＳ Ｚ３１８４に記載の溶着金属の作製方法に準拠した溶接条件とすることができる。例えば、溶接電流：２００～２２０Ａで、溶接電圧は：０～２３Ｖ、シールドガス：１００％ＣＯ２ガス、溶接入熱量：０．８～１．１ｋＪ／ｍｍの条件等を使用することができる。
【0094】
［２．溶着金属］
上述のとおり、本実施形態に係る塩基性系フラックス入りワイヤは、強脱酸元素及びＲＥＭを含有させることによって、難姿勢での溶接を可能にするとともに、強度と靱性との良好なバランスを得ることができる。同様に、本実施形態に係る溶着金属は、Ｂ（Ｍｅｔａｌ）の含有量と、ＲＥＭとしてＬａ（Ｍｅｔａｌ）及びＣｅ（Ｍｅｔａｌ）の含有量とが適切に規定されており、これにより、上記効果をより一層高めることができる。以下に、本実施形態に係る溶着金属の組成及び限定理由について、具体的に説明する。
上述のとおり、本実施形態に係る塩基性系フラックス入りワイヤは、強脱酸元素及びＲＥＭを含有させることによって、難姿勢での溶接を可能にするとともに、強度と靱性との良好なバランスを得ることができる。同様に、本実施形態に係る溶着金属は、Ｂ（Ｍｅｔａｌ）の含有量と、ＲＥＭとしてＬａ（Ｍｅｔａｌ）及びＣｅ（Ｍｅｔａｌ）の含有量とが適切に規定されており、これにより、上記効果をより一層高めることができる。以下に、本実施形態に係る溶着金属の組成及び限定理由について、具体的に説明する。
【0095】
＜Ｃ（Ｍｅｔａｌ）：０．０２０質量％以上０．１００質量％以下＞
Ｃは、溶着金属の強度に影響を及ぼす成分であり、溶着金属中のＣ含有量が増加すると、強度が高くなる。したがって、Ｃ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．０２０質量％以上とし、０．０４０質量％以上とすることが好ましい。
一方、Ｃ（Ｍｅｔａｌ）の含有量が増加すると、溶着金属中に炭化物が析出しやすくなり、狙いの強度に対して、靱性が低下してしまい、強度と靱性とのバランスがとれなくなるおそれがある。したがって、Ｃ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．１００質量％以下とし、０．０９５質量％以下とすることが好ましい。
Ｃは、溶着金属の強度に影響を及ぼす成分であり、溶着金属中のＣ含有量が増加すると、強度が高くなる。したがって、Ｃ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．０２０質量％以上とし、０．０４０質量％以上とすることが好ましい。
一方、Ｃ（Ｍｅｔａｌ）の含有量が増加すると、溶着金属中に炭化物が析出しやすくなり、狙いの強度に対して、靱性が低下してしまい、強度と靱性とのバランスがとれなくなるおそれがある。したがって、Ｃ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．１００質量％以下とし、０．０９５質量％以下とすることが好ましい。
【0096】
＜Ｓｉ（Ｍｅｔａｌ）：０．０５質量％以上０．５０質量％以下＞
Ｓｉは、溶着金属の強度、靱性に影響を及ぼす成分であり、溶着金属中に所定の含有量でＳｉが含有されることにより、要求される機械的性能を満足させることができる。したがって、Ｓｉ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．０５質量％以上であることが好ましく、０．１０質量％以上であることがより好ましい。
一方、Ｓｉは脱酸作用を有し、Ｓｉが過度に含有されていると、介在物として溶着金属中にＳｉが残存している可能性が高く、強度と靱性とのバランスがとれなくなるおそれがある。したがって、Ｓｉ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．５０質量％以下とし、０．４５質量％以下とすることが好ましい。
Ｓｉは、溶着金属の強度、靱性に影響を及ぼす成分であり、溶着金属中に所定の含有量でＳｉが含有されることにより、要求される機械的性能を満足させることができる。したがって、Ｓｉ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．０５質量％以上であることが好ましく、０．１０質量％以上であることがより好ましい。
一方、Ｓｉは脱酸作用を有し、Ｓｉが過度に含有されていると、介在物として溶着金属中にＳｉが残存している可能性が高く、強度と靱性とのバランスがとれなくなるおそれがある。したがって、Ｓｉ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．５０質量％以下とし、０．４５質量％以下とすることが好ましい。
【0097】
＜Ｍｎ（Ｍｅｔａｌ）：０．２０質量％以上１．８０質量％以下＞
Ｍｎは、Ｓｉと同様に溶着金属の強度、靱性に影響を及ぼす成分であり、溶着金属中に所定の含有量でＭｎが含有されることにより、要求される機械的性能を満足させることができる。したがって、Ｍｎ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．２０質量％以上であることが好ましく、０．５０質量％以上であることがより好ましい。
一方、Ｍｎは脱酸作用を有し、Ｍｎが過度に含有されていると、介在物として溶着金属中にＭｎが残存している可能性が高く、強度と靱性とのバランスがとれなくなるおそれがある。したがって、Ｍｎ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、１．８０質量％以下とし、１．６５質量％以下とすることが好ましい。
Ｍｎは、Ｓｉと同様に溶着金属の強度、靱性に影響を及ぼす成分であり、溶着金属中に所定の含有量でＭｎが含有されることにより、要求される機械的性能を満足させることができる。したがって、Ｍｎ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．２０質量％以上であることが好ましく、０．５０質量％以上であることがより好ましい。
一方、Ｍｎは脱酸作用を有し、Ｍｎが過度に含有されていると、介在物として溶着金属中にＭｎが残存している可能性が高く、強度と靱性とのバランスがとれなくなるおそれがある。したがって、Ｍｎ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、１．８０質量％以下とし、１．６５質量％以下とすることが好ましい。
【0098】
＜Ａｌ（Ｍｅｔａｌ）：０．３０質量％以上１．５０質量％以下＞
Ａｌは、強脱酸成分であり、溶着金属中で酸化反応を起こすことによって、酸化物（スラグ）を溶融池上に形成し、立向溶接や上向溶接等の難姿勢を含む全姿勢の溶接において、耐溶落ち性を向上させることから、ワイヤ中に含有させることが好ましい元素である。したがって、Ａｌ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．３０質量％以上であることが好ましく、０．４０質量％以上であることがより好ましい。
一方、Ａｌが過度に含有されていると、介在物として溶着金属中にＡｌが残存している可能性が高く、靱性に悪影響を及ぼす。したがって、Ａｌ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、１．５０質量％以下とし、１．１０質量％以下とすることが好ましく、１．００質量％とすることがより好ましい。
Ａｌは、強脱酸成分であり、溶着金属中で酸化反応を起こすことによって、酸化物（スラグ）を溶融池上に形成し、立向溶接や上向溶接等の難姿勢を含む全姿勢の溶接において、耐溶落ち性を向上させることから、ワイヤ中に含有させることが好ましい元素である。したがって、Ａｌ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．３０質量％以上であることが好ましく、０．４０質量％以上であることがより好ましい。
一方、Ａｌが過度に含有されていると、介在物として溶着金属中にＡｌが残存している可能性が高く、靱性に悪影響を及ぼす。したがって、Ａｌ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、１．５０質量％以下とし、１．１０質量％以下とすることが好ましく、１．００質量％とすることがより好ましい。
【0099】
＜Ｌａ（Ｍｅｔａｌ）：０．００８質量％以下＞
Ｌａは、ワイヤ中に含有させるＲＥＭの１種であり、溶着金属内において、強脱酸元素の酸化物を凝集させる結合剤として作用する。本実施形態において、溶着金属中のＬａ含有量の下限は特に設けないが、上記効果を得るためには、Ｌａ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．００１質量％以上とすることが好ましい。
一方、Ｌａ（Ｍｅｔａｌ）の含有量が、０．００８質量％を超えると、凝集作用により、介在物が粗大化し、機械的性能に悪影響を及ぼしたり、許容できない溶接欠陥が発生したりするおそれがある。したがって、Ｌａ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．００８質量％以下とし、０．００６質量％以下とすることが好ましい。
Ｌａは、ワイヤ中に含有させるＲＥＭの１種であり、溶着金属内において、強脱酸元素の酸化物を凝集させる結合剤として作用する。本実施形態において、溶着金属中のＬａ含有量の下限は特に設けないが、上記効果を得るためには、Ｌａ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．００１質量％以上とすることが好ましい。
一方、Ｌａ（Ｍｅｔａｌ）の含有量が、０．００８質量％を超えると、凝集作用により、介在物が粗大化し、機械的性能に悪影響を及ぼしたり、許容できない溶接欠陥が発生したりするおそれがある。したがって、Ｌａ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．００８質量％以下とし、０．００６質量％以下とすることが好ましい。
【0100】
＜Ｃｅ（Ｍｅｔａｌ）：０．００２質量％以上０．０１０質量％以下＞
Ｃｅは、Ｌａと同様に、ワイヤ中に含有させるＲＥＭの１種であり、溶着金属内において、強脱酸元素の酸化物を凝集させる結合剤として作用する。したがって、Ｃｅ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．００２質量％以上とし、０．００３質量％以上とすることが好ましい。
一方、Ｃｅ（Ｍｅｔａｌ）の含有量が、０．０１０質量％を超えると、凝集作用により、介在物が粗大化し、機械的性能に悪影響を及ぼしたり、許容できない溶接欠陥が発生したりするおそれがある。したがって、Ｃｅ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．０１０質量％以下とし、０．００９質量％以下とすることが好ましい。
Ｃｅは、Ｌａと同様に、ワイヤ中に含有させるＲＥＭの１種であり、溶着金属内において、強脱酸元素の酸化物を凝集させる結合剤として作用する。したがって、Ｃｅ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．００２質量％以上とし、０．００３質量％以上とすることが好ましい。
一方、Ｃｅ（Ｍｅｔａｌ）の含有量が、０．０１０質量％を超えると、凝集作用により、介在物が粗大化し、機械的性能に悪影響を及ぼしたり、許容できない溶接欠陥が発生したりするおそれがある。したがって、Ｃｅ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．０１０質量％以下とし、０．００９質量％以下とすることが好ましい。
【0101】
＜Ｆｅ（Ｍｅｔａｌ）：８５．０質量％以上＞
軟鋼、高張力鋼、低温鋼等のように、一般的に多用される鋼種において、要求される機械的性能を満足するために含有される元素のうち、Ｆｅは主元素となる。Ｆｅ（Ｍｅｔａｌ）の含有量が８５質量％未満であると、残りの元素の影響が大きくなり、機械的性能が悪化するおそれがある。したがって、Ｆｅ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、８５質量％以上とし、８７．０質量％以上とすることが好ましい。
軟鋼、高張力鋼、低温鋼等のように、一般的に多用される鋼種において、要求される機械的性能を満足するために含有される元素のうち、Ｆｅは主元素となる。Ｆｅ（Ｍｅｔａｌ）の含有量が８５質量％未満であると、残りの元素の影響が大きくなり、機械的性能が悪化するおそれがある。したがって、Ｆｅ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、８５質量％以上とし、８７．０質量％以上とすることが好ましい。
【0102】
＜Ｐ（Ｍｅｔａｌ）：０．０２００質量％以下＞
Ｐは、溶着金属の耐割れ性や機械的性質を低下させる元素である。したがって、Ｐ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．０２０質量％以下とし、０．０１００質量％以下とすることが好ましい。
Ｐは、溶着金属の耐割れ性や機械的性質を低下させる元素である。したがって、Ｐ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．０２０質量％以下とし、０．０１００質量％以下とすることが好ましい。
【0103】
＜Ｓ（Ｍｅｔａｌ）：０．０２００質量％以下＞
Ｓは、耐割れ性を低下させる元素である。したがって、Ｓ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．０２００質量％以下とし、０．０１００質量％以下とすることが好ましい。
Ｓは、耐割れ性を低下させる元素である。したがって、Ｓ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．０２００質量％以下とし、０．０１００質量％以下とすることが好ましい。
【0104】
＜Ｃｒ（Ｍｅｔａｌ）：１．００質量％以下＞
Ｃｒは、溶着金属の強度、靱性に影響を及ぼす成分であるが、溶着金属中にＣｒが過度に含有されると、粒界で炭化物として析出しやすくなり、強度と靱性とのバランスがとれなくなるおそれがある。したがって、Ｃｒ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、１．００質量％以下とする。
Ｃｒは、溶着金属の強度、靱性に影響を及ぼす成分であるが、溶着金属中にＣｒが過度に含有されると、粒界で炭化物として析出しやすくなり、強度と靱性とのバランスがとれなくなるおそれがある。したがって、Ｃｒ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、１．００質量％以下とする。
【0105】
＜Ｍｏ（Ｍｅｔａｌ）：１．００質量％以下＞
Ｍｏは、高温強度を向上させる成分であるが、溶着金属中にＭｏが過度に含有されると、強度が過剰に上昇し、強度と靱性とのバランスがとれなくなるおそれがある。したがって、Ｍｏ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、１．００質量％以下する。
Ｍｏは、高温強度を向上させる成分であるが、溶着金属中にＭｏが過度に含有されると、強度が過剰に上昇し、強度と靱性とのバランスがとれなくなるおそれがある。したがって、Ｍｏ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、１．００質量％以下する。
【0106】
＜Ｍｇ（Ｍｅｔａｌ）：０．５０質量％以下＞
ＭｇはＡｌと同様に、強脱酸成分であり、Ｍｇが過度に含有されていると、介在物として溶着金属中にＭｇが残存している可能性が高く、靱性に悪影響を及ぼす。したがって、Ｍｇ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．５０質量％以下とし、０．３０質量％以下とすることが好ましく、０．２０質量％以下とすることがより好ましい。
ＭｇはＡｌと同様に、強脱酸成分であり、Ｍｇが過度に含有されていると、介在物として溶着金属中にＭｇが残存している可能性が高く、靱性に悪影響を及ぼす。したがって、Ｍｇ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．５０質量％以下とし、０．３０質量％以下とすることが好ましく、０．２０質量％以下とすることがより好ましい。
【0107】
＜Ｚｒ（Ｍｅｔａｌ）：０．５０質量％以下＞
ＺｒはＡｌと同様に、強脱酸成分であり、Ｚｒが過度に含有されていると、介在物として溶着金属中にＺｒが残存している可能性が高く、靱性に悪影響を及ぼす。したがって、Ｚｒ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．５０質量％以下とし、０．４５質量％以下とすることが好ましい。
ＺｒはＡｌと同様に、強脱酸成分であり、Ｚｒが過度に含有されていると、介在物として溶着金属中にＺｒが残存している可能性が高く、靱性に悪影響を及ぼす。したがって、Ｚｒ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．５０質量％以下とし、０．４５質量％以下とすることが好ましい。
【0108】
＜Ｔｉ（Ｍｅｔａｌ）：０．０５質量％以下＞
ＴｉはＡｌと同様に、強脱酸成分であり、Ｔｉが過度に含有されていると、介在物として溶着金属中にＴｉが残存している可能性が高く、靱性に悪影響を及ぼす。したがって、Ｔｉ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．０５質量％以下とし、０．０３質量％以下とすることが好ましく、０．０１質量％以下とすることがより好ましい。
ＴｉはＡｌと同様に、強脱酸成分であり、Ｔｉが過度に含有されていると、介在物として溶着金属中にＴｉが残存している可能性が高く、靱性に悪影響を及ぼす。したがって、Ｔｉ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．０５質量％以下とし、０．０３質量％以下とすることが好ましく、０．０１質量％以下とすることがより好ましい。
【0109】
＜Ｃａ（Ｍｅｔａｌ）：０．５０質量％以下＞
ＣａはＡｌと同様に、強脱酸成分であり、Ｃａが過度に含有されていると、介在物として溶着金属中にＣａが残存している可能性が高く、靱性に悪影響を及ぼす。したがって、Ｃａ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．５０質量％以下とし、０．４５質量％以下とすることが好ましい。
ＣａはＡｌと同様に、強脱酸成分であり、Ｃａが過度に含有されていると、介在物として溶着金属中にＣａが残存している可能性が高く、靱性に悪影響を及ぼす。したがって、Ｃａ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．５０質量％以下とし、０．４５質量％以下とすることが好ましい。
【0110】
＜Ｎｉ（Ｍｅｔａｌ）：３．００質量％以下＞
Ｎｉは、溶着金属のオーステナイト組織を安定化させ、低温での靱性を向上させる成分であり、また、フェライト組織の晶出量を調整できる成分である。しかし、溶着金属中にＮｉが過度に含有されると、強度が過剰に上昇し、強度と靱性とのバランスがとれなくなるおそれがある。したがって、Ｎｉ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、３．０質量％以下とし、２．５質量％以下とすることが好ましい。
Ｎｉは、溶着金属のオーステナイト組織を安定化させ、低温での靱性を向上させる成分であり、また、フェライト組織の晶出量を調整できる成分である。しかし、溶着金属中にＮｉが過度に含有されると、強度が過剰に上昇し、強度と靱性とのバランスがとれなくなるおそれがある。したがって、Ｎｉ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、３．０質量％以下とし、２．５質量％以下とすることが好ましい。
【0111】
＜Ｂ（Ｍｅｔａｌ）：０．００９０質量％以下＞
Ｂは、溶着金属の靱性の低下を防止する一方で、耐割れ性を低下させる元素である。したがって、Ｂ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．００９０質量％以下とし、０．００５０質量％以下とすることが好ましい。また、Ｂは脆性破面率を低下させる作用があり、０．００１０質量％以上とすることが好ましく、０．００２０質量％以上とするとより好ましい。
Ｂは、溶着金属の靱性の低下を防止する一方で、耐割れ性を低下させる元素である。したがって、Ｂ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．００９０質量％以下とし、０．００５０質量％以下とすることが好ましい。また、Ｂは脆性破面率を低下させる作用があり、０．００１０質量％以上とすることが好ましく、０．００２０質量％以上とするとより好ましい。
【0112】
＜Ｂａ（Ｍｅｔａｌ）：１．００質量％以下＞
Ｂａは、溶着金属の脱酸作用と溶接作業性の改善に寄与する元素であるが、溶着金属中にＢａが過度に含有されると、アーク偏向が起こり、溶接作業性が劣化するおそれがある。したがって、Ｂａ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、１．００質量％以下とし、０．９０質量％以下とすることが好ましい。
Ｂａは、溶着金属の脱酸作用と溶接作業性の改善に寄与する元素であるが、溶着金属中にＢａが過度に含有されると、アーク偏向が起こり、溶接作業性が劣化するおそれがある。したがって、Ｂａ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、１．００質量％以下とし、０．９０質量％以下とすることが好ましい。
【0113】
＜Ｎｂ（Ｍｅｔａｌ）：０．００１質量％以下＞
Ｎｂは、強度等の機械的性能に影響を及ぼす成分である。軟鋼、高張力鋼、低温鋼等のように、一般的に多用される鋼種において、要求される機械的性能を満足するために、溶着金属中にはＮｂを含有させてもよい。この場合に、Ｎｂ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．００１質量％以下とし、０．０００８質量％以下であることが好ましい。
Ｎｂは、強度等の機械的性能に影響を及ぼす成分である。軟鋼、高張力鋼、低温鋼等のように、一般的に多用される鋼種において、要求される機械的性能を満足するために、溶着金属中にはＮｂを含有させてもよい。この場合に、Ｎｂ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．００１質量％以下とし、０．０００８質量％以下であることが好ましい。
【0114】
＜Ｃｕ（Ｍｅｔａｌ）：０．１質量％以下＞
Ｃｕは、溶接金属の強度や耐候性の向上に寄与する元素である。軟鋼、高張力鋼、低温鋼等のように、一般的に多用される鋼種において、要求される強度及び耐候性を満足するために、溶着金属中にＣｕを含有させてもよい。この場合に、Ｃｕ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．１質量％以下とし、０．０８質量％以下であることが好ましい。
Ｃｕは、溶接金属の強度や耐候性の向上に寄与する元素である。軟鋼、高張力鋼、低温鋼等のように、一般的に多用される鋼種において、要求される強度及び耐候性を満足するために、溶着金属中にＣｕを含有させてもよい。この場合に、Ｃｕ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．１質量％以下とし、０．０８質量％以下であることが好ましい。
【0115】
＜Ｖ（Ｍｅｔａｌ）：０．００１質量％以下＞
Ｖは、溶接金属の強度を向上させる効果を発揮する一方で、靱性や耐割れ性を低下させる元素である。そのため、溶着金属中のＶ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．００１質量％以下とし、０．０００６質量％以下であることが好ましい。
Ｖは、溶接金属の強度を向上させる効果を発揮する一方で、靱性や耐割れ性を低下させる元素である。そのため、溶着金属中のＶ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．００１質量％以下とし、０．０００６質量％以下であることが好ましい。
【0116】
＜Ｗ（Ｍｅｔａｌ）：０．１質量％以下＞
Ｗは、高温強度及び耐孔食性を向上させる成分である。軟鋼、高張力鋼、低温鋼等のように、一般的に多用される鋼種において、要求される機械的性能を満足するために、溶着金属中にＷが含有されていてもよい。この場合に、Ｗ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．１質量％以下とし、０．０８質量％以下であることが好ましい。
Ｗは、高温強度及び耐孔食性を向上させる成分である。軟鋼、高張力鋼、低温鋼等のように、一般的に多用される鋼種において、要求される機械的性能を満足するために、溶着金属中にＷが含有されていてもよい。この場合に、Ｗ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．１質量％以下とし、０．０８質量％以下であることが好ましい。
【0117】
＜Ｔａ（Ｍｅｔａｌ）：０．１質量％以下＞
Ｔａは、強度等機械的性能に影響を及ぼす元素である。軟鋼、高張力鋼、低温鋼等のように、一般的に多用される鋼種において、要求される機械的性能を満足するために、溶着金属中にＴａが含有されていてもよい。この場合に、Ｔａ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．１質量％以下とし、０．０８質量％以下であることが好ましい。
Ｔａは、強度等機械的性能に影響を及ぼす元素である。軟鋼、高張力鋼、低温鋼等のように、一般的に多用される鋼種において、要求される機械的性能を満足するために、溶着金属中にＴａが含有されていてもよい。この場合に、Ｔａ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．１質量％以下とし、０．０８質量％以下であることが好ましい。
【0118】
＜Ｓｒ（Ｍｅｔａｌ）：１．００質量％以下＞
Ｓｒは、溶接金属の脱酸作用と溶接作業性の改善に寄与することから、フラックス中に含まれることが好ましい元素であるため、溶着金属中にＳｒが含有されていてもよい。この場合に、Ｓｒ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、１．００質量％以下とし、０．９０質量％以下であることが好ましい。
Ｓｒは、溶接金属の脱酸作用と溶接作業性の改善に寄与することから、フラックス中に含まれることが好ましい元素であるため、溶着金属中にＳｒが含有されていてもよい。この場合に、Ｓｒ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、１．００質量％以下とし、０．９０質量％以下であることが好ましい。
【0119】
＜Ｏ（Ｍｅｔａｌ）：０．０２５０質量％以下＞
Ｏは、溶接金属中に固溶、又は酸化物の形態で存在する。Ｏが過剰に含有されると、溶接金属中に、酸化物系の介在物が多量に残存している可能性が高く、靱性に悪影響を及ぼす。したがって、Ｏ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．０２５０質量％以下とし、０．０２００質量％以下とすることが好ましい。
Ｏは、溶接金属中に固溶、又は酸化物の形態で存在する。Ｏが過剰に含有されると、溶接金属中に、酸化物系の介在物が多量に残存している可能性が高く、靱性に悪影響を及ぼす。したがって、Ｏ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．０２５０質量％以下とし、０．０２００質量％以下とすることが好ましい。
【0120】
＜Ｎ（Ｍｅｔａｌ）：０．０１００質量％以下＞
Ｎは、溶接金属中に固溶、又は窒化物の形態で存在する。Ｎが過剰に含有されると、その固溶強化により、強度が過剰に上昇し、強度と靱性とのバランスがとれなくなるおそれがある。したがって、Ｎ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．０１００質量％以下とし、０．００５０質量％以下とすることが好ましい。
Ｎは、溶接金属中に固溶、又は窒化物の形態で存在する。Ｎが過剰に含有されると、その固溶強化により、強度が過剰に上昇し、強度と靱性とのバランスがとれなくなるおそれがある。したがって、Ｎ（Ｍｅｔａｌ）の含有量は、溶着金属全質量に対して、０．０１００質量％以下とし、０．００５０質量％以下とすることが好ましい。
【0121】
（残部：不純物）
本実施形態において、上記元素を除く残部は、不純物であることが好ましい。不純物とは、意図的に添加されていないものを意味し、上記以外の元素として、例えばＳｎ、Ｃｏ、Ｓｂ、Ａｓ等が挙げられる。溶着金属中の不純物の含有量は、合計で０．０１０質量％以下であることが好ましく、０．００５質量％以下であることがより好ましい。
本実施形態において、上記元素を除く残部は、不純物であることが好ましい。不純物とは、意図的に添加されていないものを意味し、上記以外の元素として、例えばＳｎ、Ｃｏ、Ｓｂ、Ａｓ等が挙げられる。溶着金属中の不純物の含有量は、合計で０．０１０質量％以下であることが好ましく、０．００５質量％以下であることがより好ましい。
【0122】
なお、本実施形態に係る溶着金属は、例えば、上記［１．塩基性系フラックス入りワイヤ］を用いて、ガスシールドアーク溶接することにより、製造することができる。
【0123】
［３．溶接方法］
本実施形態に係る溶接方法は、上記［１．塩基性系フラックス入りワイヤ］で説明した塩基性系フラックス入りワイヤを用いて、ガスシールドアーク溶接する方法である。
具体的には、種々のガスシールドアーク溶接方法のうち、電極側を－（マイナス）、母材側を＋（プラス）とする正極性を用いてガスシールドアーク溶接を採用することが好ましい。溶接に用いられるガスの種類は特に制限されないが、例えば、１００体積％のＡｒガス、１００体積％のＣＯ２ガス、１００体積％のＯ２ガスの他、これらの混合ガス等が挙げられる。Ａｒガスを用いる場合には、Ａｒを７０体積％以上含むシールドガスを用いることが好ましく、ＣＯ２ガスを用いる場合には、ＣＯ２を７０体積％以上含むシールドガスを用いることが好ましく、１００体積％のＣＯ２ガス（以降、「炭酸ガス」とも称する）を用いることがより好ましい。また、ＡｒガスとＣＯ２ガスの混合ガスを用いる場合には、８０体積％のＡｒガスと２０体積％のＣＯ２ガスとの混合ガスであることが好ましい。ガスの流量も特に制限されないが、例えば１５～３０Ｌ／ｍｉｎ程度とすることができる。
本実施形態に係る溶接方法は、上記［１．塩基性系フラックス入りワイヤ］で説明した塩基性系フラックス入りワイヤを用いて、ガスシールドアーク溶接する方法である。
具体的には、種々のガスシールドアーク溶接方法のうち、電極側を－（マイナス）、母材側を＋（プラス）とする正極性を用いてガスシールドアーク溶接を採用することが好ましい。溶接に用いられるガスの種類は特に制限されないが、例えば、１００体積％のＡｒガス、１００体積％のＣＯ２ガス、１００体積％のＯ２ガスの他、これらの混合ガス等が挙げられる。Ａｒガスを用いる場合には、Ａｒを７０体積％以上含むシールドガスを用いることが好ましく、ＣＯ２ガスを用いる場合には、ＣＯ２を７０体積％以上含むシールドガスを用いることが好ましく、１００体積％のＣＯ２ガス（以降、「炭酸ガス」とも称する）を用いることがより好ましい。また、ＡｒガスとＣＯ２ガスの混合ガスを用いる場合には、８０体積％のＡｒガスと２０体積％のＣＯ２ガスとの混合ガスであることが好ましい。ガスの流量も特に制限されないが、例えば１５～３０Ｌ／ｍｉｎ程度とすることができる。
【0124】
設定する溶接電流波形の形状は、直線であってもパルス形状であってもよい。なお、ここでいう直線とは、特殊な波形形状にしないという意味である。溶接電流範囲は特に限定されず、例えば、下向姿勢の場合、２００～３００Ａ、立向・横向溶接の場合、１５０～２５０Ａ、固定管などの円周溶接の場合にはこれら条件を複合した範囲でも使用される。とすることができる。また、アーク電圧も特に限定されず、例えば、１５～３５Ｖとすることができる。溶接速度も特に限定されないが、例えば、１０～５０ｃｍ／分とすることができる。その他、ワイヤ突出し長さについても特に制限されず、例えば、１０～３０ｍｍに設定することができる。ただし、全ての溶接条件は、上記の範囲に限定されるものではなく、用途に応じて適宜決定することができる。
【0125】
［４．溶接継手］
本実施形態に係る溶接継手は、上記［３．溶接方法］で説明した溶接方法を用いて製造されるものである。本実施形態に係る溶接継手において、溶着金属に係る部分は、上記［２．溶着金属］で説明した組成を有することが好ましい。
本実施形態に係る溶接継手は、上記［３．溶接方法］で説明した溶接方法を用いて製造されるものである。本実施形態に係る溶接継手において、溶着金属に係る部分は、上記［２．溶着金属］で説明した組成を有することが好ましい。
【実施例0126】
以下に、発明例及び比較例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に適合し得る範囲で変更を加えて実施することが可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。また、ここで説明する溶接条件は一例であり、本実施の形態では、以下の溶接条件に限定されるものではない。
【0127】
下記表１～４に示す種々の組成を有するワイヤを使用して、以下に示す溶接条件で溶着金属を作成し、引張試験により強度（ＴＳ）を測定するとともに、衝撃試験により、－２０℃及び－４６℃でのシャルピー吸収エネルギー（ＣＶＮ）を測定した。
【0128】
＜溶接条件＞
溶接電流：２１０Ａ
アーク電圧：２１Ｖ
極性：ＤＣＥＮ
シールドガス：１００体積％ＣＯ２
積層方法：７層１４パス
入熱：０．８～１．０ｋＪ／ｍｍ
溶接電流：２１０Ａ
アーク電圧：２１Ｖ
極性：ＤＣＥＮ
シールドガス：１００体積％ＣＯ２
積層方法：７層１４パス
入熱：０．８～１．０ｋＪ／ｍｍ
【0129】
＜測定方法＞
（引張試験）
得られた溶着金属から、ＪＩＳ Ｚ ３１１１：２００５のＡ１号の引張試験片を採取して、ＪＩＳ Ｚ ３１１１：２００５に規定される「溶着金属の引張及び衝撃試験方法」に準拠した引張試験により溶接金属の引張強度（ＴＳ）及び０．２％耐力（降伏応力：ＰＳ）を測定した。
（引張試験）
得られた溶着金属から、ＪＩＳ Ｚ ３１１１：２００５のＡ１号の引張試験片を採取して、ＪＩＳ Ｚ ３１１１：２００５に規定される「溶着金属の引張及び衝撃試験方法」に準拠した引張試験により溶接金属の引張強度（ＴＳ）及び０．２％耐力（降伏応力：ＰＳ）を測定した。
【0130】
（衝撃試験）
得られた溶着金属から、ＪＩＳ Ｚ ３１１１：２００５の２ｍｍのＶノッチ衝撃試験片を採取して、ＪＩＳ Ｚ ３１１１：２００５に規定される「溶着金属の引張及び衝撃試験方法」に準拠した衝撃試験により溶接金属の－２０℃及び－４６℃での吸収エネルギー（ＣＶＮ）を３点測定し、その平均値をＣＶＮ（－４６℃）、ＣＶＮ（－２０℃）の値として用いた。
得られた溶着金属から、ＪＩＳ Ｚ ３１１１：２００５の２ｍｍのＶノッチ衝撃試験片を採取して、ＪＩＳ Ｚ ３１１１：２００５に規定される「溶着金属の引張及び衝撃試験方法」に準拠した衝撃試験により溶接金属の－２０℃及び－４６℃での吸収エネルギー（ＣＶＮ）を３点測定し、その平均値をＣＶＮ（－４６℃）、ＣＶＮ（－２０℃）の値として用いた。
【0131】
＜評価方法＞
次に、強度と靱性とのバランス、及び脆性破面率において評価を行った。具体的には、下記式（ａ）、式（ｂ）により得られる値を算出し、強度と靱性とのバランスの評価を実施した。
式（ａ）：ＣＶＮ（－４６℃）／ＴＳ
式（ｂ）：ＣＶＮ（－２０℃）／ＴＳ
次に、強度と靱性とのバランス、及び脆性破面率において評価を行った。具体的には、下記式（ａ）、式（ｂ）により得られる値を算出し、強度と靱性とのバランスの評価を実施した。
式（ａ）：ＣＶＮ（－４６℃）／ＴＳ
式（ｂ）：ＣＶＮ（－２０℃）／ＴＳ
【0132】
式（ａ）、式（ｂ）により得られる値は、１に近づくほど、強度と靱性とのバランスがよいと判断することができる。具体的に、式（ａ）については、０．１００以上であれば、強度と靱性とのバランスが良好であるとし、０．１５０以上であればより良好であり、０．１８０以上であれば優良であるとして、良好以上のものを合格と判断した。また、式（ｂ）については、０．１５０以上であれば、強度と靱性とのバランスが良好であるとし、０．２００以上であればより良好であり、０．２２０以上であれば優良であるとして、良好以上のものを合格と判断した。
【0133】
また、－２０℃及び－４６℃における脆性破面率についても評価した。脆性破面率は、シャルピー衝撃試験後の試験片の破断面を観察し、試験前の規定断面積に対し脆性破面を呈する領域が占める面積割合として算出される。脆性破面率は－２０℃及び－４６℃において、４０％以下であれば良好であるとし、３０％以下であれば優良であるとして、良好以上のものを合格と判断した。得られた溶着金属の組成を下記表５及び６に示し、評価結果を下記表７及び８に示す。なお、下記表１、３、５及び６において、「－」と記載されているものは、検出限界以下であったことを表す。また、表４において「－」と記載されているものは、計算不能であることを表す。また、下記表１及び３で示しているワイヤの組成の残部はＯ、Ｎ及び不純物となり、下記表５及び６で示している溶着金属の組成の残部はＦｅ及び不純物となる。
【0134】
さらに、表２及び表４において、式（１）～式（８）は、以下の式を表す。
式（１）：
３２．１×［Ｓｉ］－４０．６×［Ｍｎ］－２０．１×［Ｎｉ］－１９．７×［Ｍｏ］－１７２．６×［Ｃ］－４０８．２×［ＲＥＭ］－５８２４．４×［Ｂ］－３８．４×［Ｃｒ］－９９６０×［Ｐ］＋４３７９３×［Ｓ］
式（１）：
３２．１×［Ｓｉ］－４０．６×［Ｍｎ］－２０．１×［Ｎｉ］－１９．７×［Ｍｏ］－１７２．６×［Ｃ］－４０８．２×［ＲＥＭ］－５８２４．４×［Ｂ］－３８．４×［Ｃｒ］－９９６０×［Ｐ］＋４３７９３×［Ｓ］
【0135】
式（２）：
３３．９×［Ｓｉ］－４７．０×［Ｍｎ］－２２．２×［Ｎｉ］－１１．９×［Ｍｏ］－２０３．９×［Ｃ］－４４３．５×［ＲＥＭ］－４４８２．２×［Ｂ］－３６．１×［Ｃｒ］－１５２８１×［Ｐ］＋４７８６８×［Ｓ］
３３．９×［Ｓｉ］－４７．０×［Ｍｎ］－２２．２×［Ｎｉ］－１１．９×［Ｍｏ］－２０３．９×［Ｃ］－４４３．５×［ＲＥＭ］－４４８２．２×［Ｂ］－３６．１×［Ｃｒ］－１５２８１×［Ｐ］＋４７８６８×［Ｓ］
【0136】
式（３）：
０．００１×［Ｆｅ］－０．７１×［Ｓｉ］＋０．０８×［Ｍｎ］－０．０８×［Ａｌ］＋０．６９×［Ｚｒ］＋０．０３×［Ｎｉ］＋０．０１×［Ｍｏ］＋０．３２×［Ｃ］＋２．２７×［ＲＥＭ］＋９．５７×［Ｂ］＋０．１１×［Ｃｒ］
０．００１×［Ｆｅ］－０．７１×［Ｓｉ］＋０．０８×［Ｍｎ］－０．０８×［Ａｌ］＋０．６９×［Ｚｒ］＋０．０３×［Ｎｉ］＋０．０１×［Ｍｏ］＋０．３２×［Ｃ］＋２．２７×［ＲＥＭ］＋９．５７×［Ｂ］＋０．１１×［Ｃｒ］
【0137】
式（４）：
０．００３×［Ｆｅ］－０．３５×［Ｓｉ］＋０．０９×［Ｍｎ］－０．１３×［Ａｌ］＋０．２２×［Ｚｒ］＋０．０２×［Ｎｉ］－０．０２×［Ｍｏ］－０．１１×［Ｃ］＋１．１７×［ＲＥＭ］＋４．３０×［Ｂ］＋０．０９×［Ｃｒ］
０．００３×［Ｆｅ］－０．３５×［Ｓｉ］＋０．０９×［Ｍｎ］－０．１３×［Ａｌ］＋０．２２×［Ｚｒ］＋０．０２×［Ｎｉ］－０．０２×［Ｍｏ］－０．１１×［Ｃ］＋１．１７×［ＲＥＭ］＋４．３０×［Ｂ］＋０．０９×［Ｃｒ］
【0138】
式（５）：［Ｂ酸化物］／［Ｂ］
【0139】
式（６）：［Ｃｒ］／（［Ｃｒ］＋［Ｍｏ］）
【0140】
式（７）：［Ｍｏ］／（［Ｃｒ］＋［Ｍｏ］）
【0141】
式（８）：［Ａｌ］／（［Ａｌ］＋［Ｍｇ］）
【0142】
ただし、［ＲＥＭ］、［Ｆｅ］、［Ｃ］、［Ｓｉ］、［Ｍｎ］、［Ｐ］、［Ｓ］、［Ｃｒ］、［Ｍｏ］、［Ａｌ］、［Ｚｒ］、［Ｎｉ］、［Ｂ］及び［Ｍｇ］は、それぞれ、ＲＥＭ（Ｗｉｒｅ）、Ｆｅ（Ｗｉｒｅ）、Ｃ（Ｗｉｒｅ）、Ｓｉ（Ｗｉｒｅ）、Ｍｎ（Ｗｉｒｅ）、Ｐ（Ｗｉｒｅ）、Ｓ（Ｗｉｒｅ）、Ｃｒ（Ｗｉｒｅ）、Ｍｏ（Ｗｉｒｅ）、Ａｌ（Ｗｉｒｅ）、Ｚｒ（Ｗｉｒｅ）、Ｎｉ（Ｗｉｒｅ）、Ｂ（Ｗｉｒｅ）、及びＭｇ（Ｗｉｒｅ）の含有量を、ワイヤ全質量に対する質量％で表した値である。また、［Ｂ酸化物］は、ワイヤ中のＢ酸化物のＢ換算値を、ワイヤ全質量に対する質量％で表した値である。本実施例では、Ｂのみ、酸化物の形態で添加した。言い換えれば、本実施形態のワイヤ中の酸化物量は、Ｂ（Ｗｉｒｅ）の値のＢ２Ｏ３換算値となる。
【0143】
【表1】
【0144】
【表2】
【0145】
【表3】
【0146】
【表4】
【0147】
【表5】
【0148】
【表6】
【0149】
【表7】
【0150】
【表8】
【0151】
表１～４、表７、８に示すように、発明例Ｎｏ．１～１６は、塩基性系フラックス入りワイヤに含有される各成分及び式（１）～式（８）により得られる値が、本発明で規定する範囲内であったため、溶落ち性が向上し、全姿勢での溶接が可能になったとともに、強度と靱性とのバランスが優れた溶着金属を得ることができた。なお、発明例Ｎｏ．５～７を比較すると、ワイヤ中のＺｒ含有量が０．０４５質量％以下である場合に、Ｂ含有量の増加にともなって、強度と靱性とのバランスが優れたものとなった。また、発明例Ｎｏ．５、１１、１４を比較すると、Ｂ含有量を０．００４６～０．００５５質量％とした状態で、ワイヤ中のＺｒ含有量を、０．０４５質量％を超えて増加させると、Ｚｒ含有量の増加にともなって、強度と靱性とのバランスを示す式（ａ）及び式（ｂ）の少なくとも一方が低下する傾向がみられた。すなわち、Ｂ含有量とＺｒ含有量のいずれもが、本発明で規定する範囲の上限に近づくと、強度と靱性とのバランスが低下することが分かった。
【0152】
特に、発明例Ｎｏ．９、１０、１２、１３、１５及び１６は、ワイヤ中のＺｒ含有量及びＢ含有量が本発明で規定する好ましい範囲内であったため、脆性破面率及び強度と靱性とのバランスがいずれも優良な結果となった。
【0153】
一方、比較例Ｎｏ．１～１９は、ワイヤ中のＲＥＭ含有量、Ｃ含有量及び式（１）～式（４）により得られる値の少なくとも１種が本発明で規定する範囲から外れていたため、脆性破面率及び強度と靱性とのバランスのうち、少なくとも１種が不良となった。
【0154】
また、表５～表８に示すように、発明例Ｎｏ．１～１６は、溶着金属に含有される各成分の含有量が、本発明で規定する範囲内であったため、強度と靱性とのバランスが優れたものとなった。溶着金属を得ることができた。
【0155】
このように、本発明に係る塩基性系フラックス入りワイヤ、溶接方法及び溶接継手の製造方法によれば、全姿勢の溶接を可能とし、強度と靱性とのバランスとが優れた溶着金属及び溶接継手を得ることができる。