(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】P2024112644
(43)【公開日】2024-08-21
(54)【発明の名称】フラックス入りワイヤ
(51)【国際特許分類】
B23K 35/368 20060101AFI20240814BHJP
B23K 35/30 20060101ALI20240814BHJP
【ＦＩ】
B23K35/368 B
B23K35/30 320E
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023017839
(22)【出願日】2023-02-08
(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】磯野 晋也
(72)【発明者】
【氏名】高内 英亮
【テーマコード（参考）】
4E084
【Ｆターム（参考）】
4E084AA02
4E084AA03
4E084AA04
4E084AA07
4E084AA17
4E084BA02
4E084BA03
4E084BA04
4E084BA05
4E084BA06
4E084BA08
4E084BA09
4E084BA10
4E084BA12
4E084BA13
4E084BA14
4E084BA15
4E084BA16
4E084BA18
4E084BA29
4E084CA03
4E084CA23
4E084CA24
4E084CA25
4E084CA29
4E084DA10
4E084EA06
4E084GA06
4E084HA01
4E084HA06
(57)【要約】
【課題】ＰＷＨＴ後の靱性が優れた溶接金属を得ることができるフラックス入りワイヤを提供する。
【解決手段】Ｃｒ－Ｍｏ系鋼材のガスシールドアーク溶接に用いられるフラックス入りワイヤは、ワイヤ全質量に対して、Ｆｅ、ＴｉＯ２、Ｃ、金属Ｓｉ及びＳｉ化合物のＳｉＯ２換算値、Ｍｎ、Ｃｒ、並びにＭｏの含有量が所定の範囲に制御されており、Ｎｉ、Ｎ、Ｎａ及びＫの総量、Ａｌ２Ｏ３、Ｐ、Ｓ、Ｎｂ、Ｖ、Ｍｇ、Ｂ、並びに金属Ｚｒ及びＺｒ化合物のＺｒＯ２換算値の含有量の上限が規制されているとともに、Ａｌ：０．１５質量％以上０．６０質量％以下、を含有し、Ａｌ含有量をワイヤ全質量に対する質量％で［Ａｌ］と表し、Ａｌ２Ｏ３含有量をワイヤ全質量に対する質量％で［Ａｌ２Ｏ３］と表す場合に、［Ａｌ］＋０．２×［Ａｌ２Ｏ３］：０．７５以下である。
【選択図】なし
【解決手段】Ｃｒ－Ｍｏ系鋼材のガスシールドアーク溶接に用いられるフラックス入りワイヤは、ワイヤ全質量に対して、Ｆｅ、ＴｉＯ２、Ｃ、金属Ｓｉ及びＳｉ化合物のＳｉＯ２換算値、Ｍｎ、Ｃｒ、並びにＭｏの含有量が所定の範囲に制御されており、Ｎｉ、Ｎ、Ｎａ及びＫの総量、Ａｌ２Ｏ３、Ｐ、Ｓ、Ｎｂ、Ｖ、Ｍｇ、Ｂ、並びに金属Ｚｒ及びＺｒ化合物のＺｒＯ２換算値の含有量の上限が規制されているとともに、Ａｌ：０．１５質量％以上０．６０質量％以下、を含有し、Ａｌ含有量をワイヤ全質量に対する質量％で［Ａｌ］と表し、Ａｌ２Ｏ３含有量をワイヤ全質量に対する質量％で［Ａｌ２Ｏ３］と表す場合に、［Ａｌ］＋０．２×［Ａｌ２Ｏ３］：０．７５以下である。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
Ｃｒ－Ｍｏ系鋼材のガスシールドアーク溶接に用いられるフラックス入りワイヤであって、
ワイヤ全質量に対して、
Ｆｅ：８０質量％以上９５質量％以下、
ＴｉＯ２：２．５質量％以上５．８質量％以下、
Ｃ：０．０２質量％以上０．１０質量％以下、
金属Ｓｉ及びＳｉ化合物のＳｉＯ２換算値：０．２０質量％以上１．５０質量％以下、
Ｍｎ：０．８質量％以上２．８質量％以下、
Ｃｒ：０．９質量％以上３．０質量％以下、
Ｍｏ：０．３５質量％以上１．５質量％以下、
Ａｌ：０．１５質量％以上０．６０質量％以下、を含有し、
Ｎｉ：０．４０質量％以下、
Ｎ：０．０５０質量％以下、
Ｎａ及びＫの総量：０．３０質量％以下、
Ａｌ２Ｏ３：２．５質量％以下、
Ｐ：０．０２質量％以下、
Ｓ：０．０２質量％以下、
Ｎｂ：０．０１０質量％以下、
Ｖ：０．０１０質量％以下、
Ｍｇ：０．２０質量％未満、
Ｂ：０．００１０質量％未満、
金属Ｚｒ及びＺｒ化合物のＺｒＯ２換算値：１．０質量％以下、であるとともに、
前記Ａｌの含有量をワイヤ全質量に対する質量％で［Ａｌ］と表し、
前記Ａｌ２Ｏ３の含有量をワイヤ全質量に対する質量％で［Ａｌ２Ｏ３］と表す場合に、
［Ａｌ］＋０．２×［Ａｌ２Ｏ３］：０．７５以下、
であることを特徴とする、フラックス入りワイヤ。
ワイヤ全質量に対して、
Ｆｅ：８０質量％以上９５質量％以下、
ＴｉＯ２：２．５質量％以上５．８質量％以下、
Ｃ：０．０２質量％以上０．１０質量％以下、
金属Ｓｉ及びＳｉ化合物のＳｉＯ２換算値：０．２０質量％以上１．５０質量％以下、
Ｍｎ：０．８質量％以上２．８質量％以下、
Ｃｒ：０．９質量％以上３．０質量％以下、
Ｍｏ：０．３５質量％以上１．５質量％以下、
Ａｌ：０．１５質量％以上０．６０質量％以下、を含有し、
Ｎｉ：０．４０質量％以下、
Ｎ：０．０５０質量％以下、
Ｎａ及びＫの総量：０．３０質量％以下、
Ａｌ２Ｏ３：２．５質量％以下、
Ｐ：０．０２質量％以下、
Ｓ：０．０２質量％以下、
Ｎｂ：０．０１０質量％以下、
Ｖ：０．０１０質量％以下、
Ｍｇ：０．２０質量％未満、
Ｂ：０．００１０質量％未満、
金属Ｚｒ及びＺｒ化合物のＺｒＯ２換算値：１．０質量％以下、であるとともに、
前記Ａｌの含有量をワイヤ全質量に対する質量％で［Ａｌ］と表し、
前記Ａｌ２Ｏ３の含有量をワイヤ全質量に対する質量％で［Ａｌ２Ｏ３］と表す場合に、
［Ａｌ］＋０．２×［Ａｌ２Ｏ３］：０．７５以下、
であることを特徴とする、フラックス入りワイヤ。
【請求項2】
前記ＴｉＯ２の含有量をワイヤ全質量に対する質量％で［ＴｉＯ２］と表し、
前記ＳｉＯ２換算値をワイヤ全質量に対する質量％で［ＳｉＯ２］と表し、
前記ＺｒＯ２換算値をワイヤ全質量に対する質量％で［ＺｒＯ２］と表す場合に、
［Ａｌ２Ｏ３］＋［ＴｉＯ２］＋［ＳｉＯ２］＋［ＺｒＯ２］：４．５以上８．５以下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ワイヤ。
前記ＳｉＯ２換算値をワイヤ全質量に対する質量％で［ＳｉＯ２］と表し、
前記ＺｒＯ２換算値をワイヤ全質量に対する質量％で［ＺｒＯ２］と表す場合に、
［Ａｌ２Ｏ３］＋［ＴｉＯ２］＋［ＳｉＯ２］＋［ＺｒＯ２］：４．５以上８．５以下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ワイヤ。
【請求項3】
さらに、ワイヤ全質量に対して、
Ｆ：０．３５質量％以下、を含有することを特徴とする請求項１又は２に記載のフラックス入りワイヤ。
Ｆ：０．３５質量％以下、を含有することを特徴とする請求項１又は２に記載のフラックス入りワイヤ。
【請求項4】
前記Ｎの含有量が０．００５質量％以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載のフラックス入りワイヤ。
【請求項5】
前記Ｎの含有量が０．００５質量％以上であることを特徴とする請求項３に記載のフラックス入りワイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、フラックス入りワイヤに関する。
【背景技術】
【0002】
一般的に、Ｃｒ－Ｍｏ鋼は高温特性に優れており、火力発電、原子力発電のボイラやリアクタ、圧力容器等に使用されている。このような溶接構造物を製造するためのガスシールドアーク溶接用のワイヤとして、近年、より一層機械的性能が優れた溶接金属を得ることができるフラックス入りワイヤについての要求が高くなっている。
【0003】
例えば、特許文献１には、所定量のＴｉＯ２、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｂ及びＶを含み、残部が鉄粉及びスラグ生成剤からなり、フラックス充填率が１０～２０％であるＣｒ－Ｍｏ鋼用炭酸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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平４－３０００９２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、Ｃｒ－Ｍｏ鋼においては、溶接熱影響部の軟化及び溶接部の延性並びに靱性改善、溶接残留応力の除去等を目的として、一般的に、溶接部に対して溶接後熱処理（ＰＷＨＴ：Ｐｏｓｔ Ｗｅｌｄ Ｈｅａｔ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）が施される。しかしながら、フラックス入りワイヤを用いた場合に、ＰＷＨＴ後においても－２０℃程度の低温靱性の確保が困難であるため、リアクタや圧力容器へのフラックス入りワイヤの適用箇所が限定されていた。特許文献１においては、－２０℃の低温靱性について十分に検討されておらず、上記フラックス入りワイヤを使用しても、優れた低温靱性が得られない場合があった。
【0006】
本発明は、上述した状況に鑑みてなされたものであり、Ｃｒ－Ｍｏ鋼の溶接に用いられ、ＰＷＨＴ後の靱性が優れた溶接金属を得ることができるガスシールドアーク溶接用のフラックス入りワイヤ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】
【0007】
本発明者らは、ＰＷＨＴ後の靱性を良好にするためのフラックス入りワイヤについて鋭意検討した。その結果、フラックス入りワイヤに従来よりも高い含有量でＡｌを含有させるとともに、Ａｌ含有量とＡｌ２Ｏ３含有量と用いたパラメータを規定し、その他の各成分を所定の範囲にすることにより、溶接金属の靱性を向上させることができることを見出した。
本発明は、これら知見に基づいてなされたものである。
本発明は、これら知見に基づいてなされたものである。
【0008】
本発明の上記目的は、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］ Ｃｒ－Ｍｏ系鋼材のガスシールドアーク溶接に用いられるフラックス入りワイヤであって、
ワイヤ全質量に対して、
Ｆｅ：８０質量％以上９５質量％以下、
ＴｉＯ２：２．５質量％以上５．８質量％以下、
Ｃ：０．０２質量％以上０．１０質量％以下、
金属Ｓｉ及びＳｉ化合物のＳｉＯ２換算値：０．２０質量％以上１．５０質量％以下、
Ｍｎ：０．８質量％以上２．８質量％以下、
Ｃｒ：０．９質量％以上３．０質量％以下、
Ｍｏ：０．３５質量％以上１．５質量％以下、
Ａｌ：０．１５質量％以上０．６０質量％以下、を含有し、
Ｎｉ：０．４０質量％以下、
Ｎ：０．０５０質量％以下、
Ｎａ及びＫの総量：０．３０質量％以下、
Ａｌ２Ｏ３：２．５質量％以下、
Ｐ：０．０２質量％以下、
Ｓ：０．０２質量％以下、
Ｎｂ：０．０１０質量％以下、
Ｖ：０．０１０質量％以下、
Ｍｇ：０．２０質量％未満、
Ｂ：０．００１０質量％未満、
金属Ｚｒ及びＺｒ化合物のＺｒＯ２換算値：１．０質量％以下、であるとともに、
前記Ａｌの含有量をワイヤ全質量に対する質量％で［Ａｌ］と表し、
前記Ａｌ２Ｏ３の含有量をワイヤ全質量に対する質量％で［Ａｌ２Ｏ３］と表す場合に、
［Ａｌ］＋０．２×［Ａｌ２Ｏ３］：０．７５以下、
であることを特徴とする、フラックス入りワイヤ。
ワイヤ全質量に対して、
Ｆｅ：８０質量％以上９５質量％以下、
ＴｉＯ２：２．５質量％以上５．８質量％以下、
Ｃ：０．０２質量％以上０．１０質量％以下、
金属Ｓｉ及びＳｉ化合物のＳｉＯ２換算値：０．２０質量％以上１．５０質量％以下、
Ｍｎ：０．８質量％以上２．８質量％以下、
Ｃｒ：０．９質量％以上３．０質量％以下、
Ｍｏ：０．３５質量％以上１．５質量％以下、
Ａｌ：０．１５質量％以上０．６０質量％以下、を含有し、
Ｎｉ：０．４０質量％以下、
Ｎ：０．０５０質量％以下、
Ｎａ及びＫの総量：０．３０質量％以下、
Ａｌ２Ｏ３：２．５質量％以下、
Ｐ：０．０２質量％以下、
Ｓ：０．０２質量％以下、
Ｎｂ：０．０１０質量％以下、
Ｖ：０．０１０質量％以下、
Ｍｇ：０．２０質量％未満、
Ｂ：０．００１０質量％未満、
金属Ｚｒ及びＺｒ化合物のＺｒＯ２換算値：１．０質量％以下、であるとともに、
前記Ａｌの含有量をワイヤ全質量に対する質量％で［Ａｌ］と表し、
前記Ａｌ２Ｏ３の含有量をワイヤ全質量に対する質量％で［Ａｌ２Ｏ３］と表す場合に、
［Ａｌ］＋０．２×［Ａｌ２Ｏ３］：０．７５以下、
であることを特徴とする、フラックス入りワイヤ。
【0010】
また、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］～［４］に関する。
［２］ 前記ＴｉＯ２の含有量をワイヤ全質量に対する質量％で［ＴｉＯ２］と表し、
前記ＳｉＯ２換算値をワイヤ全質量に対する質量％で［ＳｉＯ２］と表し、
前記ＺｒＯ２換算値をワイヤ全質量に対する質量％で［ＺｒＯ２］と表す場合に、
［Ａｌ２Ｏ３］＋［ＴｉＯ２］＋［ＳｉＯ２］＋［ＺｒＯ２］：４．５以上８．５以下であることを特徴とする、［１］に記載のフラックス入りワイヤ。
［２］ 前記ＴｉＯ２の含有量をワイヤ全質量に対する質量％で［ＴｉＯ２］と表し、
前記ＳｉＯ２換算値をワイヤ全質量に対する質量％で［ＳｉＯ２］と表し、
前記ＺｒＯ２換算値をワイヤ全質量に対する質量％で［ＺｒＯ２］と表す場合に、
［Ａｌ２Ｏ３］＋［ＴｉＯ２］＋［ＳｉＯ２］＋［ＺｒＯ２］：４．５以上８．５以下であることを特徴とする、［１］に記載のフラックス入りワイヤ。
【0011】
［３］ さらに、ワイヤ全質量に対して、
Ｆ：０．３５質量％以下、を含有することを特徴とする［１］又は［２］に記載のフラックス入りワイヤ。
Ｆ：０．３５質量％以下、を含有することを特徴とする［１］又は［２］に記載のフラックス入りワイヤ。
【0012】
［４］ 前記Ｎ含有量が０．００５質量％以上であることを特徴とする［１］～［３］のいずれか１つに記載のフラックス入りワイヤ。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、ＰＷＨＴ後の靱性が優れた溶接金属を得ることができるフラックス入りワイヤを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0014】
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。
【0015】
［１．フラックス入りワイヤ］
本実施形態に係るフラックス入りワイヤ（以下、単に「ワイヤ」ともいう。）は、鋼製の外皮にフラックスが充填されている。また、本実施形態に係るフラックス入りワイヤは、Ｃｒ－Ｍｏ系鋼材のガスシールドアーク溶接に用いられるワイヤである。
本実施形態に係るフラックス入りワイヤ（以下、単に「ワイヤ」ともいう。）は、鋼製の外皮にフラックスが充填されている。また、本実施形態に係るフラックス入りワイヤは、Ｃｒ－Ｍｏ系鋼材のガスシールドアーク溶接に用いられるワイヤである。
【0016】
以下、本実施形態に係るフラックス入りワイヤに含有される成分について、その含有理由及び数値範囲限定理由を説明する。
なお、以下の説明において、フラックス入りワイヤ中の各成分量は、特に断りのない限り、ワイヤ全質量、すなわち外皮と外皮内のフラックスの合計量あたりの含有量として規定される。
なお、以下の説明において、フラックス入りワイヤ中の各成分量は、特に断りのない限り、ワイヤ全質量、すなわち外皮と外皮内のフラックスの合計量あたりの含有量として規定される。
【0017】
＜Ｆｅ：８０質量％以上９５質量％以下＞
Ｆｅは、本実施形態に係るワイヤの主成分である。
ワイヤ全質量に対するＦｅ含有量は８０質量％以上とし、８２質量％以上であることが好ましく、８３質量％以上であることがより好ましい。また、ワイヤ全質量に対するＦｅ含有量は９５質量％以下とし、９３質量％以下であることが好ましく、９２質量％以下であることがより好ましい。
Ｆｅは、本実施形態に係るワイヤの主成分である。
ワイヤ全質量に対するＦｅ含有量は８０質量％以上とし、８２質量％以上であることが好ましく、８３質量％以上であることがより好ましい。また、ワイヤ全質量に対するＦｅ含有量は９５質量％以下とし、９３質量％以下であることが好ましく、９２質量％以下であることがより好ましい。
【0018】
＜ＴｉＯ２：２．５質量％以上５．８質量％以下＞
ＴｉＯ２は、スラグ形成剤としてワイヤ中に添加される成分であり、スラグの被包性を良好にする効果を有する成分である。
ワイヤ全質量に対するＴｉＯ２含有量が２．５質量％未満であると、スラグの被包性が劣化する。したがって、ワイヤ全質量に対するＴｉＯ２含有量は２．５質量％以上とし、２．７質量％以上であることが好ましく、２．８質量％以上であることがより好ましい。
一方、ワイヤ全質量に対するＴｉＯ２含有量が５．８質量％を超えると、ＴｉＯ２のＴｉが溶接金属に過剰に含有され、靱性が低下する。したがって、ワイヤ全質量に対するＴｉＯ２含有量は５．８質量％以下とし、５．６質量％以下であることが好ましく、５．５質量％以下であることがより好ましい。
なお、本実施形態において、ＴｉＯ２含有量とは、Ｔｉ合金を除くＴｉ化合物のＴｉＯ２換算値である。より具体的には、ＴｉＯ２含有量は、酸に溶けないすべてのＴｉをＴｉＯ２に換算した値である。
ＴｉＯ２は、スラグ形成剤としてワイヤ中に添加される成分であり、スラグの被包性を良好にする効果を有する成分である。
ワイヤ全質量に対するＴｉＯ２含有量が２．５質量％未満であると、スラグの被包性が劣化する。したがって、ワイヤ全質量に対するＴｉＯ２含有量は２．５質量％以上とし、２．７質量％以上であることが好ましく、２．８質量％以上であることがより好ましい。
一方、ワイヤ全質量に対するＴｉＯ２含有量が５．８質量％を超えると、ＴｉＯ２のＴｉが溶接金属に過剰に含有され、靱性が低下する。したがって、ワイヤ全質量に対するＴｉＯ２含有量は５．８質量％以下とし、５．６質量％以下であることが好ましく、５．５質量％以下であることがより好ましい。
なお、本実施形態において、ＴｉＯ２含有量とは、Ｔｉ合金を除くＴｉ化合物のＴｉＯ２換算値である。より具体的には、ＴｉＯ２含有量は、酸に溶けないすべてのＴｉをＴｉＯ２に換算した値である。
【0019】
＜Ｃ：０．０２質量％以上０．１０質量％以下＞
Ｃは、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ及びＮｂと結合して炭化物を形成し、溶接金属の強度を確保する効果を有する重要な元素である。
ワイヤ全質量に対するＣ含有量が０．０２質量％未満であると、溶接金属の所望の強度を得ることができない。したがって、ワイヤ全質量に対するＣ含有量は０．０２質量％以上とし、０．０３質量％以上であることが好ましく、０．０４質量％以上であることがより好ましい。
一方、ワイヤ全質量に対するＣ含有量が０．１０質量％を超えると、偏析部の凝固温度が大きく低下し、高温割れが発生しやすくなる。また、炭化物の析出が過剰となり溶接金属の靱性が低下する。したがって、ワイヤ全質量に対するＣ含有量は０．１０質量％以下とし、０．０９質量％以下であることが好ましく、０．０８質量％以下であることがより好ましい。
Ｃは、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ及びＮｂと結合して炭化物を形成し、溶接金属の強度を確保する効果を有する重要な元素である。
ワイヤ全質量に対するＣ含有量が０．０２質量％未満であると、溶接金属の所望の強度を得ることができない。したがって、ワイヤ全質量に対するＣ含有量は０．０２質量％以上とし、０．０３質量％以上であることが好ましく、０．０４質量％以上であることがより好ましい。
一方、ワイヤ全質量に対するＣ含有量が０．１０質量％を超えると、偏析部の凝固温度が大きく低下し、高温割れが発生しやすくなる。また、炭化物の析出が過剰となり溶接金属の靱性が低下する。したがって、ワイヤ全質量に対するＣ含有量は０．１０質量％以下とし、０．０９質量％以下であることが好ましく、０．０８質量％以下であることがより好ましい。
【0020】
＜金属Ｓｉ及びＳｉ化合物のＳｉＯ２換算値：０．２０質量％以上１．５０質量％以下＞
Ｓｉは、溶接金属の脱酸剤として機能し、溶接金属の酸素量を低減する効果を有するとともに、スラグの粘性を向上させて、スラグの被包性及び溶接止端部のなじみを向上させる効果を有する元素である。
ワイヤ全質量に対するＳｉＯ２換算値が０．２０質量％未満であると、上記効果を十分に得ることができず、ビード外観及びビード形状が劣化する。したがって、ワイヤ全質量に対するＳｉＯ２換算値は０．２０質量％以上とし、０．２５質量％以上であることが好ましく、０．３０質量％以上であることがより好ましい。
一方、ワイヤ全質量に対するＳｉＯ２換算値が１．５０質量％を超えると、溶接部にスラグ巻き込みが発生する。また、溶接金属へのＳｉ歩留まりが増加し、溶接金属の靱性が低下する。したがって、ワイヤ全質量に対するＳｉＯ２換算値は１．５０質量％以下とし、１．４０質量％以下であることが好ましく、１．３０質量％以下であることがより好ましい。
なお、本実施形態において、ＳｉＯ２換算値とは、ワイヤ中に含有される金属Ｓｉ（Ｓｉ単体とＳｉ合金）及びＳｉ化合物に含まれる全てのＳｉをＳｉＯ２に換算した値である。
Ｓｉは、溶接金属の脱酸剤として機能し、溶接金属の酸素量を低減する効果を有するとともに、スラグの粘性を向上させて、スラグの被包性及び溶接止端部のなじみを向上させる効果を有する元素である。
ワイヤ全質量に対するＳｉＯ２換算値が０．２０質量％未満であると、上記効果を十分に得ることができず、ビード外観及びビード形状が劣化する。したがって、ワイヤ全質量に対するＳｉＯ２換算値は０．２０質量％以上とし、０．２５質量％以上であることが好ましく、０．３０質量％以上であることがより好ましい。
一方、ワイヤ全質量に対するＳｉＯ２換算値が１．５０質量％を超えると、溶接部にスラグ巻き込みが発生する。また、溶接金属へのＳｉ歩留まりが増加し、溶接金属の靱性が低下する。したがって、ワイヤ全質量に対するＳｉＯ２換算値は１．５０質量％以下とし、１．４０質量％以下であることが好ましく、１．３０質量％以下であることがより好ましい。
なお、本実施形態において、ＳｉＯ２換算値とは、ワイヤ中に含有される金属Ｓｉ（Ｓｉ単体とＳｉ合金）及びＳｉ化合物に含まれる全てのＳｉをＳｉＯ２に換算した値である。
【0021】
＜Ｍｎ：０．８質量％以上２．８質量％以下＞
Ｍｎは、溶接金属の脱酸剤として機能し、溶接金属の強度を向上させるとともに、靱性を改善する効果を有する元素である。
ワイヤ全質量に対するＭｎ含有量が０．８質量％未満であると、脱酸不足を引き起こし、溶接金属の靱性が低下する。したがって、ワイヤ全質量に対するＭｎ含有量は０．８質量％以上とし、１．０質量％以上であることが好ましく、１．２質量％以上であることがより好ましい。
一方、ワイヤ全質量に対するＭｎ含有量が２．８質量％を超えると、溶接金属の流動性が過度に大きくなり、立向及び上向溶接姿勢でのビード形状が著しく劣化する。したがって、ワイヤ全質量に対するＭｎ含有量は２．８質量％以下とし、２．６質量％以下であることが好ましく、２．５質量％以下であることがより好ましい。
なお、本実施形態において、Ｍｎ含有量とは、Ｍｎ単体、Ｍｎ化合物及びＭｎ合金に由来する全Ｍｎの含有量である。
Ｍｎは、溶接金属の脱酸剤として機能し、溶接金属の強度を向上させるとともに、靱性を改善する効果を有する元素である。
ワイヤ全質量に対するＭｎ含有量が０．８質量％未満であると、脱酸不足を引き起こし、溶接金属の靱性が低下する。したがって、ワイヤ全質量に対するＭｎ含有量は０．８質量％以上とし、１．０質量％以上であることが好ましく、１．２質量％以上であることがより好ましい。
一方、ワイヤ全質量に対するＭｎ含有量が２．８質量％を超えると、溶接金属の流動性が過度に大きくなり、立向及び上向溶接姿勢でのビード形状が著しく劣化する。したがって、ワイヤ全質量に対するＭｎ含有量は２．８質量％以下とし、２．６質量％以下であることが好ましく、２．５質量％以下であることがより好ましい。
なお、本実施形態において、Ｍｎ含有量とは、Ｍｎ単体、Ｍｎ化合物及びＭｎ合金に由来する全Ｍｎの含有量である。
【0022】
＜Ｃｒ：０．９質量％以上３．０質量％以下＞
Ｃｒは、本実施形態に係るフラックス入りワイヤが対象としているＣｒ－Ｍｏ鋼の主要元素であり、溶接金属の高温における耐酸化性や、高温強度を確保するために不可欠な元素である。
ワイヤ全質量に対するＣｒ含有量が０．９質量％未満であると、溶接金属の耐酸化性及び高温強度が不十分となる。したがって、ワイヤ全質量に対するＣｒ含有量は０．９質量％以上とし、１．０質量％以上であることが好ましく、１．１質量％以上であることがより好ましい。
一方、ワイヤ全質量に対するＣｒ含有量が３．０質量％を超えると、溶接金属の引張強度が過度に大きくなり、靱性が低下する。したがって、ワイヤ全質量に対するＣｒ含有量は３．０質量％以下とし、２．８質量％以下であることが好ましく、２．７質量％以下であることがより好ましい。
Ｃｒは、本実施形態に係るフラックス入りワイヤが対象としているＣｒ－Ｍｏ鋼の主要元素であり、溶接金属の高温における耐酸化性や、高温強度を確保するために不可欠な元素である。
ワイヤ全質量に対するＣｒ含有量が０．９質量％未満であると、溶接金属の耐酸化性及び高温強度が不十分となる。したがって、ワイヤ全質量に対するＣｒ含有量は０．９質量％以上とし、１．０質量％以上であることが好ましく、１．１質量％以上であることがより好ましい。
一方、ワイヤ全質量に対するＣｒ含有量が３．０質量％を超えると、溶接金属の引張強度が過度に大きくなり、靱性が低下する。したがって、ワイヤ全質量に対するＣｒ含有量は３．０質量％以下とし、２．８質量％以下であることが好ましく、２．７質量％以下であることがより好ましい。
【0023】
＜Ｍｏ：０．３５質量％以上１．５質量％以下＞
Ｍｏは、本実施形態に係るフラックス入りワイヤが対象としているＣｒ－Ｍｏ鋼の主要元素であって固溶強化元素であり、炭化物の析出によって高温強度を高める効果を有する元素である。
ワイヤ全質量に対するＭｏ含有量が０．３５質量％未満であると、所望の高温強度を有する溶接金属を得ることができない。したがって、ワイヤ全質量に対するＭｏ含有量は０．３５質量％以上とし、０．３８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、ワイヤ全質量に対するＭｏ含有量が１．５質量％を超えると、溶接金属の引張強度が過度に大きくなり、靱性が低下する。したがって、ワイヤ全質量に対するＭｏ含有量は１．５質量％以下とし、１．４質量％以下であることが好ましく、１．３質量％以下であることがより好ましい。
Ｍｏは、本実施形態に係るフラックス入りワイヤが対象としているＣｒ－Ｍｏ鋼の主要元素であって固溶強化元素であり、炭化物の析出によって高温強度を高める効果を有する元素である。
ワイヤ全質量に対するＭｏ含有量が０．３５質量％未満であると、所望の高温強度を有する溶接金属を得ることができない。したがって、ワイヤ全質量に対するＭｏ含有量は０．３５質量％以上とし、０．３８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、ワイヤ全質量に対するＭｏ含有量が１．５質量％を超えると、溶接金属の引張強度が過度に大きくなり、靱性が低下する。したがって、ワイヤ全質量に対するＭｏ含有量は１．５質量％以下とし、１．４質量％以下であることが好ましく、１．３質量％以下であることがより好ましい。
【0024】
＜Ａｌ：０．１５質量％以上０．６０質量％以下＞
Ａｌは、溶接金属の焼入れ性を向上し、組織を微細化することにより溶接金属の靱性を高める効果を有する成分である。
ワイヤ全質量に対するＡｌ含有量が０．１５質量％未満であると、上記効果を得ることができない。したがって、ワイヤ全質量に対するＡｌ含有量は０．１５質量％以上とし、０．１８質量％以上であることが好ましく、０．２０質量％以上であることがより好ましい。
一方、ワイヤ全質量に対するＡｌ含有量が０．６０質量％を超えると、組織が粗大化して溶接金属の靱性が低下する。したがって、ワイヤ全質量に対するＡｌ含有量は０．６０質量％以下とし、０．５８質量％以下であることが好ましく、０．５５質量％以下であることがより好ましい。
なお、本実施形態おいて、Ａｌ含有量とは、Ａｌ単体及びＡｌ合金に由来する酸可溶性のＡｌの総量であり、Ａｌ２Ｏ３等のＡｌ化合物を含まない。
Ａｌは、溶接金属の焼入れ性を向上し、組織を微細化することにより溶接金属の靱性を高める効果を有する成分である。
ワイヤ全質量に対するＡｌ含有量が０．１５質量％未満であると、上記効果を得ることができない。したがって、ワイヤ全質量に対するＡｌ含有量は０．１５質量％以上とし、０．１８質量％以上であることが好ましく、０．２０質量％以上であることがより好ましい。
一方、ワイヤ全質量に対するＡｌ含有量が０．６０質量％を超えると、組織が粗大化して溶接金属の靱性が低下する。したがって、ワイヤ全質量に対するＡｌ含有量は０．６０質量％以下とし、０．５８質量％以下であることが好ましく、０．５５質量％以下であることがより好ましい。
なお、本実施形態おいて、Ａｌ含有量とは、Ａｌ単体及びＡｌ合金に由来する酸可溶性のＡｌの総量であり、Ａｌ２Ｏ３等のＡｌ化合物を含まない。
【0025】
＜Ｎｉ：０．４０質量％以下（０質量％を含む）＞
Ｎｉは、溶接金属の靱性を向上させる効果を有する成分であるが、クリープ強度を著しく低下させる成分でもある。本実施形態においては、他の成分で溶接金属の靱性の向上を図ることができるため、ワイヤ中に必ずしもＮｉを含有させる必要はなく、０質量％であってもよい
ただし、溶接金属の靱性を向上させることを目的としてワイヤ中にＮｉを含有させる場合に、ワイヤ全質量に対するＮｉ含有量は０．０２質量％以上であることが好ましく、０．０５質量％以上であることがより好ましい。
一方、ワイヤ全質量に対するＮｉ含有量が０．４０質量％を超えると、溶接金属のクリープ強度が低下する。したがって、ワイヤ全質量に対するＮｉ含有量は０．４０質量％以下とし、０．３５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。
Ｎｉは、溶接金属の靱性を向上させる効果を有する成分であるが、クリープ強度を著しく低下させる成分でもある。本実施形態においては、他の成分で溶接金属の靱性の向上を図ることができるため、ワイヤ中に必ずしもＮｉを含有させる必要はなく、０質量％であってもよい
ただし、溶接金属の靱性を向上させることを目的としてワイヤ中にＮｉを含有させる場合に、ワイヤ全質量に対するＮｉ含有量は０．０２質量％以上であることが好ましく、０．０５質量％以上であることがより好ましい。
一方、ワイヤ全質量に対するＮｉ含有量が０．４０質量％を超えると、溶接金属のクリープ強度が低下する。したがって、ワイヤ全質量に対するＮｉ含有量は０．４０質量％以下とし、０．３５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。
【0026】
＜Ｎ：０．０５０質量％以下（０質量％を含む）＞
Ｎは、固溶強化元素であり、溶接金属の強度を向上させる効果を有する元素である。特に、本実施形態においては、ワイヤ中にＡｌとＮが適切な量で含有されていると、溶接金属中にＡｌＮが析出して、溶接金属の引張強度をより一層向上させることができる。本実施形態においては、他の成分で溶接金属の引張強度の向上を図ることができるため、ワイヤ中に必ずしもＮを含有させる必要はなく、０質量％であってもよい。
ただし、より一層溶接金属の引張強度を向上させることを目的としてワイヤ中にＮを含有させる場合に、ワイヤ全質量に対するＮ含有量は０．００５質量％以上であることが好ましく、０．００８質量％以上であることがより好ましい。
一方、ワイヤ全質量に対するＮ含有量が０．０５０質量％を超えると、溶接金属の引張強度が著しく上昇し、溶接金属の靱性が低下する。したがって、ワイヤ全質量に対するＮ含有量は０．０５０質量％以下とし、０．０４５質量％以下であることが好ましく、０．０４０質量％以下であることがより好ましい。
Ｎは、固溶強化元素であり、溶接金属の強度を向上させる効果を有する元素である。特に、本実施形態においては、ワイヤ中にＡｌとＮが適切な量で含有されていると、溶接金属中にＡｌＮが析出して、溶接金属の引張強度をより一層向上させることができる。本実施形態においては、他の成分で溶接金属の引張強度の向上を図ることができるため、ワイヤ中に必ずしもＮを含有させる必要はなく、０質量％であってもよい。
ただし、より一層溶接金属の引張強度を向上させることを目的としてワイヤ中にＮを含有させる場合に、ワイヤ全質量に対するＮ含有量は０．００５質量％以上であることが好ましく、０．００８質量％以上であることがより好ましい。
一方、ワイヤ全質量に対するＮ含有量が０．０５０質量％を超えると、溶接金属の引張強度が著しく上昇し、溶接金属の靱性が低下する。したがって、ワイヤ全質量に対するＮ含有量は０．０５０質量％以下とし、０．０４５質量％以下であることが好ましく、０．０４０質量％以下であることがより好ましい。
【0027】
＜Ｋ及びＮａの総量：０．３０質量％以下（０質量％を含む）＞
Ｋ及びＮａは、アークを安定化させる効果を有する成分であり、適正な量でワイヤ中に添加することにより、良好なビード形状を得ることができる。本実施形態においては、Ｋ及びＮａの総量の下限は特に限定されず、０質量％であってもよい。
ただし、より一層アークを安定化させることを目的としてワイヤ中にＫ及びＮａのいずれか一方又は両方を含有させる場合に、ワイヤ全質量に対するＫ及びＮａの総量は０．０２質量％以上であることが好ましく、０．０３質量％以上であることがより好ましい。
一方、ワイヤ全質量に対するＫ及びＮａの総量が０．３０質量％を超えると、溶接金属の靱性が低下する。したがって、ワイヤ全質量に対するＫ及びＮａの総量は０．３０質量％以下とし、０．２８質量％以下であることが好ましく、０．２７質量％以下であることがより好ましい。
なお、本実施形態に係るワイヤには、Ｋ及びＮａの両方が含有されていても、いずれか一方のみが含有されていてもよく、その総量が上記範囲内であればよい。
Ｋ及びＮａは、アークを安定化させる効果を有する成分であり、適正な量でワイヤ中に添加することにより、良好なビード形状を得ることができる。本実施形態においては、Ｋ及びＮａの総量の下限は特に限定されず、０質量％であってもよい。
ただし、より一層アークを安定化させることを目的としてワイヤ中にＫ及びＮａのいずれか一方又は両方を含有させる場合に、ワイヤ全質量に対するＫ及びＮａの総量は０．０２質量％以上であることが好ましく、０．０３質量％以上であることがより好ましい。
一方、ワイヤ全質量に対するＫ及びＮａの総量が０．３０質量％を超えると、溶接金属の靱性が低下する。したがって、ワイヤ全質量に対するＫ及びＮａの総量は０．３０質量％以下とし、０．２８質量％以下であることが好ましく、０．２７質量％以下であることがより好ましい。
なお、本実施形態に係るワイヤには、Ｋ及びＮａの両方が含有されていても、いずれか一方のみが含有されていてもよく、その総量が上記範囲内であればよい。
【0028】
＜Ａｌ２Ｏ３：２．５質量％以下（０質量％を含む）＞
Ａｌ２Ｏ３はスラグの流動性を向上させる効果を有するとともに、溶接金属の酸素量を調整する役割を有する成分である。また、ワイヤ中にＡｌ２Ｏ３が含有されていると、脱酸剤により還元されて、溶接金属中にＡｌとして歩留まり、溶接金属の靱性を向上させることができる。本実施形態においては、他の成分で溶接金属の靱性の向上を図ることができるため、ワイヤ中に必ずしもＡｌ２Ｏ３を含有させる必要はなく、０質量％であってもよい。
ただし、より一層溶接金属の靱性を向上させることを目的としてワイヤ中にＡｌ２Ｏ３を含有させる場合に、ワイヤ全質量に対するＡｌ２Ｏ３含有量は０．２質量％以上であることが好ましく、０．３質量％以上であることがより好ましい。
一方、ワイヤ全質量に対するＡｌ２Ｏ３含有量が２．５質量％を超えると、スパッタ発生量が増加する。また、ビードが垂れやすくなるため、立向溶接作業性が低下する。したがって、ワイヤ全質量に対するＡｌ２Ｏ３含有量は２．５質量％以下とし、２．２質量％以下であることが好ましく、２．０質量％以下であることがより好ましい。
なお、本実施形態において、Ａｌ２Ｏ３含有量とは、Ａｌ合金を除くＡｌ化合物のＡｌ２Ｏ３換算値である。より具体的には、Ａｌ２Ｏ３含有量は、酸に溶けないすべてのＡｌをＡｌ２Ｏ３に換算した値である。
Ａｌ２Ｏ３はスラグの流動性を向上させる効果を有するとともに、溶接金属の酸素量を調整する役割を有する成分である。また、ワイヤ中にＡｌ２Ｏ３が含有されていると、脱酸剤により還元されて、溶接金属中にＡｌとして歩留まり、溶接金属の靱性を向上させることができる。本実施形態においては、他の成分で溶接金属の靱性の向上を図ることができるため、ワイヤ中に必ずしもＡｌ２Ｏ３を含有させる必要はなく、０質量％であってもよい。
ただし、より一層溶接金属の靱性を向上させることを目的としてワイヤ中にＡｌ２Ｏ３を含有させる場合に、ワイヤ全質量に対するＡｌ２Ｏ３含有量は０．２質量％以上であることが好ましく、０．３質量％以上であることがより好ましい。
一方、ワイヤ全質量に対するＡｌ２Ｏ３含有量が２．５質量％を超えると、スパッタ発生量が増加する。また、ビードが垂れやすくなるため、立向溶接作業性が低下する。したがって、ワイヤ全質量に対するＡｌ２Ｏ３含有量は２．５質量％以下とし、２．２質量％以下であることが好ましく、２．０質量％以下であることがより好ましい。
なお、本実施形態において、Ａｌ２Ｏ３含有量とは、Ａｌ合金を除くＡｌ化合物のＡｌ２Ｏ３換算値である。より具体的には、Ａｌ２Ｏ３含有量は、酸に溶けないすべてのＡｌをＡｌ２Ｏ３に換算した値である。
【0029】
＜Ｐ：０．０２質量％以下（０質量％を含む）＞
Ｐは、不純物元素であり、高温割れ感受性を高める元素であるため、ワイヤ中のＰ含有量は低減することが好ましい。
ワイヤ全質量に対するＰ含有量が０．０２質量％を超えると、高温割れの発生が懸念される。したがって、ワイヤ全質量に対するＰ含有量は０．０２質量％以下とし、０．０１８質量％以下であることが好ましく、０．０１５質量％以下であることがより好ましい。
Ｐは、不純物元素であり、高温割れ感受性を高める元素であるため、ワイヤ中のＰ含有量は低減することが好ましい。
ワイヤ全質量に対するＰ含有量が０．０２質量％を超えると、高温割れの発生が懸念される。したがって、ワイヤ全質量に対するＰ含有量は０．０２質量％以下とし、０．０１８質量％以下であることが好ましく、０．０１５質量％以下であることがより好ましい。
【0030】
＜Ｓ：０．０２質量％以下（０質量％を含む）＞
Ｓは、不純物元素であり、高温割れ感受性を高める元素であるため、ワイヤ中のＳ含有量は低減することが好ましい。
ワイヤ全質量に対するＳ含有量が０．０２質量％を超えると、高温割れの発生が懸念される。したがって、ワイヤ全質量に対するＳ含有量は０．０２質量％以下とし、０．０１８質量％以下であることが好ましく、０．０１５質量％以下であることがより好ましい。
Ｓは、不純物元素であり、高温割れ感受性を高める元素であるため、ワイヤ中のＳ含有量は低減することが好ましい。
ワイヤ全質量に対するＳ含有量が０．０２質量％を超えると、高温割れの発生が懸念される。したがって、ワイヤ全質量に対するＳ含有量は０．０２質量％以下とし、０．０１８質量％以下であることが好ましく、０．０１５質量％以下であることがより好ましい。
【0031】
＜Ｎｂ：０．０１０質量％以下（０質量％を含む）＞
Ｎｂは、固溶強化元素であるとともに、炭窒化物として溶接金属中に析出することにより溶接金属の強度を向上させる効果を有する成分であるが、溶接金属の靱性を著しく低下させる元素でもあるため、本実施形態において、ワイヤ中のＮｂは低減することが好ましい。
ワイヤ全質量に対するＮｂ含有量が０．０１０質量％を超えると、溶接金属の靱性が低下する。したがって、ワイヤ全質量に対するＮｂ含有量は０．０１０質量％以下とし、０．００９質量％以下であることが好ましく、０．００８質量％以下であることがより好ましい。
なお、本実施形態において、Ｎｂ含有量とは、Ｎｂ単体、Ｎｂ化合物（酸化物）及びＮｂ合金に由来する全Ｎｂの含有量である。
Ｎｂは、固溶強化元素であるとともに、炭窒化物として溶接金属中に析出することにより溶接金属の強度を向上させる効果を有する成分であるが、溶接金属の靱性を著しく低下させる元素でもあるため、本実施形態において、ワイヤ中のＮｂは低減することが好ましい。
ワイヤ全質量に対するＮｂ含有量が０．０１０質量％を超えると、溶接金属の靱性が低下する。したがって、ワイヤ全質量に対するＮｂ含有量は０．０１０質量％以下とし、０．００９質量％以下であることが好ましく、０．００８質量％以下であることがより好ましい。
なお、本実施形態において、Ｎｂ含有量とは、Ｎｂ単体、Ｎｂ化合物（酸化物）及びＮｂ合金に由来する全Ｎｂの含有量である。
【0032】
＜Ｖ：０．０１０質量％以下（０質量％を含む）＞
Ｖは、炭窒化物として溶接金属中に析出することにより溶接金属の強度を向上させる効果を有する成分であるが、溶接金属の靱性を著しく低下させる元素でもあるため、本実施形態において、ワイヤ中のＶは低減することが好ましい。
ワイヤ全質量に対するＶ含有量が０．０１０質量％を超えると、溶接金属の靱性が低下する。したがって、ワイヤ全質量に対するＶ含有量は０．０１０質量％以下とし、０．００９質量％以下であることが好ましく、０．００８質量％以下であることがより好ましい。
なお、本実施形態において、Ｖ含有量とは、Ｖ単体、Ｖ化合物（酸化物）及びＶ合金に由来する全Ｖの含有量である。
Ｖは、炭窒化物として溶接金属中に析出することにより溶接金属の強度を向上させる効果を有する成分であるが、溶接金属の靱性を著しく低下させる元素でもあるため、本実施形態において、ワイヤ中のＶは低減することが好ましい。
ワイヤ全質量に対するＶ含有量が０．０１０質量％を超えると、溶接金属の靱性が低下する。したがって、ワイヤ全質量に対するＶ含有量は０．０１０質量％以下とし、０．００９質量％以下であることが好ましく、０．００８質量％以下であることがより好ましい。
なお、本実施形態において、Ｖ含有量とは、Ｖ単体、Ｖ化合物（酸化物）及びＶ合金に由来する全Ｖの含有量である。
【0033】
＜Ｍｇ：０．２０質量％未満（０質量％を含む）＞
Ｍｇは、溶接金属の強力な脱酸剤として作用し、溶接金属の靱性の安定化に寄与する効果を有する元素である。しかし、本実施形態においては、上記Ｍｇと同様の効果を有するＡｌをワイヤ中に含有させるため、ワイヤ中にＭｇが過剰に含有されると、合金元素の溶接金属への歩留りが増大し、強度が過剰に上昇して靱性が劣化する。このため、ワイヤ中のＭｇは低減することが好ましく、０質量％であってもよい。
ワイヤ全質量に対するＭｇ含有量が０．２０質量％以上であると、溶接金属の靱性が低下する。したがって、ワイヤ全質量に対するＭｇ含有量は０．２０質量％未満とし、０．１８質量％以下であることが好ましく、０．１５質量％以下であることがより好ましい。
Ｍｇは、溶接金属の強力な脱酸剤として作用し、溶接金属の靱性の安定化に寄与する効果を有する元素である。しかし、本実施形態においては、上記Ｍｇと同様の効果を有するＡｌをワイヤ中に含有させるため、ワイヤ中にＭｇが過剰に含有されると、合金元素の溶接金属への歩留りが増大し、強度が過剰に上昇して靱性が劣化する。このため、ワイヤ中のＭｇは低減することが好ましく、０質量％であってもよい。
ワイヤ全質量に対するＭｇ含有量が０．２０質量％以上であると、溶接金属の靱性が低下する。したがって、ワイヤ全質量に対するＭｇ含有量は０．２０質量％未満とし、０．１８質量％以下であることが好ましく、０．１５質量％以下であることがより好ましい。
【0034】
＜Ｂ：０．００１０質量％未満（０質量％を含む）＞
Ｂは、溶接金属のミクロ組織を微細化して、靱性を向上させる効果を有する元素であるが、ワイヤ中にＢを過剰に含有させると、溶接金属の強度が上昇し、靱性が低下するだけでなく、ＰＷＨＴ時に再熱割れが生じやすくなる。このため、ワイヤ中のＢは低減することが好ましく、０質量％であってもよい。
ワイヤ全質量に対するＢ含有量が０．００１０質量％以上であると、溶接金属の靱性が低下し、ＰＷＨＴ時に再熱割れが発生する。したがって、ワイヤ全質量に対するＢ含有量は０．００１０質量％未満とし、０．０００８質量％以下であることが好ましく、０．０００７質量％以下であることがより好ましい。
Ｂは、溶接金属のミクロ組織を微細化して、靱性を向上させる効果を有する元素であるが、ワイヤ中にＢを過剰に含有させると、溶接金属の強度が上昇し、靱性が低下するだけでなく、ＰＷＨＴ時に再熱割れが生じやすくなる。このため、ワイヤ中のＢは低減することが好ましく、０質量％であってもよい。
ワイヤ全質量に対するＢ含有量が０．００１０質量％以上であると、溶接金属の靱性が低下し、ＰＷＨＴ時に再熱割れが発生する。したがって、ワイヤ全質量に対するＢ含有量は０．００１０質量％未満とし、０．０００８質量％以下であることが好ましく、０．０００７質量％以下であることがより好ましい。
【0035】
＜金属Ｚｒ及びＺｒ化合物のＺｒＯ２換算値：１．０質量％以下（０質量％を含む）＞
ＺｒＯ２は、上記Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２及びＳｉＯ２と同様に、スラグ形成剤としてワイヤ中に含有されていてもよい成分である。本実施形態においては、後述する酸化物の合計量が好ましい範囲であれば良好なスラグ被包性を得ることができるため、ワイヤ中に必ずしも金属Ｚｒ及びＺｒ化合物の少なくとも１種を含有させる必要はなく、０質量％であってもよい。
ただし、ワイヤ中に金属Ｚｒ及びＺｒ化合物の少なくとも１種を含有させる場合に、ワイヤ全質量に対するＺｒＯ２換算値が０．０５質量％以上であると、より一層スラグの被包性を向上させる効果を得ることができる。したがって、ワイヤ全質量に対するＺｒＯ２換算値は０．０５質量％以上であることが好ましく、０．０８質量％以上であることがより好ましく、０．１０質量％以上であることがさらに好ましい。
一方、ワイヤ全質量に対するＺｒＯ２換算値が１．０質量％を超えると、スラグ量を適切に調整することが困難になる。したがって、ワイヤ全質量に対するＺｒＯ２換算値は１．０質量％以下とし、０．８質量％以下であることが好ましく、０．７質量％以下であることがより好ましい。
なお、本実施形態において、ＺｒＯ２換算値とは、ワイヤ中に含有される金属Ｚｒ（Ｚｒ単体とＺｒ合金）及びＺｒ化合物に含まれる全てのＺｒをＺｒＯ２に換算した値である。
ＺｒＯ２は、上記Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２及びＳｉＯ２と同様に、スラグ形成剤としてワイヤ中に含有されていてもよい成分である。本実施形態においては、後述する酸化物の合計量が好ましい範囲であれば良好なスラグ被包性を得ることができるため、ワイヤ中に必ずしも金属Ｚｒ及びＺｒ化合物の少なくとも１種を含有させる必要はなく、０質量％であってもよい。
ただし、ワイヤ中に金属Ｚｒ及びＺｒ化合物の少なくとも１種を含有させる場合に、ワイヤ全質量に対するＺｒＯ２換算値が０．０５質量％以上であると、より一層スラグの被包性を向上させる効果を得ることができる。したがって、ワイヤ全質量に対するＺｒＯ２換算値は０．０５質量％以上であることが好ましく、０．０８質量％以上であることがより好ましく、０．１０質量％以上であることがさらに好ましい。
一方、ワイヤ全質量に対するＺｒＯ２換算値が１．０質量％を超えると、スラグ量を適切に調整することが困難になる。したがって、ワイヤ全質量に対するＺｒＯ２換算値は１．０質量％以下とし、０．８質量％以下であることが好ましく、０．７質量％以下であることがより好ましい。
なお、本実施形態において、ＺｒＯ２換算値とは、ワイヤ中に含有される金属Ｚｒ（Ｚｒ単体とＺｒ合金）及びＺｒ化合物に含まれる全てのＺｒをＺｒＯ２に換算した値である。
【0036】
＜［Ａｌ］＋０．２×［Ａｌ２Ｏ３］：０．７５以下＞
本実施形態においては、靱性を高めるためにワイヤ中にＡｌを含有させているが、任意で含有されるＡｌ２Ｏ３からもＡｌが溶接金属中に歩留り、溶接金属の靱性向上に寄与する。ただし、溶接金属中にＡｌの歩留まりが過剰になると、組織の粗大化によって溶接金属の靱性が低下することがある。そこで、本発明者らは、溶接金属の所望の靱性を得るために、Ａｌ含有量とＡｌ２Ｏ３含有量とを用いたパラメータの適切な範囲を見出した。
ワイヤ中のＡｌ含有量をワイヤ全質量に対する質量％で［Ａｌ］と表し、ワイヤ中のＡｌ２Ｏ３含有量をワイヤ全質量に対する質量％で［Ａｌ２Ｏ３］と表す場合に、下記式（Ｍ１）により得られる値が０．７５を超えると、溶接金属の靱性が低下する。したがって、式（Ｍ１）により得られる値は０．７５以下とし、０．７４以下が好ましく、０．７２以下がより好ましい。
本実施形態においては、靱性を高めるためにワイヤ中にＡｌを含有させているが、任意で含有されるＡｌ２Ｏ３からもＡｌが溶接金属中に歩留り、溶接金属の靱性向上に寄与する。ただし、溶接金属中にＡｌの歩留まりが過剰になると、組織の粗大化によって溶接金属の靱性が低下することがある。そこで、本発明者らは、溶接金属の所望の靱性を得るために、Ａｌ含有量とＡｌ２Ｏ３含有量とを用いたパラメータの適切な範囲を見出した。
ワイヤ中のＡｌ含有量をワイヤ全質量に対する質量％で［Ａｌ］と表し、ワイヤ中のＡｌ２Ｏ３含有量をワイヤ全質量に対する質量％で［Ａｌ２Ｏ３］と表す場合に、下記式（Ｍ１）により得られる値が０．７５を超えると、溶接金属の靱性が低下する。したがって、式（Ｍ１）により得られる値は０．７５以下とし、０．７４以下が好ましく、０．７２以下がより好ましい。
【0037】
式（Ｍ１）：［Ａｌ］＋０．２×［Ａｌ２Ｏ３］
【0038】
本実施形態に係るワイヤは、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２及びＺｒＯ２の含有量（換算値）の合計量が規定されていることが好ましい。上記酸化物の含有量（換算値）の合計量の限定理由について、以下に説明する。
【0039】
＜［Ａｌ２Ｏ３］＋［ＴｉＯ２］＋［ＳｉＯ２］＋［ＺｒＯ２］：４．５以上８．５以下＞
Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２及びＺｒＯ２はいずれも、スラグ形成剤としてワイヤ中に添加され、スラグの被包性を向上させる効果を有する成分である。
ワイヤ中のＡｌ２Ｏ３含有量をワイヤ全質量に対する質量％で［Ａｌ２Ｏ３］と表し、ワイヤ中のＴｉＯ２含有量をワイヤ全質量に対する質量％で［ＴｉＯ２］と表し、上記ＳｉＯ２換算値をワイヤ全質量に対する質量％で［ＳｉＯ２］と表し、上記ＺｒＯ２換算値をワイヤ全質量に対する質量％で［ＺｒＯ２］と表す場合に、下記式（Ｍ２）により得られる値が４．５以上であると、スラグの被包性を良好に保つことができる。したがって、下記式（Ｍ２）により得られる値は４．５以上であることが好ましく、５．０以上であることがより好ましく、５．２以上であることがさらに好ましい。
また、下記式（Ｍ２）により得られる値が８．５以下であると、適切な量のスラグを形成することができ、スラグ巻込みの発生を抑制することができる。したがって、下記式（Ｍ２）により得られる値は８．５以下であることが好ましく、８．２以下であることがより好ましく、８．０以下であることがさらに好ましい。
Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２及びＺｒＯ２はいずれも、スラグ形成剤としてワイヤ中に添加され、スラグの被包性を向上させる効果を有する成分である。
ワイヤ中のＡｌ２Ｏ３含有量をワイヤ全質量に対する質量％で［Ａｌ２Ｏ３］と表し、ワイヤ中のＴｉＯ２含有量をワイヤ全質量に対する質量％で［ＴｉＯ２］と表し、上記ＳｉＯ２換算値をワイヤ全質量に対する質量％で［ＳｉＯ２］と表し、上記ＺｒＯ２換算値をワイヤ全質量に対する質量％で［ＺｒＯ２］と表す場合に、下記式（Ｍ２）により得られる値が４．５以上であると、スラグの被包性を良好に保つことができる。したがって、下記式（Ｍ２）により得られる値は４．５以上であることが好ましく、５．０以上であることがより好ましく、５．２以上であることがさらに好ましい。
また、下記式（Ｍ２）により得られる値が８．５以下であると、適切な量のスラグを形成することができ、スラグ巻込みの発生を抑制することができる。したがって、下記式（Ｍ２）により得られる値は８．５以下であることが好ましく、８．２以下であることがより好ましく、８．０以下であることがさらに好ましい。
【0040】
式（Ｍ２）：［Ａｌ２Ｏ３］＋［ＴｉＯ２］＋［ＳｉＯ２］＋［ＺｒＯ２］
【0041】
さらに、本実施形態に係るワイヤは、Ｆを以下に示す含有量の範囲内で含有することが好ましい。Ｆがワイヤ中に含有される場合の含有量の限定理由について、以下に説明する。
【0042】
＜Ｆ：０．３５質量％以下＞
Ｆは、本実施形態のワイヤにおける必須成分ではないが、溶接金属の拡散性水素量を低減する効果を有する元素であり、任意成分としてワイヤ中にＦを含有させることができる。
ワイヤ全質量に対するＦ含有量が０．０１質量％以上であると、拡散性水素量を低減することができ、低温割れの発生を抑制することができる。したがって、ワイヤ中にＦを含有させる場合に、ワイヤ全質量に対するＦ含有量は０．０１質量％以上であることが好ましく、０．０５質量％以上であることがより好ましく、０．０７質量％以上であることがさらに好ましく、０．１０質量％以上であることが特に好ましい。
一方、ワイヤ全質量に対するＦ含有量が０．３５質量％以下であると、スパッタの増加を抑制することができ、アークを安定化することができる。したがって、ワイヤ中にＦを含有させる場合に、ワイヤ全質量に対するＦ含有量は０．３５質量％以下であることが好ましく、０．３２質量％以下であることがより好ましく、０．３０質量％以下であることがさらに好ましい。
Ｆは、本実施形態のワイヤにおける必須成分ではないが、溶接金属の拡散性水素量を低減する効果を有する元素であり、任意成分としてワイヤ中にＦを含有させることができる。
ワイヤ全質量に対するＦ含有量が０．０１質量％以上であると、拡散性水素量を低減することができ、低温割れの発生を抑制することができる。したがって、ワイヤ中にＦを含有させる場合に、ワイヤ全質量に対するＦ含有量は０．０１質量％以上であることが好ましく、０．０５質量％以上であることがより好ましく、０．０７質量％以上であることがさらに好ましく、０．１０質量％以上であることが特に好ましい。
一方、ワイヤ全質量に対するＦ含有量が０．３５質量％以下であると、スパッタの増加を抑制することができ、アークを安定化することができる。したがって、ワイヤ中にＦを含有させる場合に、ワイヤ全質量に対するＦ含有量は０．３５質量％以下であることが好ましく、０．３２質量％以下であることがより好ましく、０．３０質量％以下であることがさらに好ましい。
【0043】
＜残部＞
本実施形態に係るフラックス入りワイヤは、上記以外の成分の残部として、不可避的不純物が、ワイヤ全質量に対して０．５質量％以下の範囲で含まれていてもよい。また、残部として、上記不可避的不純物以外に、Ｃｕ、Ｃａ、Ｗ、Ｃｏ、Ｌｉ等が含まれてもよい。
具体的に、本実施形態に係るフラックス入りワイヤは、例えば、Ｃｕ：０．５質量％以下、Ｃａ：０．１質量％以下、Ｗ：０．１質量％以下、Ｃｏ：０．５質量％以下、Ｌｉ：０．１質量％以下、を含有してもよい。また、金属Ｔｉが０．２質量％以下含有されていてもよい。ここで、金属Ｔｉは、Ｔｉ単体やＴｉ合金であり、酸に可溶なＴｉの含有量を意味する。
本実施形態に係るフラックス入りワイヤは、上記以外の成分の残部として、不可避的不純物が、ワイヤ全質量に対して０．５質量％以下の範囲で含まれていてもよい。また、残部として、上記不可避的不純物以外に、Ｃｕ、Ｃａ、Ｗ、Ｃｏ、Ｌｉ等が含まれてもよい。
具体的に、本実施形態に係るフラックス入りワイヤは、例えば、Ｃｕ：０．５質量％以下、Ｃａ：０．１質量％以下、Ｗ：０．１質量％以下、Ｃｏ：０．５質量％以下、Ｌｉ：０．１質量％以下、を含有してもよい。また、金属Ｔｉが０．２質量％以下含有されていてもよい。ここで、金属Ｔｉは、Ｔｉ単体やＴｉ合金であり、酸に可溶なＴｉの含有量を意味する。
【0044】
また、本実施形態に係るフラックス入りワイヤは、前述のＦｅ、ＴｉＯ２、Ｃ、ＳｉＯ２換算値、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｎ、Ｎａ及びＫの総量、Ａｌ２Ｏ３、Ｐ、Ｓ、Ｎｂ、Ｖ、Ｍｇ、Ｂを合計で、ワイヤ全質量に対して９０質量％以上含むことが好ましく、９３質量％以上含むことがより好ましく、９５質量％以上含むことがさらに好ましく、９７質量％以上含むことが特に好ましい。
【0045】
本実施形態におけるフラックス入りワイヤの外径は特に限定されないが、例えば、０．９ｍｍ以上１．６ｍｍ以下であることが好ましい。
本実施形態におけるフラックス入りワイヤのフラックス充填率は、ワイヤ中の各元素の含有量が本発明の範囲内であれば、任意の値に設定することができるが、ワイヤ製造時の伸線性及びワイヤ送給性の観点から、例えば、ワイヤ全質量に対して１５質量％以上２５質量％以下とすることが好ましい。
本実施形態におけるフラックス入りワイヤにおいて外皮に継ぎ目を有する場合、継ぎ目を有しない場合など、その継ぎ目の形態や断面の形状に制限はない。
本実施形態におけるフラックス入りワイヤは、例えば、８０体積％Ａｒと２０体積％ＣＯ２の混合ガスや、１００体積％ＣＯ２をシールドガスとして、ガスシールドアーク溶接に用いることができる。
本実施形態におけるフラックス入りワイヤのフラックス充填率は、ワイヤ中の各元素の含有量が本発明の範囲内であれば、任意の値に設定することができるが、ワイヤ製造時の伸線性及びワイヤ送給性の観点から、例えば、ワイヤ全質量に対して１５質量％以上２５質量％以下とすることが好ましい。
本実施形態におけるフラックス入りワイヤにおいて外皮に継ぎ目を有する場合、継ぎ目を有しない場合など、その継ぎ目の形態や断面の形状に制限はない。
本実施形態におけるフラックス入りワイヤは、例えば、８０体積％Ａｒと２０体積％ＣＯ２の混合ガスや、１００体積％ＣＯ２をシールドガスとして、ガスシールドアーク溶接に用いることができる。
【0046】
［２．フラックス入りワイヤの製造方法］
本実施形態に係るフラックス入りワイヤの製造方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、以下に示す方法で製造することができる。
まず、鋼製外皮を構成する鋼帯を準備し、この鋼帯を長手方向に送りながら成形ロールにより成形して、Ｕ字状のオープン管にする。次に、所定の成分組成となるように、各種原料を配合したフラックスを鋼製外皮に充填し、その後、断面が円形になるように加工する。その後、冷間加工により伸線し、本実施形態に係るフラックス入りワイヤとする。
なお、冷間加工途中に焼鈍を施してもよい。また、製造の過程で成形した鋼製外皮の合わせ目を溶接した継ぎ目が無いワイヤと、前記合わせ目を溶接せず隙間のまま残すワイヤのいずれの構造も採用することができる。
本実施形態に係るフラックス入りワイヤの製造方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、以下に示す方法で製造することができる。
まず、鋼製外皮を構成する鋼帯を準備し、この鋼帯を長手方向に送りながら成形ロールにより成形して、Ｕ字状のオープン管にする。次に、所定の成分組成となるように、各種原料を配合したフラックスを鋼製外皮に充填し、その後、断面が円形になるように加工する。その後、冷間加工により伸線し、本実施形態に係るフラックス入りワイヤとする。
なお、冷間加工途中に焼鈍を施してもよい。また、製造の過程で成形した鋼製外皮の合わせ目を溶接した継ぎ目が無いワイヤと、前記合わせ目を溶接せず隙間のまま残すワイヤのいずれの構造も採用することができる。
【実施例0047】
以下、本実施形態に係る発明例及び比較例を挙げて、本発明の効果を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0048】
＜フラックス入りワイヤの作製＞
ワイヤの成分が種々の含有量となるように調製し、直径が１．２ｍｍであるフラックス入りワイヤを作製した。
ワイヤの成分が種々の含有量となるように調製し、直径が１．２ｍｍであるフラックス入りワイヤを作製した。
【0049】
＜ガスシールドアーク溶接及び溶接後熱処理＞
作製したフラックス入りワイヤを用いて、下記表１に示す機械的性質の評価試験用溶接条件により、ガスシールドアーク溶接を実施した。その後、得られた溶接金属に対して、ラーソンミラーパラメータが１９．９×１０３～２０．１×１０３（ＰＷＨＴ温度：６６０～６９０℃）となる条件でＰＷＨＴを行い、溶着金属試験体を作製した。
ここで、ラーソンミラーパラメータ（ＬＭＰ）は以下の式により得られる値である。
ＬＭＰ＝Ｔ×（２０＋ｌｏｇｔ）
なお、上記式において、ＰＷＨＴの保持温度をＴ（Ｋ）とし、保持時間をｔ（ｈ）としている。
作製したフラックス入りワイヤを用いて、下記表１に示す機械的性質の評価試験用溶接条件により、ガスシールドアーク溶接を実施した。その後、得られた溶接金属に対して、ラーソンミラーパラメータが１９．９×１０３～２０．１×１０３（ＰＷＨＴ温度：６６０～６９０℃）となる条件でＰＷＨＴを行い、溶着金属試験体を作製した。
ここで、ラーソンミラーパラメータ（ＬＭＰ）は以下の式により得られる値である。
ＬＭＰ＝Ｔ×（２０＋ｌｏｇｔ）
なお、上記式において、ＰＷＨＴの保持温度をＴ（Ｋ）とし、保持時間をｔ（ｈ）としている。
【0050】
＜機械的性質の評価＞
溶着金属の機械的特性は、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、溶着金属試験体から、Ａ２号引張試験片を採取して、引張試験により「引張強さ」を評価するとともに、Ｖノッチ試験片を採取して、０℃及び－２０℃におけるシャルピー衝撃試験により「靱性」を評価した。
機械的特性の評価基準として、引張強さ（ＴＳ：Ｔｅｎｓｉｌｅ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ）が６００ＭＰａ以上であったものをＡ（優良）とし、５５２ＭＰａ以上６００ＭＰａ未満であったものをＢ（良好）とし、５５２ＭＰａ未満であったものをＣ（不良）とした。
また、靱性については、３本の試験片について評価し、０℃におけるシャルピー衝撃値ｖＥ０℃の平均値、及び－２０℃におけるシャルピー衝撃値ｖＥ－２０℃の平均値がいずれも５５Ｊ以上であったものをＡ（優良）とした。また、０℃におけるシャルピー衝撃値ｖＥ０℃の平均値が５５Ｊ以上であるとともに、－２０℃におけるシャルピー衝撃値ｖＥ－２０℃の平均値が４１Ｊ以上５５Ｊ未満であったものをＢ（良好）とした。さらに、０℃におけるシャルピー衝撃値ｖＥ０℃の平均値が５５Ｊ未満であるか、－２０℃におけるシャルピー衝撃値ｖＥ－２０℃の平均値が４１Ｊ未満であったものをＣ（不良）とした。
溶着金属の機械的特性は、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、溶着金属試験体から、Ａ２号引張試験片を採取して、引張試験により「引張強さ」を評価するとともに、Ｖノッチ試験片を採取して、０℃及び－２０℃におけるシャルピー衝撃試験により「靱性」を評価した。
機械的特性の評価基準として、引張強さ（ＴＳ：Ｔｅｎｓｉｌｅ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ）が６００ＭＰａ以上であったものをＡ（優良）とし、５５２ＭＰａ以上６００ＭＰａ未満であったものをＢ（良好）とし、５５２ＭＰａ未満であったものをＣ（不良）とした。
また、靱性については、３本の試験片について評価し、０℃におけるシャルピー衝撃値ｖＥ０℃の平均値、及び－２０℃におけるシャルピー衝撃値ｖＥ－２０℃の平均値がいずれも５５Ｊ以上であったものをＡ（優良）とした。また、０℃におけるシャルピー衝撃値ｖＥ０℃の平均値が５５Ｊ以上であるとともに、－２０℃におけるシャルピー衝撃値ｖＥ－２０℃の平均値が４１Ｊ以上５５Ｊ未満であったものをＢ（良好）とした。さらに、０℃におけるシャルピー衝撃値ｖＥ０℃の平均値が５５Ｊ未満であるか、－２０℃におけるシャルピー衝撃値ｖＥ－２０℃の平均値が４１Ｊ未満であったものをＣ（不良）とした。
【0051】
作製したワイヤ中の各成分の含有量及び換算値、並びに特定の成分を用いた式（Ｍ１）及び（Ｍ２）による算出値を下記表２及び３に示し、引張強さ及び靱性の測定結果及び評価結果を下記表４に示す。
【0052】
なお、表３のＭｇ含有量、Ｂ含有量及びＺｒＯ２換算値の欄における「－」は、ワイヤの製造時に該当する成分を積極添加していないことを表す。また、表３において、式（Ｍ１）、式（Ｍ２）とは、以下の式を表す。
式（Ｍ１）：［Ａｌ］＋０．２×［Ａｌ２Ｏ３］
式（Ｍ２）：［Ａｌ２Ｏ３］＋［ＴｉＯ２］＋［ＳｉＯ２］＋［ＺｒＯ２］
ただし、上記式（Ｍ１）及び式（Ｍ２）において、［Ａｌ］とは、ワイヤ中のＡｌ含有量をワイヤ全質量に対する質量％で表した値であり、［ＴｉＯ２］とは、ワイヤ中のＴｉＯ２含有量をワイヤ全質量に対する質量％で表した値であり、［ＳｉＯ２］とは、ワイヤ中の金属Ｓｉ及びＳｉ化合物のＳｉＯ２換算値をワイヤ全質量に対する質量％で表した値であり、［ＺｒＯ２］とは、ワイヤ中の金属Ｚｒ及びＺｒ化合物のＺｒＯ２換算値をワイヤ全質量に対する質量％で表した値である。
式（Ｍ１）：［Ａｌ］＋０．２×［Ａｌ２Ｏ３］
式（Ｍ２）：［Ａｌ２Ｏ３］＋［ＴｉＯ２］＋［ＳｉＯ２］＋［ＺｒＯ２］
ただし、上記式（Ｍ１）及び式（Ｍ２）において、［Ａｌ］とは、ワイヤ中のＡｌ含有量をワイヤ全質量に対する質量％で表した値であり、［ＴｉＯ２］とは、ワイヤ中のＴｉＯ２含有量をワイヤ全質量に対する質量％で表した値であり、［ＳｉＯ２］とは、ワイヤ中の金属Ｓｉ及びＳｉ化合物のＳｉＯ２換算値をワイヤ全質量に対する質量％で表した値であり、［ＺｒＯ２］とは、ワイヤ中の金属Ｚｒ及びＺｒ化合物のＺｒＯ２換算値をワイヤ全質量に対する質量％で表した値である。
【0053】
さらに、下記表２及び表３において、ＳｉＯ２換算値やＺｒＯ２換算値は、金属単体、合金及び化合物を酸化物に換算した値であるため、各成分の含有量及び換算値の合計量は１００％を超える場合がある。
【0054】
【表1】
【0055】
【表2】
【0056】
【表3】
【0057】
【表4】
【0058】
上記表２及び表３に示すように、発明例Ｎｏ．１～１４は、ワイヤ中の各成分の含有量及び換算値、並びに式（Ｍ１）により算出される値が本発明の範囲内であるため、ＰＷＨＴ後における引張強さ及び低温靱性が良好である溶接金属を得ることができた。また、表３には記載していないが、発明例Ｎｏ．１～１４は、いずれもスラグの被包性や流動性が良好であるとともにスラグ量が適切であり、全姿勢溶接に好適であるフラックス入りワイヤを得ることができた。
【0059】
一方、比較例Ｎｏ．１、７、８及び１１は、ワイヤ中のＡｌ含有量が本発明で規定する下限値未満であるとともに、ＴｉＯ２含有量、Ｎｂ含有量、Ｖ含有量及びＭｇ含有量が本発明で規定する上限値を超えているため、靱性が低下した。比較例Ｎｏ．２は、ワイヤ中のＡｌ含有量が本発明で規定する下限値未満であるとともに、ＴｉＯ２含有量及びＭｇ含有量が本発明で規定する上限値を超えているため、靱性が低下した。比較例Ｎｏ．３は、ワイヤ中のＴｉＯ２含有量、Ｎｂ含有量及びＶ含有量が本発明で規定する上限値を超えているため、靱性が低下した。
【0060】
比較例Ｎｏ．４は、ワイヤ中のＡｌ含有量、ＴｉＯ２含有量、Ｎｂ含有量及びＶ含有量が本発明で規定する上限値を超えているため、靱性が低下した。比較例Ｎｏ．５は、ワイヤ中のＴｉＯ２含有量及びＭｇ含有量が本発明で規定する上限値を超えているため、－２０℃における靱性が低下した。比較例Ｎｏ．６は、ワイヤ中のＴｉＯ２含有量が本発明で規定する上限値を超えているため、－２０℃における靱性が低下した。
【0061】
比較例Ｎｏ．９及び１０は、ワイヤ中のＡｌ含有量が本発明で規定する上限値を超えているとともに、Ａｌ含有量及びＡｌ２Ｏ３含有量を用いて、式（Ｍ１）により算出される値が本発明で規定する上限値を超えているため、靱性が低下した。比較例Ｎｏ．１２は、ワイヤ中のＡｌ含有量及びＡｌ２Ｏ３含有量を用いて、式（Ｍ１）により算出される値が本発明で規定する上限値を超えているため、靱性が低下した。
【0062】
以上詳述したように、本実施形態に係るフラックス入りワイヤによれば、所定のＰＷＨＴを実施した場合であっても、強度及び靱性が優れた溶接金属を得ることができるとともに、溶接作業性が良好であることが示された。