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特開2025-98534ソリッドワイヤ、積層造形物の製造方法及び多層盛溶接方法
(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】P2025098534
(43)【公開日】2025-07-02
(54)【発明の名称】ソリッドワイヤ、積層造形物の製造方法及び多層盛溶接方法
(51)【国際特許分類】
B23K 35/30 20060101AFI20250625BHJP
B23K 9/04 20060101ALI20250625BHJP
B33Y 10/00 20150101ALI20250625BHJP
B33Y 70/00 20200101ALI20250625BHJP
【ＦＩ】
B23K35/30 320A
B23K35/30 340A
B23K9/04 G
B23K9/04 Z
B33Y10/00
B33Y70/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023214732
(22)【出願日】2023-12-20
(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】杉村 朋子
(72)【発明者】
【氏名】陳 朱耀
(72)【発明者】
【氏名】江上 真理子
(72)【発明者】
【氏名】霜澤 亮太
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 孝矩
(72)【発明者】
【氏名】黒澤 瑛介
(72)【発明者】
【氏名】名古 秀徳
(57)【要約】
【課題】スラグ剥離性をより一層向上させることができるとともに、溶接金属の特性や作業性を向上させることができるソリッドワイヤを提供する。
【解決手段】ソリッドワイヤ２１は、ワイヤ心線と、このワイヤ心線の表面に施された銅めっきと、を有する。ワイヤ心線は、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｔｉ、を適切な含有量で含有し、Ａｌ及びＳの含有量が所定量以下であり、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる。ワイヤ心線中のＭｎ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ａｌの含有量を質量％でそれぞれ［Ｍｎ］、［Ｓｉ］、［Ｔｉ］、［Ａｌ］と表す場合に、式（１）：［Ａｌ］＜［Ｔｉ］を満足し、式（２）：α＝［Ｍｎ］２／［Ｓｉ］による値αが１．８以下、式（３）：β＝［Ｓｉ］／［Ｔｉ］による値βが５．０以上である。
【選択図】図１
【解決手段】ソリッドワイヤ２１は、ワイヤ心線と、このワイヤ心線の表面に施された銅めっきと、を有する。ワイヤ心線は、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｔｉ、を適切な含有量で含有し、Ａｌ及びＳの含有量が所定量以下であり、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる。ワイヤ心線中のＭｎ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ａｌの含有量を質量％でそれぞれ［Ｍｎ］、［Ｓｉ］、［Ｔｉ］、［Ａｌ］と表す場合に、式（１）：［Ａｌ］＜［Ｔｉ］を満足し、式（２）：α＝［Ｍｎ］２／［Ｓｉ］による値αが１．８以下、式（３）：β＝［Ｓｉ］／［Ｔｉ］による値βが５．０以上である。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ワイヤ心線と、前記ワイヤ心線の表面に施された銅めっきと、を有するソリッドワイヤであって、
前記ワイヤ心線は、前記ワイヤ心線全質量に対して、
Ｃ：０．０３質量％以上０．１５質量％以下、
Ｓｉ：０．２質量％以上１．０質量％以下、
Ｍｎ：０．５質量％以上１．５質量％以下、及び、
Ｔｉ：０．０２質量％以上０．１質量％以下、を含有し、
Ａｌ：０．０５質量％以下、
Ｓ：０．０５質量％以下、であり、
残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、
前記ワイヤ心線中のＭｎ含有量を質量％で［Ｍｎ］、Ｓｉ含有量を質量％で［Ｓｉ］、Ｔｉ含有量を質量％で［Ｔｉ］、Ａｌ含有量を質量％で［Ａｌ］と表す場合に、
下記式（１）を満足し、
下記式（２）により算出される値αが１．８以下、及び、
下記式（３）により算出される値βが５．０以上、であることを特徴とする、ソリッドワイヤ。
［Ａｌ］＜［Ｔｉ］・・・ 式（１）
α＝［Ｍｎ］２／［Ｓｉ］ ・・・ 式（２）
β＝［Ｓｉ］／［Ｔｉ］ ・・・ 式（３）
前記ワイヤ心線は、前記ワイヤ心線全質量に対して、
Ｃ：０．０３質量％以上０．１５質量％以下、
Ｓｉ：０．２質量％以上１．０質量％以下、
Ｍｎ：０．５質量％以上１．５質量％以下、及び、
Ｔｉ：０．０２質量％以上０．１質量％以下、を含有し、
Ａｌ：０．０５質量％以下、
Ｓ：０．０５質量％以下、であり、
残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、
前記ワイヤ心線中のＭｎ含有量を質量％で［Ｍｎ］、Ｓｉ含有量を質量％で［Ｓｉ］、Ｔｉ含有量を質量％で［Ｔｉ］、Ａｌ含有量を質量％で［Ａｌ］と表す場合に、
下記式（１）を満足し、
下記式（２）により算出される値αが１．８以下、及び、
下記式（３）により算出される値βが５．０以上、であることを特徴とする、ソリッドワイヤ。
［Ａｌ］＜［Ｔｉ］・・・ 式（１）
α＝［Ｍｎ］２／［Ｓｉ］ ・・・ 式（２）
β＝［Ｓｉ］／［Ｔｉ］ ・・・ 式（３）
【請求項2】
前記ワイヤ心線は、さらに、Ｍｏ、Ｎｉ及びＣｒから選択された少なくとも１種を、
前記ワイヤ心線全質量に対して、
Ｍｏ：０．０１質量％以上０．５０質量％以下、
Ｎｉ：０．０１質量％以上１．２質量％以下、
Ｃｒ：０．０１質量％以上１．０質量％以下、の範囲で含有することを特徴とする、請求項１に記載のソリッドワイヤ。
前記ワイヤ心線全質量に対して、
Ｍｏ：０．０１質量％以上０．５０質量％以下、
Ｎｉ：０．０１質量％以上１．２質量％以下、
Ｃｒ：０．０１質量％以上１．０質量％以下、の範囲で含有することを特徴とする、請求項１に記載のソリッドワイヤ。
【請求項3】
前記ワイヤ心線は、さらに、Ｃｕ及びＺｒから選択された少なくとも１種を、
前記ワイヤ心線全質量に対して、
Ｃｕ：０．０１質量％以上０．４０質量％以下、
Ｚｒ：０．０２質量％以上０．５０質量％以下、の範囲で含有することを特徴とする、請求項２に記載のソリッドワイヤ。
前記ワイヤ心線全質量に対して、
Ｃｕ：０．０１質量％以上０．４０質量％以下、
Ｚｒ：０．０２質量％以上０．５０質量％以下、の範囲で含有することを特徴とする、請求項２に記載のソリッドワイヤ。
【請求項4】
前記ワイヤ心線全質量に対して、前記ワイヤ心線中のＣ含有量を質量％で［Ｃ］、Ｎｉ含有量を質量％で［Ｎｉ］、Ｃｒ含有量を質量％で［Ｃｒ］、Ｍｏ含有量を質量％で［Ｍｏ］と表す場合に、下記式（４）により算出される値Ｃｅｑが、０．４以上０．６以下であることを特徴とする、請求項１～３のいずれか１項に記載のソリッドワイヤ。
Ｃｅｑ＝［Ｃ］＋［Ｍｎ］／６＋［Ｓｉ］／２４＋［Ｎｉ］／４０＋［Ｃｒ］／５＋［Ｍｏ］／４ ・・・ 式（４）
Ｃｅｑ＝［Ｃ］＋［Ｍｎ］／６＋［Ｓｉ］／２４＋［Ｎｉ］／４０＋［Ｃｒ］／５＋［Ｍｏ］／４ ・・・ 式（４）
【請求項5】
シールドガスを供給しつつ、請求項１～３のいずれか１項に記載のソリッドワイヤを溶融させて、溶着ビードを形成する工程を繰り返し、複数の前記溶着ビードを積層する積層工程を有することを特徴とする、積層造形物の製造方法。
【請求項6】
前記積層工程は、
第ｎ層目の溶着ビードを形成するｎ層ビード形成工程と、
前記ｎ層ビード形成工程の後に、前記第ｎ層目の溶着ビードの表面に形成されるスラグを除去することなく、第（ｎ＋１）層目の溶着ビードを形成する（ｎ＋１）層ビード形成工程と、を有することを特徴とする、請求項５に記載の積層造形物の製造方法。
第ｎ層目の溶着ビードを形成するｎ層ビード形成工程と、
前記ｎ層ビード形成工程の後に、前記第ｎ層目の溶着ビードの表面に形成されるスラグを除去することなく、第（ｎ＋１）層目の溶着ビードを形成する（ｎ＋１）層ビード形成工程と、を有することを特徴とする、請求項５に記載の積層造形物の製造方法。
【請求項7】
シールドガスを供給しつつ、請求項１～３のいずれか１項に記載のソリッドワイヤを溶融させて、溶接金属を形成する工程を繰り返し、複数の前記溶接金属を積層する多層盛溶接工程を有することを特徴とする、多層盛溶接方法。
【請求項8】
前記多層盛溶接工程は、
第ｎ層目の溶接金属を形成するｎ層溶接金属形成工程と、
前記ｎ層溶接金属形成工程の後に、前記第ｎ層目の溶接金属の表面に形成されるスラグを除去することなく、第（ｎ＋１）層目の溶接金属を形成する（ｎ＋１）層溶接金属形成工程と、を有することを特徴とする、請求項７に記載の多層盛溶接方法。
第ｎ層目の溶接金属を形成するｎ層溶接金属形成工程と、
前記ｎ層溶接金属形成工程の後に、前記第ｎ層目の溶接金属の表面に形成されるスラグを除去することなく、第（ｎ＋１）層目の溶接金属を形成する（ｎ＋１）層溶接金属形成工程と、を有することを特徴とする、請求項７に記載の多層盛溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ソリッドワイヤ、積層造形物の製造方法及び多層盛溶接方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、強度及び靱性等の向上を図った鉄鋼材料が種々開発されている。これら鉄鋼材料を使用した部材の溶接には、高能率の溶接が可能であるソリッドワイヤを使用したガスシールドアーク溶接が多用されている。
【0003】
ガスシールドアーク溶接は、アークを発生させながら、アークでワイヤを溶融させて溶接金属を形成する溶接方法であるが、この溶接時において、形成される溶接金属の表面には酸化物（スラグ）が付着する。特に、多層のビードを積層して溶接金属を形成する場合に、スラグを放置した状態であると、溶接金属中にスラグが混入して、所望の特性を有する溶接金属を得ることができない。また、ガスシールドアーク溶接によって多層のビードを積層する場合に、表面に形成されたスラグによってアークが不安定になることや、アークが途切れることがある。
【0004】
ところで、溶接に使用されるワイヤは、「付加製造」（Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）技術、より具体的には金属積層造型（ＷＡＡＭ：Ｗｉｒｅ ａｎｄ Ａｒｃ－ｂａｓｅｄ Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）技術にも適用することができる。したがって、このような付加製造の分野においても、溶接の場合と同様に、スラグの混入による金属特性の低下や、アーク安定性の低下が発生する。なお、付加製造という用語は、広義では「積層造形」又は「ラピットプロトタイピング」の用語で用いられることがあり、本願明細書においては、統一して「積層造形」の用語を用いる。
【0005】
上記のように、溶接中又は積層造形物の製造中に、溶接金属の表面にスラグが発生することにより、溶接金属に問題が発生したり、溶接作業性が低下したりするため、スラグは容易に除去されることが好ましい。そこで、従来よりスラグの剥離性を向上させることを目的として、種々のワイヤが提案されている。
【0006】
例えば、特許文献１には、溶接用鋼ワイヤの素材である鋼素線の成分のうちの、Ｍｎ含有量を低く抑え、Ｓｉ含有量を高くするとともに、（Ｓｉ含有量）／（Ｍｎ含有量）の値を１．２以上とした、炭酸ガスシールドアーク溶接用鋼ワイヤが開示されている。また、上記特許文献１に記載のワイヤは、スラグを微細に剥離させる作用を有するＲＥＭ（Ｒａｒｅ Ｅａｒｔｈ Ｍｅｔａｌ：希土類金属）を、０．０１５～０．１００質量％の範囲で含有している。
【0007】
また、特許文献２には、スラグを生成させる元素であるＳｉとＭｎとの含有量の比を適切に調整することにより、スラグの発生量を低減することができることが記載されている。そして、上記特許文献２に記載のガスシールドアーク溶接用ワイヤにおいては、（Ｓｉ含有量）／（Ｍｎ含有量）の値を０．４０乃至０．９０としている。さらに、特許文献３には、ビ－ド界面にＢｉが集積することで、スラグ剥離性が著しく改善することが記載されている。そこで、上記特許文献３に記載のガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤは、Ｂｉを０．０１～０．３％の範囲で含有するとともに、（Ｓ含有量）＋（Ｂｉ含有量）を０．０３～０．２％に制限している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開２００４－２４９３５２号公報
【特許文献2】特開平１１－３２０１７８号公報
【特許文献3】特開２００３－３１１４７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
上記特許文献１及び３に記載のワイヤは、高価なＲＥＭや、有害なＢｉ等の合金成分を含有しているが、このような合金成分をワイヤに意図的に含有させることは望ましくない。また、特許文献１に記載のワイヤは、Ｓｉ含有量を高めに設定しているが、極端な高Ｓｉへの制御は、溶接金属の特性悪化につながるため、好ましくない。また、特許文献２には、（Ｓｉ含有量）／（Ｍｎ含有量）を制御することで、スラグの剥離性の改善とスラグ量低減を両立することが提案されているが、本願発明者等はさらに、スラグ剥離性と機械特性の改善のために検討を行った。
【0010】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、特殊な合金成分を添加することなく、鋼材中に一般的に含有される成分の制御のみによって、スラグ剥離性をより一層向上させることができるとともに、溶接金属の特性や作業性を向上させることができるソリッドワイヤ、及び該ソリッドワイヤを使用した積層造形物の製造方法及び多層盛溶接方法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】
【0011】
本発明の上記目的は、ソリッドワイヤに係る下記［１］の構成により達成される。
【0012】
［１］ ワイヤ心線と、前記ワイヤ心線の表面に施された銅めっきと、を有するソリッドワイヤであって、
前記ワイヤ心線は、前記ワイヤ心線全質量に対して、
Ｃ：０．０３質量％以上０．１５質量％以下、
Ｓｉ：０．２質量％以上１．０質量％以下、
Ｍｎ：０．５質量％以上１．５質量％以下、及び、
Ｔｉ：０．０２質量％以上０．１質量％以下、を含有し、
Ａｌ：０．０５質量％以下、
Ｓ：０．０５質量％以下、であり、
残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、
前記ワイヤ心線中のＭｎ含有量を質量％で［Ｍｎ］、Ｓｉ含有量を質量％で［Ｓｉ］、Ｔｉ含有量を質量％で［Ｔｉ］、Ａｌ含有量を質量％で［Ａｌ］と表す場合に、
下記式（１）を満足し、
下記式（２）により算出される値αが１．８以下、及び、
下記式（３）により算出される値βが５．０以上、であることを特徴とする、ソリッドワイヤ。
［Ａｌ］＜［Ｔｉ］ ・・・式（１）
α＝［Ｍｎ］２／［Ｓｉ］ ・・・ 式（２）
β＝［Ｓｉ］／［Ｔｉ］ ・・・ 式（３）
前記ワイヤ心線は、前記ワイヤ心線全質量に対して、
Ｃ：０．０３質量％以上０．１５質量％以下、
Ｓｉ：０．２質量％以上１．０質量％以下、
Ｍｎ：０．５質量％以上１．５質量％以下、及び、
Ｔｉ：０．０２質量％以上０．１質量％以下、を含有し、
Ａｌ：０．０５質量％以下、
Ｓ：０．０５質量％以下、であり、
残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、
前記ワイヤ心線中のＭｎ含有量を質量％で［Ｍｎ］、Ｓｉ含有量を質量％で［Ｓｉ］、Ｔｉ含有量を質量％で［Ｔｉ］、Ａｌ含有量を質量％で［Ａｌ］と表す場合に、
下記式（１）を満足し、
下記式（２）により算出される値αが１．８以下、及び、
下記式（３）により算出される値βが５．０以上、であることを特徴とする、ソリッドワイヤ。
［Ａｌ］＜［Ｔｉ］ ・・・式（１）
α＝［Ｍｎ］２／［Ｓｉ］ ・・・ 式（２）
β＝［Ｓｉ］／［Ｔｉ］ ・・・ 式（３）
【0013】
また、ソリッド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。
【0014】
［２］ 前記ワイヤ心線は、さらに、Ｍｏ、Ｎｉ及びＣｒから選択された少なくとも１種を、
前記ワイヤ心線全質量に対して、
Ｍｏ：０．０１質量％以上０．５０質量％以下、
Ｎｉ：０．０１質量％以上１．２質量％以下、
Ｃｒ：０．０１質量％以上１．０質量％以下、の範囲で含有することを特徴とする、［１］に記載のソリッドワイヤ。
前記ワイヤ心線全質量に対して、
Ｍｏ：０．０１質量％以上０．５０質量％以下、
Ｎｉ：０．０１質量％以上１．２質量％以下、
Ｃｒ：０．０１質量％以上１．０質量％以下、の範囲で含有することを特徴とする、［１］に記載のソリッドワイヤ。
【0015】
［３］ 前記ワイヤ心線は、さらに、Ｃｕ及びＺｒから選択された少なくとも１種を、
前記ワイヤ心線全質量に対して、
Ｃｕ：０．０１質量％以上０．４０質量％以下、
Ｚｒ：０．０２質量％以上０．５０質量％以下、の範囲で含有することを特徴とする、［１］又は［２］に記載のソリッドワイヤ。
前記ワイヤ心線全質量に対して、
Ｃｕ：０．０１質量％以上０．４０質量％以下、
Ｚｒ：０．０２質量％以上０．５０質量％以下、の範囲で含有することを特徴とする、［１］又は［２］に記載のソリッドワイヤ。
【0016】
［４］ 前記ワイヤ心線全質量に対して、前記ワイヤ心線中のＣ含有量を質量％で［Ｃ］、Ｎｉ含有量を質量％で［Ｎｉ］、Ｃｒ含有量を質量％で［Ｃｒ］、Ｍｏ含有量を質量％で［Ｍｏ］と表す場合に、下記式（４）により算出される値Ｃｅｑが、０．４以上０．６以下であることを特徴とする、［１］～［３］のいずれか１つに記載のソリッドワイヤ。
Ｃｅｑ＝［Ｃ］＋［Ｍｎ］／６＋［Ｓｉ］／２４＋［Ｎｉ］／４０＋［Ｃｒ］／５＋［Ｍｏ］／４ ・・・ 式（４）
Ｃｅｑ＝［Ｃ］＋［Ｍｎ］／６＋［Ｓｉ］／２４＋［Ｎｉ］／４０＋［Ｃｒ］／５＋［Ｍｏ］／４ ・・・ 式（４）
【0017】
本発明の上記目的は、積層造形物の製造方法に係る下記［５］の構成により達成される。
【0018】
［５］ シールドガスを供給しつつ、［１］～［４］のいずれか１つに記載のソリッドワイヤを溶融させて、溶着ビードを形成する工程を繰り返し、複数の前記溶着ビードを積層する積層工程を有することを特徴とする、積層造形物の製造方法。
【0019】
また、積層造形物の製造方法に係る本発明の好ましい実施形態は、以下の［６］に関する。
【0020】
［６］ 前記積層工程は、
第ｎ層目の溶着ビードを形成するｎ層ビード形成工程と、
前記ｎ層ビード形成工程の後に、前記第ｎ層目の溶着ビードの表面に形成されるスラグを除去することなく、第（ｎ＋１）層目の溶着ビードを形成する（ｎ＋１）層ビード形成工程と、を有することを特徴とする、［５］に記載の積層造形物の製造方法。
第ｎ層目の溶着ビードを形成するｎ層ビード形成工程と、
前記ｎ層ビード形成工程の後に、前記第ｎ層目の溶着ビードの表面に形成されるスラグを除去することなく、第（ｎ＋１）層目の溶着ビードを形成する（ｎ＋１）層ビード形成工程と、を有することを特徴とする、［５］に記載の積層造形物の製造方法。
【0021】
また、本発明の上記目的は、多層盛溶接方法に係る下記［７］の構成により達成される。
【0022】
［７］ シールドガスを供給しつつ、［１］～［４］のいずれか１つに記載のソリッドワイヤを溶融させて、溶接金属を形成する工程を繰り返し、複数の前記溶接金属を積層する多層盛溶接工程を有することを特徴とする、多層盛溶接方法。
【0023】
また、多層盛溶接方法に係る本発明の好ましい実施形態は、以下の［８］に関する。
【0024】
［８］ 前記多層盛溶接工程は、
第ｎ層目の溶接金属を形成するｎ層溶接金属形成工程と、
前記ｎ層溶接金属形成工程の後に、前記第ｎ層目の溶接金属の表面に形成されるスラグを除去することなく、第（ｎ＋１）層目の溶接金属を形成する（ｎ＋１）層溶接金属形成工程と、を有することを特徴とする、［７］に記載の多層盛溶接方法。
第ｎ層目の溶接金属を形成するｎ層溶接金属形成工程と、
前記ｎ層溶接金属形成工程の後に、前記第ｎ層目の溶接金属の表面に形成されるスラグを除去することなく、第（ｎ＋１）層目の溶接金属を形成する（ｎ＋１）層溶接金属形成工程と、を有することを特徴とする、［７］に記載の多層盛溶接方法。
【発明の効果】
【0025】
本発明によれば、特殊な合金成分を添加することなく、鋼材中に一般的に含有される成分の制御のみによって、スラグ剥離性をより一層向上させることができるとともに、溶接金属の特性や作業性を向上させることができるソリッドワイヤ、及び該ソリッドワイヤを使用した積層造形物の製造方法及び多層盛溶接方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【発明を実施するための形態】
【0027】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、スラグ層について、剥離しやすい成分系を見出した。具体的には、スラグ中のＳｉＯ２－ＴｉＯ２－ＭｎＯの成分バランスについて、スラグ剥離性を向上させることができる成分範囲を見出し、このスラグの成分バランスが所望の範囲となるようなソリッドワイヤの成分範囲を見出した。本発明は、これら知見に基づいてなされたものである。
【0028】
以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではなく、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。また、上述のとおり、本発明の実施形態に係るソリッドワイヤは、ガスシールドアーク溶接や積層造形において好適に使用される。したがって、本願明細書中において、溶接方法と積層造形方法とは互いに言い換えることができる。例えば、「溶接」等の用語と、「溶着」、「付加製造」、「積層造形」等の用語とを適宜言い換えることができ、「溶接金属」の用語と、「溶着金属」、「積層体」、「積層造形体」「積層造形物」等の用語とを適宜言い換えることができる。
【0029】
まず、本実施形態に係るソリッドワイヤについて説明する。
【0030】
〔ソリッドワイヤ〕
本実施形態に係るソリッドワイヤは、ワイヤ心線と、このワイヤ心線の表面に施された銅めっきと、を有する。本実施形態に係るソリッドワイヤのワイヤ心線に含有される成分について、その効果及び数値限定理由を詳細に説明する。以下の説明において特に断りのない限り、ワイヤ心線中の各成分の含有量は、ワイヤ心線全質量に対する含有量とした値で規定される。なお、以下、ワイヤ心線について、単に心線ということがある。
本実施形態に係るソリッドワイヤは、ワイヤ心線と、このワイヤ心線の表面に施された銅めっきと、を有する。本実施形態に係るソリッドワイヤのワイヤ心線に含有される成分について、その効果及び数値限定理由を詳細に説明する。以下の説明において特に断りのない限り、ワイヤ心線中の各成分の含有量は、ワイヤ心線全質量に対する含有量とした値で規定される。なお、以下、ワイヤ心線について、単に心線ということがある。
【0031】
（Ｃ：０．０３質量％以上０．１５質量％以下）
Ｃは、溶接金属の強度を確保するために必要な元素である。心線中のＣ含有量が０．０３質量％未満であると、溶接金属の強度を十分に確保することが困難になる。したがって、心線中のＣ含有量は、心線の全質量に対して０．０３質量％以上とし、０．０４質量％以上であることが好ましい。一方、心線中のＣ含有量が多すぎると、溶接金属の高温割れが発生しやすくなる。したがって、心線中のＣ含有量は、０．１５質量％以下とし、０．１質量％以下であることが好ましく、０．０９質量％以下であることがより好ましい。
Ｃは、溶接金属の強度を確保するために必要な元素である。心線中のＣ含有量が０．０３質量％未満であると、溶接金属の強度を十分に確保することが困難になる。したがって、心線中のＣ含有量は、心線の全質量に対して０．０３質量％以上とし、０．０４質量％以上であることが好ましい。一方、心線中のＣ含有量が多すぎると、溶接金属の高温割れが発生しやすくなる。したがって、心線中のＣ含有量は、０．１５質量％以下とし、０．１質量％以下であることが好ましく、０．０９質量％以下であることがより好ましい。
【0032】
（Ｓｉ：０．２質量％以上１．０質量％以下）
Ｓｉは、脱酸作用を有する元素である。心線中のＳｉ含有量が０．２質量％未満であると、溶接金属に対して十分な脱酸効果を得ることができない。したがって、心線中のＳｉ含有量は、心線の全質量に対して０．２質量％以上とし、０．４質量％以上であることが好ましく、０．５質量％以上であることがより好ましい。一方、心線中のＳｉ含有量が１．０質量％を超えると、溶接金属の靱性が低下する。したがって、心線中のＳｉ含有量は、心線の全質量に対して１．０質量％以下とし、０．９５質量％以下であることが好ましい。
Ｓｉは、脱酸作用を有する元素である。心線中のＳｉ含有量が０．２質量％未満であると、溶接金属に対して十分な脱酸効果を得ることができない。したがって、心線中のＳｉ含有量は、心線の全質量に対して０．２質量％以上とし、０．４質量％以上であることが好ましく、０．５質量％以上であることがより好ましい。一方、心線中のＳｉ含有量が１．０質量％を超えると、溶接金属の靱性が低下する。したがって、心線中のＳｉ含有量は、心線の全質量に対して１．０質量％以下とし、０．９５質量％以下であることが好ましい。
【0033】
（Ｍｎ：０．５質量％以上１．５質量％以下）
Ｍｎは、上記Ｓｉと同様に、脱酸作用を有する元素であるとともに、溶接金属の強度と靱性を確保するために必須の元素である。また、Ｍｎは、スラグ剥離性にも影響を与える元素である。スラグ中のＭｎＯ含有量が高くなると、スラグ剥離性が低下するため、本実施形態においては、後述する式（２）：α＝［Ｍｎ］２／［Ｓｉ］により得られる値αを適切に制御することにより、スラグ剥離性の向上を実現することができる。心線中のＭｎ含有量が０．５質量％未満であると、上記効果を十分に得ることができない。したがって、心線中のＭｎ含有量は、心線の全質量に対して０．５質量％以上とし、０．５５質量％以上であることが好ましく、０．６質量％以上であることがより好ましい。一方、心線中のＭｎ含有量が１．５質量％を超えると、溶接金属の脆化を招く。したがって、心線中のＭｎ含有量は、心線の全質量に対して１．５質量％以下とし、１．２質量％以下であることが好ましく、１．１質量％以下であることがより好ましい。
Ｍｎは、上記Ｓｉと同様に、脱酸作用を有する元素であるとともに、溶接金属の強度と靱性を確保するために必須の元素である。また、Ｍｎは、スラグ剥離性にも影響を与える元素である。スラグ中のＭｎＯ含有量が高くなると、スラグ剥離性が低下するため、本実施形態においては、後述する式（２）：α＝［Ｍｎ］２／［Ｓｉ］により得られる値αを適切に制御することにより、スラグ剥離性の向上を実現することができる。心線中のＭｎ含有量が０．５質量％未満であると、上記効果を十分に得ることができない。したがって、心線中のＭｎ含有量は、心線の全質量に対して０．５質量％以上とし、０．５５質量％以上であることが好ましく、０．６質量％以上であることがより好ましい。一方、心線中のＭｎ含有量が１．５質量％を超えると、溶接金属の脆化を招く。したがって、心線中のＭｎ含有量は、心線の全質量に対して１．５質量％以下とし、１．２質量％以下であることが好ましく、１．１質量％以下であることがより好ましい。
【0034】
（Ｔｉ：０．０２質量％以上０．１質量％以下）
Ｔｉは、溶接性を向上させるために必要な元素である。また、Ｔｉは、スラグを剥離しやすい組成系に調整するために必須な元素であり、スラグ剥離性を向上させることができるＳｉＯ２－ＴｉＯ２－ＭｎＯの成分範囲とするための重要な成分である。このため、本実施形態においては、心線中のＴｉ含有量を調整するとともに、スラグ剥離性の向上を目的として、Ｓｉとの比率を制御し、さらに、後述する式（１）：［Ａｌ］＜［Ｔｉ］を満足することが必要である。心線中のＴｉ含有量が０．０２質量％未満であると、スラグのＳｉＯ２－ＴｉＯ２－ＭｎＯ組成を、所望の範囲とすることができず、スラグ剥離性が低下する。したがって、心線中のＴｉ含有量は、心線の全質量に対して０．０２質量％以上とし、０．０３質量％以上であることが好ましい。一方、心線中のＴｉ含有量が０．１質量％を超えると、スラグのＳｉＯ２－ＴｉＯ２－ＭｎＯの成分バランスが所望の範囲から外れて、スラグ剥離性が悪化する。したがって、心線中のＴｉ含有量は、心線の全質量に対して０．１質量％以下とする。
Ｔｉは、溶接性を向上させるために必要な元素である。また、Ｔｉは、スラグを剥離しやすい組成系に調整するために必須な元素であり、スラグ剥離性を向上させることができるＳｉＯ２－ＴｉＯ２－ＭｎＯの成分範囲とするための重要な成分である。このため、本実施形態においては、心線中のＴｉ含有量を調整するとともに、スラグ剥離性の向上を目的として、Ｓｉとの比率を制御し、さらに、後述する式（１）：［Ａｌ］＜［Ｔｉ］を満足することが必要である。心線中のＴｉ含有量が０．０２質量％未満であると、スラグのＳｉＯ２－ＴｉＯ２－ＭｎＯ組成を、所望の範囲とすることができず、スラグ剥離性が低下する。したがって、心線中のＴｉ含有量は、心線の全質量に対して０．０２質量％以上とし、０．０３質量％以上であることが好ましい。一方、心線中のＴｉ含有量が０．１質量％を超えると、スラグのＳｉＯ２－ＴｉＯ２－ＭｎＯの成分バランスが所望の範囲から外れて、スラグ剥離性が悪化する。したがって、心線中のＴｉ含有量は、心線の全質量に対して０．１質量％以下とする。
【0035】
（Ａｌ：０．０５質量％以下）
Ａｌは、スラグを剥離しやすい組成系に調整することを阻害する元素である。心線中のＡｌ含有量が０．０５質量％を超えると、スラグ剥離性を向上させることができるＳｉＯ２－ＴｉＯ２－ＭｎＯ組成を、所望の範囲とすることができず、スラグ剥離性が低下する。成分範囲とするためには、Ａｌの含有量は低い方が望ましく、心線中に実質的にＡｌが含有されていなくてもよい。したがって、心線中のＡｌ含有量は、心線の全質量に対して０．０５質量％以下とし、０．０３質量％以下であることが好ましく、０．０２質量％以下であることがより好ましい。
Ａｌは、スラグを剥離しやすい組成系に調整することを阻害する元素である。心線中のＡｌ含有量が０．０５質量％を超えると、スラグ剥離性を向上させることができるＳｉＯ２－ＴｉＯ２－ＭｎＯ組成を、所望の範囲とすることができず、スラグ剥離性が低下する。成分範囲とするためには、Ａｌの含有量は低い方が望ましく、心線中に実質的にＡｌが含有されていなくてもよい。したがって、心線中のＡｌ含有量は、心線の全質量に対して０．０５質量％以下とし、０．０３質量％以下であることが好ましく、０．０２質量％以下であることがより好ましい。
【0036】
（［Ａｌ］＜［Ｔｉ］）
上述のとおり、Ａｌは、スラグを形成しやすい元素である。心線中のＡｌ含有量が、心線中のＴｉ含有量以上であると、スラグ中のＡｌ２Ｏ３の含有量が増加し、本発明者らが見出したスラグの所望のＳｉＯ２－ＴｉＯ２－ＭｎＯ成分範囲を実現することができない。このため、心線中のＡｌ含有量は、Ｔｉ含有量よりも低く制御する必要がある。したがって、心線の全質量に対する心線中のＴｉ含有量を質量％で［Ｔｉ］と表し、心線の全質量に対する心線中のＡｌ含有量を質量％で［Ａｌ］と表す場合に、下記式（１）を満足するものとし、２×［Ａｌ］＜［Ｔｉ］であることがより好ましい。
［Ａｌ］＜［Ｔｉ］・・・ 式（１）
上述のとおり、Ａｌは、スラグを形成しやすい元素である。心線中のＡｌ含有量が、心線中のＴｉ含有量以上であると、スラグ中のＡｌ２Ｏ３の含有量が増加し、本発明者らが見出したスラグの所望のＳｉＯ２－ＴｉＯ２－ＭｎＯ成分範囲を実現することができない。このため、心線中のＡｌ含有量は、Ｔｉ含有量よりも低く制御する必要がある。したがって、心線の全質量に対する心線中のＴｉ含有量を質量％で［Ｔｉ］と表し、心線の全質量に対する心線中のＡｌ含有量を質量％で［Ａｌ］と表す場合に、下記式（１）を満足するものとし、２×［Ａｌ］＜［Ｔｉ］であることがより好ましい。
［Ａｌ］＜［Ｔｉ］・・・ 式（１）
【0037】
＜Ｓ：０．０５質量％以下＞
Ｓは、溶融金属の粘性を低下させ、ソリッドワイヤの先端に懸垂した溶滴の離脱を促進する効果を有する元素である。また、Ｓは、溶融金属の粘性を低下させることによって、ビードを平滑にする効果を有する元素でもある。スラグ剥離性の向上を課題とした本実施形態においては、心線中にＳを含有させる必要はないが、溶滴の離脱を促進するとともに、ビードを平滑にする効果を得るためには、心線中のＳ含有量は、心線の全質量に対して０．００５質量％以上であることが好ましい。一方、心線中のＳ含有量が０．０５質量％を超えると、小粒のスパッタが増加するとともに、溶接金属の靱性が低下する。したがって、心線中のＳ含有量は、心線の全質量に対して０．０５質量％以下とし、０．０３質量％以下であることが好ましい。
Ｓは、溶融金属の粘性を低下させ、ソリッドワイヤの先端に懸垂した溶滴の離脱を促進する効果を有する元素である。また、Ｓは、溶融金属の粘性を低下させることによって、ビードを平滑にする効果を有する元素でもある。スラグ剥離性の向上を課題とした本実施形態においては、心線中にＳを含有させる必要はないが、溶滴の離脱を促進するとともに、ビードを平滑にする効果を得るためには、心線中のＳ含有量は、心線の全質量に対して０．００５質量％以上であることが好ましい。一方、心線中のＳ含有量が０．０５質量％を超えると、小粒のスパッタが増加するとともに、溶接金属の靱性が低下する。したがって、心線中のＳ含有量は、心線の全質量に対して０．０５質量％以下とし、０．０３質量％以下であることが好ましい。
【0038】
（α＝［Ｍｎ］２／［Ｓｉ］：１．８以下）
ソリッドワイヤ中のＭｎ含有量とＳｉ含有量との関係を適切に制御することにより、スラグ層中のＭｎＯとＳｉＯ２との比率を所望の範囲に調整することができる。すなわち、心線の全質量に対する心線中のＭｎ含有量を質量％で［Ｍｎ］と表し、心線の全質量に対する心線中のＳｉ含有量を質量％で［Ｓｉ］と表す場合に、下記式（２）により算出される値αが１．８を超えると、スラグ層中のＭｎＯとＳｉＯ２との比率が所望の範囲から外れ、スラグ剥離性が低下する。したがって、下記式（２）により算出される値αは１．８以下とし、１．５を超えないことが好ましく、１．３以下であることがより好ましい。
α＝［Ｍｎ］２／［Ｓｉ］ ・・・ 式（２）
ソリッドワイヤ中のＭｎ含有量とＳｉ含有量との関係を適切に制御することにより、スラグ層中のＭｎＯとＳｉＯ２との比率を所望の範囲に調整することができる。すなわち、心線の全質量に対する心線中のＭｎ含有量を質量％で［Ｍｎ］と表し、心線の全質量に対する心線中のＳｉ含有量を質量％で［Ｓｉ］と表す場合に、下記式（２）により算出される値αが１．８を超えると、スラグ層中のＭｎＯとＳｉＯ２との比率が所望の範囲から外れ、スラグ剥離性が低下する。したがって、下記式（２）により算出される値αは１．８以下とし、１．５を超えないことが好ましく、１．３以下であることがより好ましい。
α＝［Ｍｎ］２／［Ｓｉ］ ・・・ 式（２）
【0039】
（β＝［Ｓｉ］／［Ｔｉ］：５．０以上）
ソリッドワイヤ中のＳｉ含有量とＴｉ含有量との関係を適切に制御することにより、スラグ層中のＳｉＯ２とＴｉＯｘとの比率を所望の範囲に調整することができる。すなわち、心線の全質量に対する心線中のＳｉ含有量を質量％で［Ｓｉ］と表し、心線の全質量に対する心線中のＴｉ含有量を質量％で［Ｔｉ］と表す場合に、下記式（３）により算出される値βが５．０未満であると、ＴｉＯｘの割合が多くなる。これにより、高剥離性のスラグのＳｉＯ２－ＴｉＯ２－ＭｎＯ組成を、所望の範囲とすることができず、成分バランスが崩れてスラグ剥離性が悪化する。したがって、下記式（３）により算出される値βは５．０以上とし、６．０以上であることが好ましく、１０以上であることがより好ましい。
β＝［Ｓｉ］／［Ｔｉ］ ・・・ 式（３）
ソリッドワイヤ中のＳｉ含有量とＴｉ含有量との関係を適切に制御することにより、スラグ層中のＳｉＯ２とＴｉＯｘとの比率を所望の範囲に調整することができる。すなわち、心線の全質量に対する心線中のＳｉ含有量を質量％で［Ｓｉ］と表し、心線の全質量に対する心線中のＴｉ含有量を質量％で［Ｔｉ］と表す場合に、下記式（３）により算出される値βが５．０未満であると、ＴｉＯｘの割合が多くなる。これにより、高剥離性のスラグのＳｉＯ２－ＴｉＯ２－ＭｎＯ組成を、所望の範囲とすることができず、成分バランスが崩れてスラグ剥離性が悪化する。したがって、下記式（３）により算出される値βは５．０以上とし、６．０以上であることが好ましく、１０以上であることがより好ましい。
β＝［Ｓｉ］／［Ｔｉ］ ・・・ 式（３）
【0040】
Ｍｏ、Ｎｉ及びＣｒは、後述するＣｅｑを調整するために重要な元素であるため、本実施形態に係るソリッドワイヤは、心線中に、Ｍｏ、Ｎｉ及びＣｒから選択された少なくとも１種を以下に示す範囲で含有することが好ましい。
【0041】
（Ｍｏ：０．０１質量％以上０．５０質量％以下）
Ｍｏは、Ｃｅｑを調整するために重要な元素であるとともに、焼き入れ性を改善し、炭化物を形成して溶接金属の強度を向上させる効果を有する元素である。スラグ剥離性の向上を課題とした本実施形態においては、必ずしも心線中にＭｏを含有させる必要はないが、溶接金属の強度を向上させる効果を得るためには、心線中のＭｏ含有量は、心線の全質量に対して０．０１質量％以上であることが好ましく、０．２質量％以上であることがより好ましく、０．２５質量％以上であることがさらに好ましい。一方、心線中のＭｏ含有量が０．５０質量％以下であると、溶接金属の靱性が悪化することを防止することができる。したがって、心線中にＭｏを含有させる場合に、心線中のＭｏ含有量は、心線の全質量に対して０．５０質量％以下とし、０．４０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。
Ｍｏは、Ｃｅｑを調整するために重要な元素であるとともに、焼き入れ性を改善し、炭化物を形成して溶接金属の強度を向上させる効果を有する元素である。スラグ剥離性の向上を課題とした本実施形態においては、必ずしも心線中にＭｏを含有させる必要はないが、溶接金属の強度を向上させる効果を得るためには、心線中のＭｏ含有量は、心線の全質量に対して０．０１質量％以上であることが好ましく、０．２質量％以上であることがより好ましく、０．２５質量％以上であることがさらに好ましい。一方、心線中のＭｏ含有量が０．５０質量％以下であると、溶接金属の靱性が悪化することを防止することができる。したがって、心線中にＭｏを含有させる場合に、心線中のＭｏ含有量は、心線の全質量に対して０．５０質量％以下とし、０．４０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。
【0042】
（Ｎｉ：０．０１質量％以上１．２質量％以下）
Ｎｉも、Ｍｏと同様に、Ｃｅｑを調整するために重要な元素であるとともに、焼き入れ性を改善し、溶接金属の強度向上に必要な元素であり、マトリックスに固溶して靱性を改善する元素でもある。スラグ剥離性の向上を課題とした本実施形態においては、必ずしも心線中にＮｉを含有させる必要はないが、溶接金属の強度を向上させる効果を得るためには、心線中のＮｉ含有量は、心線の全質量に対して０．０１質量％以上とすることが好ましく、０．２質量％以上とすることがより好ましく、０．５質量％以上とすることがさらに好ましい。一方、ソリッドワイヤの原料コストの上昇を抑制するため、心線中のＮｉ含有量は、心線の全質量に対して１．２質量％以下であることが好ましく、０．８質量％以下であることがより好ましい。
Ｎｉも、Ｍｏと同様に、Ｃｅｑを調整するために重要な元素であるとともに、焼き入れ性を改善し、溶接金属の強度向上に必要な元素であり、マトリックスに固溶して靱性を改善する元素でもある。スラグ剥離性の向上を課題とした本実施形態においては、必ずしも心線中にＮｉを含有させる必要はないが、溶接金属の強度を向上させる効果を得るためには、心線中のＮｉ含有量は、心線の全質量に対して０．０１質量％以上とすることが好ましく、０．２質量％以上とすることがより好ましく、０．５質量％以上とすることがさらに好ましい。一方、ソリッドワイヤの原料コストの上昇を抑制するため、心線中のＮｉ含有量は、心線の全質量に対して１．２質量％以下であることが好ましく、０．８質量％以下であることがより好ましい。
【0043】
（Ｃｒ：０．０１質量％以上１．０質量％以下）
Ｃｒも、Ｍｏ及びＮｉと同様に、Ｃｅｑを調整するために重要な元素であるとともに、焼き入れ性を改善し、溶接金属の強度向上に必要な元素である。スラグ剥離性の向上を課題とした本実施形態においては、必ずしも心線中にＣｒを含有させる必要はないが、溶接金属の強度を向上させる効果を得るためには、心線中のＣｒ含有量は、心線の全質量に対して０．０１質量％以上とすることが好ましく、０．１質量％以上とすることがより好ましく、０．４０質量％以上とすることがさらに好ましく、０．４４質量％以上とすることが特に好ましい。一方、心線中に、１．０質量％を超えてＣｒを含有させても、溶接金属の強度を向上させる効果は飽和する。したがって、心線中のＣｒ含有量は、心線の全質量に対して１．０質量％以下であることが好ましく、０．９質量％以下であることがより好ましく、０．８質量％以下であることがさらに好ましい。さらに、心線中のＣｒ含有量は、心線の全質量に対して、０．７質量％以下であることがより好ましく、０．６質量％以下であることがさらに好ましく、０．５質量％以下であることが特に好ましい。
Ｃｒも、Ｍｏ及びＮｉと同様に、Ｃｅｑを調整するために重要な元素であるとともに、焼き入れ性を改善し、溶接金属の強度向上に必要な元素である。スラグ剥離性の向上を課題とした本実施形態においては、必ずしも心線中にＣｒを含有させる必要はないが、溶接金属の強度を向上させる効果を得るためには、心線中のＣｒ含有量は、心線の全質量に対して０．０１質量％以上とすることが好ましく、０．１質量％以上とすることがより好ましく、０．４０質量％以上とすることがさらに好ましく、０．４４質量％以上とすることが特に好ましい。一方、心線中に、１．０質量％を超えてＣｒを含有させても、溶接金属の強度を向上させる効果は飽和する。したがって、心線中のＣｒ含有量は、心線の全質量に対して１．０質量％以下であることが好ましく、０．９質量％以下であることがより好ましく、０．８質量％以下であることがさらに好ましい。さらに、心線中のＣｒ含有量は、心線の全質量に対して、０．７質量％以下であることがより好ましく、０．６質量％以下であることがさらに好ましく、０．５質量％以下であることが特に好ましい。
【0044】
なお、Ｃｅｑをより一層好ましい範囲に調整するためには、心線中にＭｏを含有させるとともに、Ｎｉ及びＣｒから選択された少なくとも一方を心線中に含有させることが好ましい。この場合のＭｏ、Ｎｉ及びＣｒの好ましい含有量については、上記範囲と同様とする。心線中にＭｏを含有させるとともに、ＮｉやＣｒを含有させる場合に、Ｎｉ及びＣｒは、それぞれの含有量の範囲内であれば、いずれか一方のみが心線中に含有されていても、両方が心線中に含有されていてもよい。
【0045】
（Ｃｕ：０．０１質量％以上０．４０質量％以下）
（Ｚｒ：０．０２質量％以上０．５０質量％以下）
Ｃｕは、焼き入れ性を改善し、溶接金属の強度向上に必要な元素である。また、Ｚｒは、脱酸剤として作用するとともに、溶接金属の強度を増加させる効果を有する元素である。本実施形態に係るソリッドワイヤにおいては、Ｃｕ及びＺｒから選択された少なくとも１種を心線中に含有させることが好ましい。
（Ｚｒ：０．０２質量％以上０．５０質量％以下）
Ｃｕは、焼き入れ性を改善し、溶接金属の強度向上に必要な元素である。また、Ｚｒは、脱酸剤として作用するとともに、溶接金属の強度を増加させる効果を有する元素である。本実施形態に係るソリッドワイヤにおいては、Ｃｕ及びＺｒから選択された少なくとも１種を心線中に含有させることが好ましい。
【0046】
心線中のＣｕ含有量が０．０１質量％以上であれば、溶接金属の強度を向上させる効果を得ることができる。したがって、心線中のＣｕ含有量は、心線の全質量に対して０．０１質量％以上とすることが好ましく、０．１０質量％以上であることがより好ましく、０．２０質量％以上とすることがさらに好ましい。一方、心線中のＣｕ含有量が０．４０質量％以下であると、マトリックス中にＣｕの微細粒子が析出することを防止し、溶接金属の靱性が低下することを抑制することができる。したがって、心線中のＣｕ含有量は、心線の全質量に対して０．４０質量％以下とすることが好ましい。
【0047】
なお、本実施形態に係るソリッドワイヤは、その表面に銅めっきが施されているため、銅めっき由来のＣｕ含有量は、ワイヤ全質量に対して０．１質量％以上０．３質量％以下とすることができる。
【0048】
心線中のＺｒ含有量が０．０２質量％以上であれば、溶接金属の強度を増加させるとともに脱酸効果を得ることができる。したがって、心線中のＺｒ含有量は、心線の全質量に対して０．０２質量％以上とすることが好ましく、０．０６質量％以上とすることがより好ましい。一方、心線中のＺｒ含有量が高くなりすぎると、スラグ組成に影響する。したがって、心線中のＺｒ含有量は、心線の全質量に対して０．５０質量％以下とすることが好ましく、０．１０質量％以下とすることがより好ましい。
【0049】
なお、Ｃｕ及びＺｒは、それぞれの範囲内であれば、いずれか一方のみが心線中に含有されていても、両方が心線中に含有されていてもよい。
【0050】
（Ｃｅｑ＝［Ｃ］＋［Ｍｎ］／６＋［Ｓｉ］／２４＋［Ｎｉ］／４０＋［Ｃｒ］／５＋［Ｍｏ］／４：０．４以上０．６以下）
炭素当量（Ｃｅｑ：ｃａｒｂｏｎ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ）は、溶接金属の強度特性を示す指標であり、例えば、ＪＩＳによってＣｅｑについての式が知られている。心線の全質量に対するワイヤ心線中のＣ含有量を質量％で［Ｃ］、Ｍｎ含有量を質量％で［Ｍｎ］、Ｓｉ含有量を質量％で［Ｓｉ］、Ｎｉ含有量を質量％で［Ｎｉ］、Ｃｒ含有量を質量％で［Ｃｒ］、Ｍｏ含有量を質量％で［Ｍｏ］と表す場合に、下記式（４）により算出されるＣｅｑが高いほど、得られる溶接金属が高強度化する。
炭素当量（Ｃｅｑ：ｃａｒｂｏｎ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ）は、溶接金属の強度特性を示す指標であり、例えば、ＪＩＳによってＣｅｑについての式が知られている。心線の全質量に対するワイヤ心線中のＣ含有量を質量％で［Ｃ］、Ｍｎ含有量を質量％で［Ｍｎ］、Ｓｉ含有量を質量％で［Ｓｉ］、Ｎｉ含有量を質量％で［Ｎｉ］、Ｃｒ含有量を質量％で［Ｃｒ］、Ｍｏ含有量を質量％で［Ｍｏ］と表す場合に、下記式（４）により算出されるＣｅｑが高いほど、得られる溶接金属が高強度化する。
【0051】
溶接金属の強度と靱性とのバランスを確保する観点から、下記式（４）により算出されるＣｅｑは０．４以上であることが好ましい。一方、Ｃｅｑが０．６以下であれば、溶接金属の靱性の低下を抑制することができる。したがって、下記式（４）により算出される値Ｃｅｑの値は０．６以下であることが好ましい。
【0052】
Ｃｅｑ＝［Ｃ］＋［Ｍｎ］／６＋［Ｓｉ］／２４＋［Ｎｉ］／４０＋［Ｃｒ］／５＋［Ｍｏ］／４ ・・・ 式（４）
【0053】
＜残部：Ｆｅ及び不可避的不純物＞
本実施形態に係るソリッドワイヤにおいて、心線中の成分の残部は、Ｆｅ及び不可避的不純物である。心線中の不可避的不純物として代表的な元素として、例えば、ＯやＮが挙げられる。これらの不可避的不純物は、鋼材を溶製する段階や鋼素線を製造する段階で不可避的に混入される。心線中のＯ含有量は、心線の全質量に対して０．０３０質量％以下であれば許容され、０．０２０質量％以下とすることが好ましく、０．００８０質量％以下とするのがより好ましい。また、心線中のＮ含有量は、心線の全質量に対して０．０２０質量％以下であれば、許容できる。なお、Ｏは、溶接時において溶滴径を微細化する効果を有するため、心線中にＯが含有されていてもよい。この場合に、心線中のＯ含有量は、０．００１０質量％以上であってもよい。
本実施形態に係るソリッドワイヤにおいて、心線中の成分の残部は、Ｆｅ及び不可避的不純物である。心線中の不可避的不純物として代表的な元素として、例えば、ＯやＮが挙げられる。これらの不可避的不純物は、鋼材を溶製する段階や鋼素線を製造する段階で不可避的に混入される。心線中のＯ含有量は、心線の全質量に対して０．０３０質量％以下であれば許容され、０．０２０質量％以下とすることが好ましく、０．００８０質量％以下とするのがより好ましい。また、心線中のＮ含有量は、心線の全質量に対して０．０２０質量％以下であれば、許容できる。なお、Ｏは、溶接時において溶滴径を微細化する効果を有するため、心線中にＯが含有されていてもよい。この場合に、心線中のＯ含有量は、０．００１０質量％以上であってもよい。
【0054】
なお、本実施形態に係るソリッドワイヤにおいては、心線中に、Ｂｉ及びＴｅを含有させることなく、本発明の課題の一つである剥離性改善の効果を得ることができる。したがって、心線中にＢｉ及びＴｅを添加する必要はなく、通常添加しない場合に、Ｂｉ、Ｔｅの含有量は、それぞれ心線の全質量に対して０．００５ｐｐｍを超えないと思われる。また、Ｂｉ及びＴｅは重金属であるため、それぞれ心線の全質量に対して０．００１ｐｐｍを超えないことがより好ましい。本実施形態において、Ｃｅ等のＲＥＭ成分についても、心線中に含有させる必要はない。また、Ｃｅ等のＲＥＭ成分は、スラグ組成に影響しうる成分であるため、不純物として心線中に含まれる場合であっても、心線の全質量に対して０．０１質量％を超えないことが好ましく、０．００５質量％を超えないことがより好ましい。
【0055】
〔ソリッドワイヤの製造方法〕
本実施形態に係るソリッドワイヤの製造方法としては、上記した組成を有する溶鋼を用いる以外は、特に限定されるものではなく、一般的な溶接用ソリッドワイヤの製造方法を適用することができる。例えば、上記組成を有する溶鋼を、電気炉、真空溶解炉等の常用の溶製炉で溶製し、所定の形状を有する鋳型等を用いて鋳造し、鋼塊を得る鋳造工程を実施する。次に、得られた鋼塊を、所定の温度に加熱する加熱工程を実施する。その後、加熱された鋼塊に熱間圧延を施し、所定の形状を有する鋼素材（棒状）を得る熱延工程を実施する。その後、得られた鋼素材（棒状）に対して、１回若しくは複数回の冷間圧延（冷間伸線加工）を施す冷延工程、又は伸線工程を実施することにより、所望の寸法を有する心線を作製する。なお、必要に応じて、１０００～１２００℃の温度で焼鈍を施す焼鈍工程を実施する。その後、心線の表面にＣｕめっきを施すめっき層形成工程を実施する。これにより、本実施形態に係るソリッドワイヤを製造することができる。
本実施形態に係るソリッドワイヤの製造方法としては、上記した組成を有する溶鋼を用いる以外は、特に限定されるものではなく、一般的な溶接用ソリッドワイヤの製造方法を適用することができる。例えば、上記組成を有する溶鋼を、電気炉、真空溶解炉等の常用の溶製炉で溶製し、所定の形状を有する鋳型等を用いて鋳造し、鋼塊を得る鋳造工程を実施する。次に、得られた鋼塊を、所定の温度に加熱する加熱工程を実施する。その後、加熱された鋼塊に熱間圧延を施し、所定の形状を有する鋼素材（棒状）を得る熱延工程を実施する。その後、得られた鋼素材（棒状）に対して、１回若しくは複数回の冷間圧延（冷間伸線加工）を施す冷延工程、又は伸線工程を実施することにより、所望の寸法を有する心線を作製する。なお、必要に応じて、１０００～１２００℃の温度で焼鈍を施す焼鈍工程を実施する。その後、心線の表面にＣｕめっきを施すめっき層形成工程を実施する。これにより、本実施形態に係るソリッドワイヤを製造することができる。
【0056】
〔積層造形物の製造方法〕
本実施形態に係る積層造形物の製造方法は、上記本実施形態に係るソリッドワイヤを使用し、シールドガスを供給しつつ、アークによってソリッドワイヤを溶融させて、溶着ビードを形成する工程を繰り返し、複数の上記溶着ビードを積層する積層工程を有する。以下、図面を参照して、本実施形態に係る積層造形物の製造方法について、具体的に説明する。
本実施形態に係る積層造形物の製造方法は、上記本実施形態に係るソリッドワイヤを使用し、シールドガスを供給しつつ、アークによってソリッドワイヤを溶融させて、溶着ビードを形成する工程を繰り返し、複数の上記溶着ビードを積層する積層工程を有する。以下、図面を参照して、本実施形態に係る積層造形物の製造方法について、具体的に説明する。
【0057】
図１は、本発明の実施形態に係る積層造形物の製造方法を示す模式的断面図である。図１に示すように、ガスノズル２２の内側からシールドガス２３を供給しつつ、不図示のチップにより保持されたソリッドワイヤ２１をアークによって溶融させ、例えば３パスによって溶着ビードの第１層１を作製する。その後、同様に上記工程を繰り返し、第２層２を作製し、さらに溶着ビードを積層する積層工程を繰り返して、積層体２０を得る。積層工程を繰り返す際には、第１層１の作製時におけるソリッドワイヤ２１の進行方向に対して、第２層２の作製時には逆の方向となるように、ソリッドワイヤ２１を移動させる。すなわち、ソリッドワイヤ２１の進行方向が層毎に逆方向となるように、溶着ビードを積層する。そして、積層体２０が所望のサイズ及び形状となったところでアークを停止させ、表面のスラグを除去することにより、積層造形物３０を製造することができる。
【0058】
なお、本実施形態において、各層の形成後に、その表面に形成されたスラグを除去する工程を省略することができる。すなわち、上記積層工程は、第ｎ層目の溶着ビードを形成するｎ層ビード形成工程と、ｎ層ビード形成工程の後に、第ｎ層目の溶着ビードの表面に形成されるスラグを除去することなく、第（ｎ＋１）層目の溶着ビードを形成する（ｎ＋１）層ビード形成工程と、を有することが好ましい。ただし、ｎは１以上であって、（目的とする合計層数－１）以下の整数である。
【0059】
〔多層盛溶接方法〕
本実施形態に係る多層盛溶接方法は、上記本実施形態に係るソリッドワイヤを使用し、シールドガスを供給しつつ、アークによってソリッドワイヤを溶融させて、溶接金属を形成する工程を繰り返し、複数の上記溶接金属を積層する多層盛溶接工程を有する。具体的な多層盛溶接方法については、上記積層造形物の製造方法を参照し、溶着ビードを溶接金属に、積層体を多層盛溶接金属に、積層造形物を多層盛溶接構造物に読み替えることにより説明することができる。
本実施形態に係る多層盛溶接方法は、上記本実施形態に係るソリッドワイヤを使用し、シールドガスを供給しつつ、アークによってソリッドワイヤを溶融させて、溶接金属を形成する工程を繰り返し、複数の上記溶接金属を積層する多層盛溶接工程を有する。具体的な多層盛溶接方法については、上記積層造形物の製造方法を参照し、溶着ビードを溶接金属に、積層体を多層盛溶接金属に、積層造形物を多層盛溶接構造物に読み替えることにより説明することができる。
【0060】
したがって、本実施形態において、各層の形成後に、その表面に形成されたスラグを除去する工程を省略することができる。すなわち、上記多層盛溶接工程は、第ｎ層目の溶接金属を形成するｎ層溶接金属形成工程と、ｎ層溶接金属形成工程の後に、第ｎ層目の溶接金属の表面に形成されるスラグを除去することなく、第（ｎ＋１）層目の溶接金属を形成する（ｎ＋１）層溶接金属形成工程と、を有することが好ましい。ただし、ｎは１以上であって、（目的とする合計層数－１）以下の整数である。
【0061】
上述のとおり、本実施形態に係るソリッドワイヤは、優れたスラグ剥離性を有する。したがって、本実施形態に係るソリッドワイヤを用いて積層造形物や多層盛溶接構造物を製造すると、積層工程中又は多層盛溶接中においてもスラグが剥がれやすく、例えば積層造形物３０内にスラグが残存することを防止することができる。その結果、積層造形物３０中や多層盛溶接金属中の欠陥の発生を抑制することができる。また、上述のとおり、本実施形態に係るソリッドワイヤは、優れたスラグ剥離性を有するため、１層ごとにスラグを除去する必要がない。このように、積層工程又は多層盛溶接工程の途中のスラグ除去工程を一部又は全部省略することができるため、積層造形物の製造工程や多層盛溶接を簡略化することができる。
【0062】
なお、本実施形態に係る積層造形物の製造方法及び多層盛溶接方法において、使用するシールドガスの種類は特に限定されないが、例えばＡｒ－ＣＯ２混合ガスをシールドガスとして用いることができる。
【実施例0063】
以下、本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。
【0064】
［ソリッドワイヤの製造］
心線中の含有成分が種々の含有量となるように心線を作製し、その表面に銅めっきを施すことにより、直径が１．２ｍｍであるソリッドワイヤを作製した。
心線中の含有成分が種々の含有量となるように心線を作製し、その表面に銅めっきを施すことにより、直径が１．２ｍｍであるソリッドワイヤを作製した。
【0065】
［積層造形物の製造］
溶接ロボット、溶接電源及び制御装置を備えた積層造形システムを使用して、積層造形物を製造した。具体的には、溶接ロボットのツールの先端に溶接トーチを有しており、この溶接トーチにソリッドワイヤを保持させて、制御装置によりソリッドワイヤの移動方向を制御しつつ、溶着ビードを形成した。図２は、積層造形物の製造方法を示す上面図であり、図３は、得られた積層造形物を示す断面図である。図１及び図２に示すように、まず、シールドガスを供給しつつ、ソリッドワイヤをアークによって溶融させて、溶着ビードにより矩形の壁部４１を形成した。次に、壁部４１の内側の領域における周縁部に、溶着ビードにより隅肉充填部４２を形成した。その後、隅肉充填部４２が形成されていない矩形の領域に、長手方向に３本（３パス）の溶着ビード１１ａ、１１ｂ、１１ｃを並列させるように、中央充填部４３を形成し、第１層１とした。
溶接ロボット、溶接電源及び制御装置を備えた積層造形システムを使用して、積層造形物を製造した。具体的には、溶接ロボットのツールの先端に溶接トーチを有しており、この溶接トーチにソリッドワイヤを保持させて、制御装置によりソリッドワイヤの移動方向を制御しつつ、溶着ビードを形成した。図２は、積層造形物の製造方法を示す上面図であり、図３は、得られた積層造形物を示す断面図である。図１及び図２に示すように、まず、シールドガスを供給しつつ、ソリッドワイヤをアークによって溶融させて、溶着ビードにより矩形の壁部４１を形成した。次に、壁部４１の内側の領域における周縁部に、溶着ビードにより隅肉充填部４２を形成した。その後、隅肉充填部４２が形成されていない矩形の領域に、長手方向に３本（３パス）の溶着ビード１１ａ、１１ｂ、１１ｃを並列させるように、中央充填部４３を形成し、第１層１とした。
【0066】
その後、図３に示すように、同様にして、壁部４１、隅肉充填部４２及び中央充填部４３を繰り返し形成し、第２層２から第１１層１１までを形成した後に積層を終了し、積層造形物５０を得た。なお、パス間温度は管理せず、溶着ビード１１ａ、１１ｂ、１１ｃを形成するためのソリッドワイヤの進行方向は、層毎に逆方向となるように、連続してソリッドワイヤを移動させた。このようにして、１本のソリッドワイヤについて、同様の方法により２つの積層造形物を製造し、以下に示す評価試験に供した。
【0067】
壁部４１、隅肉充填部４２及び中央充填部４３の形成時における溶着条件を以下に示す。
壁部４１、隅肉充填部４２：単位時間あたりの溶着量：１．３８（ｋｇ／ｈｒ）、単位長さの入熱量：４．５５（ｋＪ／ｃｍ）
中央充填部４３：単位時間あたりの溶着量：５．０３（ｋｇ／ｈｒ）、単位長さの入熱量：２１．１１（ｋＪ／ｃｍ）
シールドガスの種類、流量：８０体積％Ａｒ－２０体積％ＣＯ２ガス、２０リットル／分
壁部４１、隅肉充填部４２：単位時間あたりの溶着量：１．３８（ｋｇ／ｈｒ）、単位長さの入熱量：４．５５（ｋＪ／ｃｍ）
中央充填部４３：単位時間あたりの溶着量：５．０３（ｋｇ／ｈｒ）、単位長さの入熱量：２１．１１（ｋＪ／ｃｍ）
シールドガスの種類、流量：８０体積％Ａｒ－２０体積％ＣＯ２ガス、２０リットル／分
【0068】
［積層造形物、及び積層造形物の製造方法の評価］
＜剥離性の評価＞
得られた積層造形物５０の表面に形成されたスラグの外観を目視で観察することにより、スラグ剥離性を評価した。スラグ剥離性の評価基準としては、スラグの自然剥離が発生したものを○（良好）とし、チッパやハンマによって強い衝撃を加えないとスラグが除去できなかったものを×（不良）とした。また、軽い衝撃を加えることによりスラグが剥離したものを△（可）とした。さらに、自然剥離時に、中央充填部４３における溶着ビード１１ａ、１１ｂ、１１ｃの幅の１／２を超える程度の大きな剥離片が見られたものを◎（優良）とした。
＜剥離性の評価＞
得られた積層造形物５０の表面に形成されたスラグの外観を目視で観察することにより、スラグ剥離性を評価した。スラグ剥離性の評価基準としては、スラグの自然剥離が発生したものを○（良好）とし、チッパやハンマによって強い衝撃を加えないとスラグが除去できなかったものを×（不良）とした。また、軽い衝撃を加えることによりスラグが剥離したものを△（可）とした。さらに、自然剥離時に、中央充填部４３における溶着ビード１１ａ、１１ｂ、１１ｃの幅の１／２を超える程度の大きな剥離片が見られたものを◎（優良）とした。
【0069】
＜アークスタート性の評価＞
上記積層造形物の製造工程中において、第１層の隅肉充填部４２の１パス目から、第１１層の中央充填部４３の３パス目までの合計８８パスについて、アークスタート時にアークの発生不良等でエラーが発生した回数を測定した。アークスタート性の評価基準としては、エラーの発生回数が５回以下であった場合を◎（優良）とし、６回以上１０回以下であった場合を○（良好）とした。また、エラーの発生回数が１１回以上２０回以下であった場合を△（可）とし、２１回以上であった場合を×（不良）とした。
上記積層造形物の製造工程中において、第１層の隅肉充填部４２の１パス目から、第１１層の中央充填部４３の３パス目までの合計８８パスについて、アークスタート時にアークの発生不良等でエラーが発生した回数を測定した。アークスタート性の評価基準としては、エラーの発生回数が５回以下であった場合を◎（優良）とし、６回以上１０回以下であった場合を○（良好）とした。また、エラーの発生回数が１１回以上２０回以下であった場合を△（可）とし、２１回以上であった場合を×（不良）とした。
【0070】
＜溶着金属の強度＞
製造された２つの積層造形物のうち一方から、ＪＩＳ Ｚ３１１１に準拠して引張試験用のＡ２号試験片を採取し、ＪＩＳ Ｚ２２４１に準拠して溶着金属の引張試験を実施して、引張強度を測定した。図４は、積層造形物から引張試験用の試験片を採取するための位置を示す斜視図であり、図５は、その上面図である。図４に示すように、積層造形物５０は、平面視における一方の辺の長さが１００ｍｍ、他方の辺の長さが６０ｍｍ又は１００ｍｍであり、高さが約４５ｍｍである。この積層造形物５０を底面から１３ｍｍの高さで水平に切断するとともに、上面から１３ｍｍの高さで水平に切断し、下層部５１、中層部５２、及び上層部５３に分割した。そして、中層部５２に対して、溶着ビードが延びる方向と平行となるように、３本の試験片を採取して、引張試験に供した。
製造された２つの積層造形物のうち一方から、ＪＩＳ Ｚ３１１１に準拠して引張試験用のＡ２号試験片を採取し、ＪＩＳ Ｚ２２４１に準拠して溶着金属の引張試験を実施して、引張強度を測定した。図４は、積層造形物から引張試験用の試験片を採取するための位置を示す斜視図であり、図５は、その上面図である。図４に示すように、積層造形物５０は、平面視における一方の辺の長さが１００ｍｍ、他方の辺の長さが６０ｍｍ又は１００ｍｍであり、高さが約４５ｍｍである。この積層造形物５０を底面から１３ｍｍの高さで水平に切断するとともに、上面から１３ｍｍの高さで水平に切断し、下層部５１、中層部５２、及び上層部５３に分割した。そして、中層部５２に対して、溶着ビードが延びる方向と平行となるように、３本の試験片を採取して、引張試験に供した。
【0071】
＜溶着金属の靱性＞
製造された２つの積層造形物のうち他方から、ＪＩＳ Ｚ２２４２：２０１８に記載の金属材料のシャルピー衝撃試験方法に準拠して、引張試験用のノッチ標準試験片（１０ｍｍ×１０ｍｍ×５５ｍｍ）を採取した。そして、ＪＩＳ Ｚ２２４２に準拠して、０°Ｃにおけるシャルピー吸収エネルギー（ｖＥ０）を測定し、溶接金属の靱性を評価した。引張試験用のノッチ標準試験片の採取位置は、図４及び図５に示す位置と同様とした。
製造された２つの積層造形物のうち他方から、ＪＩＳ Ｚ２２４２：２０１８に記載の金属材料のシャルピー衝撃試験方法に準拠して、引張試験用のノッチ標準試験片（１０ｍｍ×１０ｍｍ×５５ｍｍ）を採取した。そして、ＪＩＳ Ｚ２２４２に準拠して、０°Ｃにおけるシャルピー吸収エネルギー（ｖＥ０）を測定し、溶接金属の靱性を評価した。引張試験用のノッチ標準試験片の採取位置は、図４及び図５に示す位置と同様とした。
【0072】
溶着金属の靱性の評価基準としては、シャルピー吸収エネルギー（ｖＥ０）が１２０Ｊ以上となったものを、優良であると判断し、４７Ｊ以上１２０Ｊ未満となったものを、良好であると判断し、４７Ｊ未満となったものを、不良であると判断した。
【0073】
使用した各ソリッドワイヤにおける心線中の成分の含有量、及び、式（１）～式（４）により算出される値を下記表１に示す。また、各評価試験の評価結果を下記表２に示す。下記表１において、式（１）～式（４）は以下のとおりである。
［Ａｌ］＜［Ｔｉ］・・・ 式（１）
α＝［Ｍｎ］２／［Ｓｉ］ ・・・ 式（２）
β＝［Ｓｉ］／［Ｔｉ］ ・・・ 式（３）
Ｃｅｑ＝［Ｃ］＋［Ｍｎ］／６＋［Ｓｉ］／２４＋［Ｎｉ］／４０＋［Ｃｒ］／５＋［Ｍｏ］／４ ・・・ 式（４）
［Ａｌ］＜［Ｔｉ］・・・ 式（１）
α＝［Ｍｎ］２／［Ｓｉ］ ・・・ 式（２）
β＝［Ｓｉ］／［Ｔｉ］ ・・・ 式（３）
Ｃｅｑ＝［Ｃ］＋［Ｍｎ］／６＋［Ｓｉ］／２４＋［Ｎｉ］／４０＋［Ｃｒ］／５＋［Ｍｏ］／４ ・・・ 式（４）
【0074】
なお、下記表１に記載の各成分の含有量の欄において、「－」は、その元素が添加されていないことを表し、不可避的に含有されている場合であっても、心線の全質量に対して０．０１質量％以下であることを表す。また、下記表２に記載の評価結果の欄において、「－」は、測定していないことを表す。
【0075】
【表1】
【0076】
【表2】
【0077】
上記表１及び表２に示すように、発明例Ｎｏ．１～８は、心線中に含有されるＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ａｌ及びＳの含有量が本発明で規定する範囲内であるとともに、式（１）を満足し、式（２）により得られる値α、及び式（３）により得られる値βについても、本発明で規定する範囲内である。したがって、剥離性及びアークスタート性のいずれの試験においても、△（可）以上の評価となった。また、発明例Ｎｏ．３、４及び６～８においては、式（４）により得られる値Ｃｅｑが、本発明で規定する好ましい範囲内であるため、強度と靱性とのバランスが優れた結果となった。
【0078】
一方、比較例Ｎｏ．１は、式（２）により算出される値αが本発明で規定する範囲から外れているため、スラグ剥離性が低下し、アークスタート性も悪い結果となった。比較例Ｎｏ.２は、心線中のＴｉ含有量及び式（２）、式（３）により算出される値α、βが、本発明で規定する範囲から外れているため、スラグ剥離性が低下し、アークスタート性も悪い結果となった。比較例Ｎｏ.３は、心線中のＳｉ含有量、Ｔｉ含有量及び式（２）により算出する値αが本発明で規定する範囲から外れているため、所望の脱酸効果を得られず、スラグ剥離性がより算出される値α、βが、本発明で規定する範囲から外れているため、スラグ剥離性が低下し、アークスタート性も悪い結果となった。
【0079】
比較例Ｎｏ.４は、心線中のＳｉ含有量、Ｍｎ含有量及びＴｉ含有量、並びに式（３）により算出される値βが、本発明で規定する範囲から外れているため、スラグ剥離性が低下した。比較例Ｎｏ.５は、心線中のＡｌ含有量が、本発明で規定する範囲から外れているとともに、Ｔｉ含有量とＡｌ含有量との関係が、式（１）を満足していないため、アークスタート性が低下した。
【符号の説明】
【0080】
１ 第１層
２ 第２層
１１ 第１１層
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 溶着ビード
２１ ソリッドワイヤ
３０，５０ 積層造形物
４１ 壁部
４２ 隅肉充填部
４３ 中央充填部
６０，６５ 溶接金属
６１，６６ スラグ層
６２ 層
６３ 上層
６４ 粒状体
２ 第２層
１１ 第１１層
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 溶着ビード
２１ ソリッドワイヤ
３０，５０ 積層造形物
４１ 壁部
４２ 隅肉充填部
４３ 中央充填部
６０，６５ 溶接金属
６１，６６ スラグ層
６２ 層
６３ 上層
６４ 粒状体
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】