JP2007090376A

JP2007090376A - ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ

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Publication number: JP2007090376A
Application number: JP2005281695A
Authority: JP
Inventors: 英亮 ▲高▼内; Hideaki Takauchi; Takeshi Hidaka; 武史日▲高▼; Kazuyuki Suenaga; 和之末永; Akinao Ikeda; 哲直池田; 哲夫 ▲高▼橋; Tetsuo Takahashi
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2005-09-28
Filing date: 2005-09-28
Publication date: 2007-04-12
Anticipated expiration: 2025-09-28
Also published as: EP1769882A1; RU2336983C2; JP4646764B2; KR20070035996A; CN1939648A; RU2006134380A; NO343875B1; KR100783944B1; NO20064396L; EP1769882B1; CN100462186C; SG131012A1

Abstract

【課題】アーク溶接において拡散性水素が溶接部に進入することを防止すると共に、ワイヤの耐吸湿性が優れており、更に良好な溶接作業性を示すガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤを提供する。
【解決手段】ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤは、鋼製外皮にフラックスを充填してなるものであり、前記フラックスはワイヤ全質量に対して、二酸化チタン：４．０乃至８．０質量％、アルカリ金属フッ化物（フッ素量換算値）：０．０２乃至０．４０質量％、ＰＴＦＥ（フッ素量換算値）：０．０２乃至０．４０質量％を含有し、アルカリ土類金属フッ化物がフッ素量換算値で０．０１質量％以下に規制され、かつ、アルカリ金属フッ化物及びＰＴＦＥからなるフッ化物の割合が下記数式を満足する。

【選択図】なし

Description

本発明は、フラックス粒子に水分子を付着し難くして難吸湿化を図ると共に、溶接金属中に侵入する水素を低減し、拡散性水素を低減することにより溶接後の遅れ割れを発生しにくくしたガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤに関する。

従来、溶接材料の吸湿により、溶接金属内に水素原子が取り込まれ、溶接部の水素脆化を引き起こすという問題が生じていた。そこで、溶接材料を高温で焼成することにより、付着水の低減が図られたり、溶接材料の難吸湿化を図るために、溶接用フラックス入りワイヤとして、シームレス構造のワイヤが実用化されたりしている。しかしながら、シームレス構造のワイヤは製造コストが高いという問題点がある。

この問題点を解決するため、シーム有りワイヤにおいても、溶接材料の難吸湿化及び拡散性水素の低減を図るために、種々の技術が提案されている。

先ず、フラックスコアアーク電極に関する技術として、フラックス中にアーク安定剤、二酸化チタン、フッ化カルシウム、アルミニウム等の合金、鉄、及びポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）粉末を配合したアーク電極が提案されている（特許文献１）。

また、フラックスに、樹脂粉末を配合して、構成外皮内に装填し、ワイヤ全体を伸線加工して、フラックス入りワイヤを製造することにより、耐吸湿性を向上させ、溶接作業性を向上させたアーク電極も提案されている（特許文献２）。

特開平７−１１０４３２号公報特開２００２−２２４８８３号公報

しかしながら、上述の特許文献１に記載された技術においては、拡散性水素の低減を目的としてＰＴＦＥ粉末がフラックス中に配合されているが、耐吸湿性向上は解決されておらず、かつ、ＰＴＦＥ粉末を配合することにより溶接作業性が劣化しまうという問題点がある。

また、特許文献２に記載の従来技術においては、フラックスに樹脂粉末を配合することにより、ワイヤの耐吸湿性を向上させているが、拡散性水素の低減については何ら考慮されていない。また、耐吸湿性の向上に必要な樹脂粉末の配合量を可及的に少なくすることによりスパッタ発生量を極力抑制しているが、耐吸湿性の向上とスパッタ発生量の抑制との両立は困難であり、アーク安定性等の溶接作業性が低いという問題点がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、アーク溶接において拡散性水素が溶接部に進入することを防止すると共に、ワイヤの耐吸湿性が優れており、更に良好な溶接作業性を示すガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤを提供することを目的とする。

本発明に係るガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤは、鋼製外皮にフラックスを充填してなるガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤにおいて、前記フラックスはワイヤ全質量に対して、二酸化チタン：４．０乃至８．０質量％、アルカリ金属フッ化物（フッ素量換算値）：０．０２乃至０．４０質量％、ポリテトラフルオロエチレン（フッ素量換算値）：０．０２乃至０．４０質量％を含有し、アルカリ土類金属フッ化物がフッ素量換算値で０．０１質量％以下に規制され、かつ、アルカリ金属フッ化物及びポリテトラフルオロエチレンからなるフッ化物の割合が下記数式１及び２を満足することを特徴とする。

このガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤにおいて、更に、前記鋼製外皮及び前記フラックスの一方又は双方に、ワイヤ全質量に対して、Ｃ：０．００７乃至０．１５質量％を含有することが好ましい。

更に、前記Ｃの含有量は、ワイヤの全質量に対して、Ｃ：０．０１乃至０．１２質量％であることが好ましい。

本発明によれば、溶接金属中の拡散性水素を低減できると共に、フラックス入りワイヤの難吸湿化を図ることができ、かつ良好な溶接作業性を得ることができる。このため、良好な溶接作業環境において溶接が可能であり、溶接用フラックス入りワイヤの耐吸湿性が向上し、拡散性水素低減を図ることができるため、溶接部の水素脆化を防止でき、構造物の安全性をより高めることができる。

本願発明者等は、本発明の課題を解決するために種々実験研究を重ねた結果、溶接用フラックス入りワイヤにおいて、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）及びアルカリ金属フッ化物の量を適切に配合することにより、全姿勢溶接を可能としつつ、拡散性水素の低減、ワイヤの耐吸湿性の向上及び溶接作業性の改善を実現することができることを見出した。本発明は、このような知見に基づいて完成されたものである。

即ち、フラックスにＰＴＦＥを配合することにより、撥水性を有するＰＴＦＥが伸線加工時の熱及び圧力により軟化し、フラックス粒子表面を覆うことによって、フラックス表面からの吸湿を低減するので、耐吸湿性が極めて良好なものとなる。加えて、アーク溶接時にアーク熱によりＰＴＦＥが解離し、その際、フッ化水素が生成され、フッ化水素が空気中に飛散した後にフッ素と水素に分解することにより、溶接金属中への水素の侵入が防止され、拡散性水素を低減することができる。

しかし、フラックス中にＰＴＦＥを配合することにより、溶接作業性が著しく低下する。このため、溶接作業性の確保のために、ＰＴＦＥ量を低減し、溶接作業性の劣化を抑制することも考えられるが、その分、上記ＰＴＦＥの効果、即ち拡散性水素量の低減及び耐吸湿性の向上効果を得ることができない。しかし、本発明者等は、アルカリ金属フッ化物を適正量配合することにより、溶接作業性を改善することができることを見いだした。そこで、本発明は、ＰＴＦＥの十分な配合と共に、アルカリ金属フッ化物の適正量配合により、溶接作業性の向上と、拡散性水素量の低減及び耐吸湿性の向上との双方を得ることを特徴とするものである。

以下、本発明のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤの数値限定理由について説明する。先ず、フラックス組成について説明する。但し、このフラックス組成は、ワイヤ全質量に対する質量の割合（質量％）である。

二酸化チタン：４．０乃至８．０質量％
二酸化チタンは、チタニア系フラックスの主成分である。この二酸化チタンは、スラグ形成剤及びアーク安定剤として作用する成分であり、その適正量の配合により全姿勢溶接が可能となる。このため、本発明のワイヤは、二酸化チタンをワイヤ全質量に対して４．０乃至８．０質量％含有する。二酸化チタンの含有量が４．０質量％未満では、全姿勢溶接ができなくなる。一方、二酸化チタンの含有量が８．０質量％を超えると、二酸化チタンの吸湿により、耐吸湿性の向上及び拡散性水素の低減効果が得られない。従って、二酸化チタン含有量は４．０乃至８．０質量％、より好ましくは４．５乃至７．５質量％とする。二酸化チタンの原料としては、ルチール又は還元イルミサイト等を使用することができる。

アルカリ金属フッ化物：フッ素量換算値で０．０２乃至０．４０質量％
フラックス中にアルカリ金属フッ化物を配合することにより、アルカリ金属フッ化物はアーク安定剤として作用し、ＰＴＦＥによる溶接作業性の劣化を抑えると共に、フッ素源として作用し拡散性水素の低減に効果がある。ワイヤ全質量に対して、フッ素量換算で０．０２質量％では溶接作業性改善効果が期待できない。０．４０質量％を超えると、アルカリ金属フッ化物が吸湿し易いため、ＰＴＦＥによる耐吸湿性の向上及び拡散性水素の低減効果が得られない。アルカリ金属フッ化物含有量はフッ素量換算で０．０３乃至０．３０質量％の範囲が最も適当であることから、アルカリ金属フッ化物の含有量はフッ素量換算で０．０２乃至０．０４質量％とする。

ＰＴＦＥ：フッ素量換算０．０２乃至０．４０質量％
フラックスにＰＴＦＥを配合することにより、撥水性を有するＰＴＦＥが伸線加工時の熱及び圧力により軟化し、フラックス粒子表面を覆うことで、フラックス表面からの吸湿を低減し、耐吸湿性が極めて良好なものとなる。加えて、アーク溶接時のアーク熱によりＰＴＦＥが解離し、アーク中の水素と反応してフッ化水素（ＨＦ）を生成する。このため、アーク中の水素量が低減され、その結果、溶接金属中に侵入する水素が減少する。ＰＴＦＥの配合量が、ワイヤ全質量に対して、フッ素量換算値で０．０２質量％未満では、拡散性水素の低減効果及び耐吸湿性の向上効果が得られない。ＰＴＦＥの量が０．４０質量％を超えると、溶接作業性が著しく劣化する。このため、ＰＴＦＥの含有量はフッ素量換算値で０．０２乃至０．４０質量％とする。より好ましくは、ＰＴＦＥの含有量はフッ素量換算値で０．０５乃至０．３０質量％である。また、ＰＴＦＥの粒度はフラックス入りワイヤ生産時におけるフラックスの流動性を確保するという観点から、０．０１乃至４００μｍとすることが好ましい。

アルカリ土類金属フッ化物：フッ素量換算０．０１質量％以下
フラックス中にアルカリ土類金属フッ化物を配合すると溶接作業性が悪化し、更に、耐吸湿性も悪化する。アルカリ土類金属フッ化物がワイヤ全質量に対してフッ素量換算値で０．０１質量％を超えると、溶接作業性及び耐吸湿性の劣化が顕著に現れるので、アルカリ土類金属フッ化物はフッ素量換算値で０．０１質量％以下に規制することが必要である。

ＰＴＦＥとアルカリ金属フッ化物の関係
フラックス中にＰＴＦＥを配合することにより、拡散性水素量低減及び耐吸湿性効果が得られるが、ＰＴＦＥを単体で配合すると、溶接作業性が著しく悪化する。そこで、本発明においては、アーク安定剤としてアルカリ金属フッ化物を同時に配合することにより、溶接作業性の劣化を防止する。この場合に、（ワイヤ全質量に対するアルカリ金属フッ化物のフッ素量換算値）／（ＰＴＦＥのフッ素量換算値）が、１を超えると、ＰＴＦＥによる拡散性水素量低減効果及び耐吸湿性向上効果よりも、アルカリ金属フッ化物が多すぎることによる耐吸湿性の劣化の影響が顕著になり、ＰＴＦＥによる拡散性水素低減効果及び耐吸湿性向上効果を損なってしまう。また、（アルカリ金属フッ化物のフッ素量換算値＋０．３５）／（ＰＴＦＥのフッ素量換算値）が１未満では、アルカリ金属フッ化物による溶接作業性の改善効果よりも、ＰＴＦＥによる溶接作業性劣化の影響が顕著に現れるようになり、アルカリ金属フッ化物の含有による溶接作業性向上効果が得られないため、前記比を１以上とする必要がある。

従って、ＰＴＦＥ量に応じた適度なアルカリ金属フッ化物が必要であり、ＰＴＦＥとアルカリ金属フッ化物は、下記数式３及び４を満足することが必要である。

この数式３及び数式４を満たす範囲を図１にハッチングにて示す。図１は横軸にＰＴＦＥの含有量（ワイヤ全質量に対するフッ素量換算値（質量％））をとり、縦軸にアルカリ金属フッ化物の含有量（ワイヤ全質量に対するフッ素量換算値（質量％））をとって、数式３及び４の範囲と、ＰＴＦＥ：フッ素量換算値０．０２乃至０．４０質量％及びアルカリ金属フッ化物：フッ素量換算値０．０２乃至０．４０質量％の範囲を図示したものである。

好ましくは、ＰＴＦＥとアルカリ金属フッ化物とは、下記数式５及び６を満足するものである。

次に、本発明のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤの他の成分組成について説明する。

Ｃ：０．００７乃至０．１５質量％、より好ましくは、０．０１乃至０．１２質量％、更に好ましくは、０．０３乃至０．１０質量％
Ｃを適量添加することにより、溶接金属の靱性を安定化することができる。ＰＴＦＥの添加量下限値はワイヤ全質量に対してフッ素量換算値で０．０２質量％であり、この場合ＰＴＦＥ中に含有されるＣ含有量は約０．００６質量％である。従って、少なくともワイヤ中にＣは０．００６質量％含まれる。更に、鋼製外皮中のＣ量等により、ワイヤ全質量に対して、Ｃは０．００７質量％以上含まれることになる。

この場合に、Ｃ含有量が０．１５質量％を超えると、溶接時のアーク安定性が劣化し、電流変動が大きくなり、溶接時の高温割れが発生しやすくなる。よって、Ｃ含有量は、０．１５質量％以下とする。

前述の如く、ＰＴＦＥ含有量を増加させることにより、拡散性水素量の低減効果及び耐吸湿性の向上効果がより一層発揮されるが、このとき、ＰＴＦＥをより好ましい範囲である０．０５質量％（フッ素量換算値）以上とすると、その中に含まれるＣ含有量は、０．０１質量％以上となり、換言すれば、ＰＴＦＥによる拡散性水素量の低減効果及び耐吸湿性の向上効果をより一層発揮させるためには、Ｃ含有量は、０．０１質量％以上となる。この場合に、Ｃによる溶接部の靱性安定効果も得られる。

Ｃ含有量を０．１２質量％に抑制することで十分なＰＴＦＥを添加できることに加え、Ｃ添加による溶接作業性劣化の影響も小さく、溶接時の高温割れもより発生しにくくなる。よって、Ｃ含有量は、０．０１乃至０．１２質量％が好ましく、更に好ましくは、Ｃ含有量は０．０３乃至０．１０質量％である。

なお、本発明においては、Ｃはフラックス中にＰＴＦＥとして添加できる他、鋼製外皮に添加することもできる。

Ｍｎ：０．５乃至３．０質量％、好ましくは０．８乃至２．５質量％
Ｍｎは脱酸剤として作用すると共に、溶接金属の強度及び靭性を向上させる。Ｍｎ含有量が、ワイヤ全質量に対して０．５質量％未満では、溶接金属の強度及び靭性の向上効果が得られない。Ｍｎ含有量が３．０質量％を超えると、溶接金属の強度が高くなりすぎて耐割れ性が悪化する共に、溶接金属の靱性にも悪影響を及ぼす。そこで、Ｍｎ添加量は０．５乃至３．０質量％、より好ましくは０．８乃至２．５質量％にする。なお、ワイヤへのＭｎの添加は、フラックス中に金属Ｍｎ又はＦｅ−Ｍｎ等のＭｎ合金として添加する方法と、鋼製外皮中のＭｎ成分として添加する方法があり、その双方を採用しても良い。

Ｓｉ：０．２乃至１．００質量％、好ましくは０．２５乃至０．８０質量％
Ｓｉは脱酸剤として作用する一方で、多量に添加すると溶接金属組織に影響を及ぼして溶接金属の靭性を低下させる。Ｓｉは、ワイヤ全質量に対して１．００質量％を超えると、溶接金属の靱性が低下する。一方、Ｓｉが０．２質量％未満では、脱酸不足によりブローホールが発生しやすくなる。このため、Ｓｉは０．２乃至１．００質量％、より好ましくはＳｉ含有量は０．２５乃至０．８０質量％とする。なお、本発明においては、フラックス中にＦｅ−Ｓｉ又はＦｅ−Ｓｉ−Ｍｎ等のＳｉ合金として添加する方法と、鋼製外皮中にＳｉ成分として添加する方法があり、その双方を採用しても良い。

Ｎｉ：３．００質量％以下
Ｎｉは溶接金属の靱性を向上させる効果があるが、過剰に添加すると高温割れが発生し易くなるため、添加する場合には、ワイヤ全質量に対し３．００質量％以下とすることが必要である。なお、本発明においては、Ｎｉはフラックス中に金属Ｎｉとして添加することができる他、鋼製外皮中のＮｉ成分として添加することができ、その双方を採用しても良い。

Ｃｒ：２．５０質量％以下
Ｃｒは溶接金属の強度を向上させる効果があるが、過剰に添加すると、溶接金属の強度が高くなり過ぎて、耐割れ性が劣化する。このため、添加する場合には、Ｃｒはワイヤ全質量に対し２．５０質量％以下とすることが必要である。なお、本発明においては、Ｃｒはフラックス中に金属Ｃｒとして添加することができる他、鋼製外皮にＣｒ成分として添加することができ、その双方を採用してもよい。

Ｍｏ：２．００質量％以下
Ｍｏは溶接金属の強度を向上させる効果があるが、過剰に添加すると、溶接金属の強度が高くなり過ぎて耐割れ性が悪化する。そのため、添加する場合には、Ｍｏはワイヤ全質量に対し２．００質量％以下とすることが必要である。なお、本発明においては、Ｍｏはフラックス中に金属Ｍｏ又はＭｏ−Ｃ等の合金の形で添加する方法と、鋼製外皮にＭｏ成分として添加する方法とがあり、その双方を採用しても良い。

Ａｌ：１．００質量％以下
Ａｌは溶接時の溶融金属の粘性を上げ、立向上進溶接性を向上させ、溶接作業性も向上させる効果があるが、Ａｌを過剰に添加すると、下向溶接時のビードのなじみが劣化し、靱性も低下する。このため、Ａｌは、添加する場合には、ワイヤ全質量に対して１．００質量％以下とすることが必要である。なお、本発明においては、Ａｌはフラックス中に金属Ａｌ又はＡｌ−Ｍｇ等のＡｌ合金の形で添加する方法と、鋼製外皮中にＡｌ成分として添加する方法とがあり、その双方を採用してもよい。

なお、上記各成分は、上述の如く、上記組成範囲内で、鋼製外皮の鋼成分として添加する他、フラックス中の金属成分として添加することもできる。即ち、上記各成分組成は、フラックス中に添加された場合も、金属（又は合金も含めて）として添加される。一方、下記成分は、スラグ形成剤又は脱酸剤として、添加するものである。

Ａｌ _２Ｏ _３：１．００質量％以下
Ａｌ_２Ｏ_３はスラグ形成剤として作用するが、Ａｌ_２Ｏ_３がワイヤ全質量に対して１．００質量％を超えると、下向き溶接時のビードのなじみ性が劣化し、溶接作業性も劣化する。従って、Ａｌ_２Ｏ_３を添加する場合は、１．００質量％以下とする。より好ましい範囲は、Ａｌ_２Ｏ_３は０．０５乃至０．８０質量％である。なお、Ａｌ_２Ｏ_３源としては、アルミナ等が挙げられる。

ＳｉＯ _２：１．００質量％以下
ＳｉＯ_２はスラグ形成剤として作用するが、ワイヤ全質量に対して１．００質量％を超えると、立向姿勢でのビード形状が凸形状となる。従って、ＳｉＯ_２を添加する場合は、１．００質量％以下とする。より好ましくは、ＳｉＯ_２は０．１５乃至０．８０質量％とする。なお、ＳｉＯ_２源としては、シリカ、カリガラス、又はソーダガラス等が挙げられる。

ＺｒＯ _２：０．８０質量％以下
ＺｒＯ_２はスラグ形成剤として作用するが、ＺｒＯ_２がワイヤ全質量に対して０．８０質量％を超えると、立向姿勢でのビード形状が凸形状となる。従って、ＺｒＯ_２を添加する場合は０．８０質量％以下とする。より好ましくは、ＺｒＯ_２は０．０５乃至０．７質量％とする。なお、ＺｒＯ_２源としては、ジルコンサンド又はジルコニア等が挙げられる。

Ｍｇ：１．５質量％以下
Ｍｇは脱酸剤として作用するが、ワイヤ全質量に対して、Ｍｇが１．５質量％を超えると、溶接作業性が劣化する。従って、添加する場合は１．５質量％以下とする。Ｍｇのより好ましい範囲は、０．２乃至０．９質量％である。なお、Ｍｇ源としては、金属Ｍｇ、及びＮｉ−Ｍｇ合金等がある。

Ｆｅ：８５乃至９５質量％
本発明のガスシールドアーク溶接ワイヤにおいて、残部は、Ｆｅ及び不可避的不純物である。全姿勢用フラックス入りワイヤにおいて、Ｆｅ含有量がワイヤ全質量に対して８５質量％未満では、スラグ発生量が多すぎるため、スラグ巻込等の溶接欠陥が発生しやすくなる。Ｆｅ含有量が９５質量％を超えると、必須合金成分の添加ができなくなる。なお、本発明においては、Ｆｅ源としては、鋼製外皮以外に、フラックス中に鉄粉又はＦｅ系合金として添加することができる。

Ｆｅは、鋼製外皮並びにフラックス中の鉄粉及びフラックス中のＦｅ−Ｍｎ、Ｆｅ−Ｓｉ等の鉄合金から含有されるが、鋼製外皮及び添加原料の中には、不可避的不純物が含まれる。不可避的不純物としては、Ｐ、Ｓ、Ｃｕ、Ｖ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｓｎがある。このワイヤ中の不可避的不純物の量は、ワイヤ全質量に対して、夫々Ｐ≦０．０３質量％、Ｓ≦０．０３質量％、Ｃｕ≦０．３質量％（ワイヤ表面のメッキ分含む）、Ｖ≦０．０５質量％、Ｎｂ≦０．０５質量％、Ｚｒ≦０．０１質量％、Ｃｏ≦０．０１質量％、Ｓｎ≦０．０２質量％に規制する。また、必要に応じて、上記以外の合金元素又はアーク安定剤等を添加してもよい。

また、フラックス入りワイヤのワイヤ径は１．０乃至２．０ｍｍ（直径）であるが、実用上は１．２乃至１．６ｍｍの範囲が好ましい。また、フラックスの充填率は１０乃至２５質量％の範囲が好ましい。

以下、本発明の範囲に入るガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤの実施例について、その特性を比較例と比較して具体的に説明する。

下記表１に示す組成を有する鋼製外皮において、フラックスを１３質量％充填して下記表４及び５に示す組成を有するガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ（ワイヤ径：１．２ｍｍ）を作成した。

このフラックス入りワイヤを使用して、以下に示す性能確認試験を実施した。
（１）拡散性水素試験
拡散性水素試験の測定においては、作成した溶接用フラックス入りワイヤを使用して、表２に示す溶接条件で溶接し、ＪＩＳＺ３１１８に規定されている鋼溶接部水素測定法に準じて溶接部の拡散性水素量を測定した。これらの結果を表５に示す。拡散性水素量が５ｍｌ／１００ｇ以下の場合を合格とした。
（２）Ｋ．Ｆ．（カールフィッシャー）水分測定試験
作成したフラックス入りワイヤ中において、作成後そのままの状態のワイヤと、１１０℃において１時間乾燥させた後、気温：３０℃、相対湿度：８０％の雰囲気で４８時間保持（吸湿処理）した後のワイヤの水分量を、７５０℃のＡｒ雰囲気において、ＫＦ（カールフィッシャー）法（ＪＩＳＫ００６８に準じる）により測定した。これらの結果を表５に示す。吸湿処理後の水分が５００ｐｐｍ以下の場合を合格とした。
（３）溶接時電流の安定性（溶接作業性）
溶接時電流の安定性（溶接作業性）の試験として、作成したフラックス入りワイヤを使用して表３に示した溶接条件で溶接した。その際の電流の変動を記録し、電流及び電圧の変動幅を電流の安定性として溶接作業性の判断基準とした。これらの結果を表５に示す。電流の変動幅が３５０Ａ以下の場合を合格とした。

上記表５に示すように、本実施例Ｎｏ．１乃至１４が本発明の範囲を満足するものであり、いずれも拡散水素低減効果、耐吸湿性、溶接作業性について良好な結果を得ることができた。なお、実施例Ｎｏ．８においては、請求項１は満足するが、請求項２を満足しないため電流の変動幅が比較的大きくなっている。また、実施例Ｎｏ．７及び１０においては、請求項１及び請求項２は満足するが、請求項３を満足しないため、電流の変動幅が実施例Ｎｏ．８に比べれば小さいものの、比較的大きくなっている。一方、表５に示すように、比較例Ｎｏ．１５乃至２８は以下に示すような問題点がある。

比較例Ｎｏ．１５はアルカリ金属フッ化物が請求項１の下限未満であるので、電流変動値が大きくなり、溶接作業性改善効果が得られていない。比較例Ｎｏ．１５及び１８は二酸化チタン含有量が請求項１の下限未満であるので、立向上進溶接が不可能であった。比較例Ｎo．１７及び２８は二酸化チタン含有量が請求項１の上限を超えているため、ワイヤの吸湿後水分量が多くなっており、拡散性水素量も多くなっている。比較例Ｎｏ．１６及び２６は数式２により算出される値が請求項１を満足しないため、電流変動幅が大きく溶接作業性が悪かった。比較例Ｎｏ．１７及び１８並びに比較例Ｎｏ．２０乃至２５は、数式１により算出される値が請求項１を満足しないため、ワイヤの吸湿後水分量が多くなっており、拡散性水素量も多くなっている。比較例Ｎｏ．２０及び２４はＰＴＦＥ含有量が請求項１の下限未満であり、数式１により算出される値が請求項１を満足しないため、ワイヤの吸湿後水分量が多くなっており、拡散性水素量も多くなっている。比較例Ｎｏ．１７及び２５はアルカリ金属フッ化物含有量が請求項１の上限を超えており、数式１により算出される値が請求項１を満足しないため、ワイヤの吸湿後水分量が多くなっており、拡散性水素量も多くなっている。比較例Ｎｏ．２６及び２７はＰＴＦＥ含有量が請求項１の上限を超えているため、電流変動幅が大きく溶接作業性が悪かった。比較例Ｎｏ．１９及び２５はアルカリ土類金属フッ化物含有量が請求項１の上限を超えているため、ワイヤの吸湿後水分量が多くなっており、拡散性水素量も多くなっている。

横軸にＰＴＦＥのワイヤ全質量に対するフッ素換算量（質量％）をとり、縦軸にアルカリ金属フッ化物のワイヤ全質量に対するフッ素換算量（質量％）をとって、本発明の範囲をハッチングにて示すグラフ図である。

Claims

鋼製外皮にフラックスを充填してなるガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤにおいて、前記フラックスはワイヤ全質量に対して、二酸化チタン：４．０乃至８．０質量％、アルカリ金属フッ化物（フッ素量換算値）：０．０２乃至０．４０質量％、ポリテトラフルオロエチレン（フッ素量換算値）：０．０２乃至０．４０質量％を含有し、アルカリ土類金属フッ化物がフッ素量換算値で０．０１質量％以下に規制され、かつ、アルカリ金属フッ化物及びポリテトラフルオロエチレンからなるフッ化物の割合が下記数式を満足することを特徴とするガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ。
前記鋼製外皮及び前記フラックスの一方又は双方に、ワイヤ全質量に対して、Ｃ：０．００７乃至０．１５質量％を含有することを特徴とする請求項１に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ。
Ｃ：０．０１乃至０．１２質量％を含有することを特徴とする請求項２に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ。