JP2023086366A - Basic flux-cored wire, deposited metal obtained using basic flux-cored wire, welding method and manufacturing method for welded joint - Google Patents

Basic flux-cored wire, deposited metal obtained using basic flux-cored wire, welding method and manufacturing method for welded joint Download PDF

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JP2023086366A JP2021200826A JP2021200826A JP2023086366A JP 2023086366 A JP2023086366 A JP 2023086366A JP 2021200826 A JP2021200826 A JP 2021200826A JP 2021200826 A JP2021200826 A JP 2021200826A JP 2023086366 A JP2023086366 A JP 2023086366A
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Naohide Furukawa
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Abstract

To provide a basic flux-cored wire with which whole posture welding can be performed, so that deposited metal and welded metal which are excellent in balance between strength and toughness can be obtained.SOLUTION: The basic flux-cored wire includes strong deoxidizing elements, where with respect to total mass of the wire, total amounts of the strong deoxidizing elements are 1.50 mass% or more and 4.00 mass% or less, REM is 0.030 mass% or more and 0.120 mass% or less, and B is 0.0200 mass% or less, and for instance, a value calculated by the following formula (1) for each content of REM, Fe, C, Si, Mn, P, S, Cr, Mo, Al, Zr, Ni and B in the flux-cored wire, satisfies 48.0 or less: the formula(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].SELECTED DRAWING: None

Description

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。 The present invention provides a basic flux-cored wire that enables welding in all positions and has an excellent balance between strength and toughness, a weld metal obtained by using the basic flux-cored wire, and the basic flux-cored wire. The present invention relates to a welding method using a wire and a welded joint.

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。 Flux-cored wires are classified into rutile, basic, and metal based on the type of flux used. Among them, the basic flux-cored wire has the advantage of being able to keep the amount of oxygen in the weld metal low, so that excellent toughness can be obtained. However, the basic flux-cored wire is inferior in welding workability, and has the disadvantage that it is difficult to apply it particularly to difficult-position welding such as vertical welding, horizontal welding, and upward welding.

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。 Patent Literature 1 discloses a technique for overcoming the above-described drawbacks of basic flux-cored wires. Specifically, in Patent Document 1, the flux contains a strong deoxidizing metal element containing Mg and Al and a fluorine compound powder, and the strong deoxidizing metal powder and the fluorine compound powder related to the strong deoxidizing metal element are specified , the flux rate is 10 to 30% by mass, and Al: 1.0 to 3.5% by mass, Mg (wire) : 0.3 to 0.9% by mass, fluorine conversion of fluorine compound Total of value F: 0.30 to 1.20% by mass, total of strong deoxidizing metal elements: 2.2% by mass or more, strong deoxidizing metal elements: 15 to 35% by mass, fluorine compound powder: 10 to 45% by mass It is described that all-position welding is possible by satisfying a specific composition such as.

特開2021-000646号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2021-000646

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。
By the way, the flux-cored wire described in Patent Document 1 is added with a strong deoxidizing element in order to enable all-position welding. The strong deoxidizing elements include those that exhibit excellent deoxidizing action during welding and slag out, and those that remain as inclusions in the weld metal.
However, inclusions remaining in the weld metal adversely affect mechanical performance, particularly toughness. In other words, Patent Document 1 overcomes the shortcomings of the basic flux-cored wire that enables all-position welding, but on the other hand, maximizes the advantage of the basic flux-cored wire, which has excellent toughness. It is no longer possible.

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。 Further, although toughness depends on the value of strength, there is also the problem that the balance between strength and toughness varies depending on the target strength. For example, when the strength is designed to be high, the toughness is good, but when the target strength is lowered and the design is redesigned, the toughness may be extremely poor. This is because the elements to be added change depending on the target strength, which affects the deposited metal structure or the weld metal structure.

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。 The present invention has been made in view of such problems, and provides a deposited metal and weld metal (hereinafter also referred to as "welded joint") that enables welding in all positions and has an excellent balance between strength and toughness. It is an object of the present invention to provide a basic flux-cored wire and a welding method capable of obtaining the following, and to provide a deposited metal and a welded joint having an excellent balance between strength and toughness.

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。 The above object of the present invention is achieved by the following configuration [1] relating to a basic flux-cored wire.

[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。
[1] A basic flux-cored wire containing a strong deoxidizing element,
The total amount of the strong deoxidizing elements is 1.50% by mass or more and 4.00% by mass or less with respect to the total mass of the wire,
REM: 0.030% by mass or more and 0.120% by mass or less,
Fe: 85.0% by mass or more,
contains
C: 0.050% by mass or less,
Si: 0.60% by mass or less,
Mn: 2.00% by mass or less,
P: 0.0150% by mass or less,
S: 0.0150% by mass or less,
Cr: 1.00% by mass or less,
Mo: 1.00% by mass or less,
Al: 3.00% by mass or less,
Mg: 3.00% by mass or less,
Zr: 3.000% by mass or less,
Ti: 3.000% by mass or less,
Ca: 3.00% by mass or less,
Ni: 5.00% by mass or less,
B: 0.0200% by mass or less,
Ba: 4.00% by mass or less,
F: 2.00% by mass or less,
and
Value calculated by the following formula (1): 48.0 or less,
Value calculated by the following formula (2): 48.0 or less,
Value calculated by the following formula (3): 0.09 or more,
Value calculated by the following formula (4): 0.14 or more,
A basic flux-cored wire characterized by:
Formula (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]
Formula (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]
Formula (3):
0.001×[Fe]−0.71×[Si]+0.08×[Mn]−0.08×[Al]+0.69×[Zr]+0.03×[Ni]+0.01×[Mo ] + 0.32 x [C] + 2.27 x [REM] + 9.57 x [B] + 0.11 x [Cr]
Formula (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]
However, in the formulas (1) to (4), [REM], [Fe], [C], [Si], [Mn], [P], [S], [Cr], [Mo], [Al], [Zr], [Ni] and [B] are respectively the REM, the Fe, the C, the Si, the Mn, the P, the S, the Cr, the Mo, the Al, the It is a value in which the contents of Zr, Ni and B are represented by mass % with respect to the total mass of the wire.

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。 Further, preferred embodiments of the present invention relating to a basic flux-cored wire relate to the following [2] to [11].

[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。
[2] For the total wire mass, further,
For the total wire mass, in addition,
Nb: 0.50% by mass or less,
Cu: 2.00% by mass or less,
W: 1.00% by mass or less,
Ta: 1.00% by mass or less,
V: 1.00% by mass or less,
Sr: 4.00% by mass or less, and
Total of alkali metal elements: 3.00% by mass or less,
containing at least one selected from
The basic flux-cored wire according to [1], wherein the balance is O, N and impurities.

[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。 [3] The basic content according to [1] or [2], wherein the content of B is 0.0020% by mass or more and 0.0150% by mass or less with respect to the total mass of the wire Flux-cored wire.

[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。
[4] The content of B includes the B conversion value of B oxide,
When the B conversion value of the B oxide with respect to the total mass of the wire is expressed as [B oxide] in mass%,
Formula (5): The basicity according to any one of [1] to [3], wherein the value calculated by [B oxide]/[B] is 0.5 or more Flux-cored wire.

[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、BaF、CaF及びSrF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BaFのBa換算値を含み、
前記Caの含有量は、前記CaFのCa換算値を含み、
前記Srの含有量は、前記SrFのSr換算値を含み、
前記Fの含有量は、前記BaF、前記CaF及び前記SrF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。
[5] Ba: 4.00% by mass or less,
Ca: 3.00% by mass or less, and Sr: 4.00% by mass or less, containing at least one selected from
The flux contains at least one selected from BaF 2 , CaF 2 and SrF 2 which are fluorides of Ba, Ca and Sr,
The Ba content includes the Ba conversion value of the BaF2 ,
The Ca content includes the Ca conversion value of the CaF2 ,
The Sr content includes the Sr conversion value of the SrF2 ,
The basic flux-containing product according to any one of [1] to [4], wherein the F content includes the F conversion values of the BaF 2 , the CaF 2 and the SrF 2 . wire.

[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。 [6] The basic flux-cored wire according to [5], wherein the content of F and the converted F value of all fluorides contained in the flux are equal.

[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。 [7] Any one of [1] to [6], wherein the content of oxides in the flux is 0.005% by mass or more and 0.100% by mass or less with respect to the total mass of the wire. or a basic flux-cored wire according to claim 1.

[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。
[8] The Cr content is 0.20% by mass or more and 0.90% by mass or less with respect to the total mass of the wire,
The Mo content is 0.50% by mass or less with respect to the total mass of the wire,
Formula (6): Any one of [1] to [7], wherein the value calculated by [Cr] / ([Cr] + [Mo]) is 0.20 or more A basic flux-cored wire as described.

[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。
[9] The Cr content is 0.90% by mass or less with respect to the total mass of the wire, and
The content of Mo is 0.10% by mass or more and 0.80% by mass or less with respect to the total mass of the wire,
Formula (7): Any one of [1] to [7], wherein the value calculated by [Mo] / ([Cr] + [Mo]) is 0.10 or more A basic flux-cored wire as described.

[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。
[10] As the strong deoxidizing element, 1.00% by mass or more and 2.50% by mass or less of Al is contained with respect to the total mass of the wire,
The Mg is 1.00% by mass or less,
When the content of Mg in the wire is expressed as [Mg] in mass% with respect to the total mass of the wire,
Formula (8): Any of [1] to [9], wherein the value calculated by [Al] / ([Al] + [Mg]) is 0.5 or more and 1.0 or less or a basic flux-cored wire according to claim 1.

[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。 [11] The basic flux-cored wire according to any one of [1] to [10], wherein the REM comprises La and Ce.

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。
Further, the above object of the present invention relates to the following [12] relating to weld metal.
[12] With respect to the total mass of the weld metal,
C: 0.020% by mass or more and 0.100% by mass or less,
Si: 0.05% by mass or more and 0.50% by mass or less,
Mn: 0.20% by mass or more and 1.80% by mass or less,
Al: 0.30% by mass or more and 1.50% by mass or less,
Ce: 0.002% by mass or more and 0.010% by mass or less,
Fe: 85.0% by mass or more,
contains
La: 0.008% by mass or less,
P: 0.0200% by mass or less,
S: 0.0200% by mass or less,
Cr: 1.00% by mass or less,
Mo: 1.00% by mass or less,
Mg: 0.50% by mass or less,
Zr: 0.50% by mass or less,
Ti: 0.05% by mass or less,
Ca: 0.50% by mass or less,
Ni: 3.00% by mass or less,
B: 0.0090% by mass or less,
Ba: 1.00% by mass or less,
Nb: 0.001% by mass or less,
Cu: 0.1% by mass or less,
V: 0.001% by mass or less,
W: 0.1% by mass or less,
Ta: 0.1% by mass or less,
Sr: 1.00% by mass or less,
Total of alkali metal elements: 0.05% by mass or less,
O: 0.0250% by mass or less,
N: 0.0100% by mass or less, and
A weld metal characterized in that the balance is impurities.

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。 The above object of the present invention also relates to the following [13] relating to a basic flux-cored wire.

[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。 [13] A basic flux-cored wire, characterized by obtaining the weld metal according to [12].

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。 The above object of the present invention also relates to the following [14] relating to a welding method.

[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。 [14] A welding method comprising performing gas-shielded arc welding using the basic flux-cored wire according to any one of [1] to [11] and [13].

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。 The above object of the present invention also relates to the following [15] relating to welded joints.

[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。 [15] A welded joint manufactured using the welding method according to [14].

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。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a basic flux-cored wire, a welding method, and a balance between strength and toughness, which enable welding in all positions and can obtain a deposited metal and a weld metal having an excellent balance between strength and toughness. can provide excellent weld metal and welded joints.

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。 In this embodiment, the basic flux-cored wire contains a strong deoxidizing element in an appropriate content, thereby improving welding workability and enabling welding in a difficult position. However, depending on the elements used for strength adjustment, there is a possibility that the strength and toughness of the deposited metal or weld metal cannot be balanced.

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。 Therefore, the present inventors further derived a parameter formula from the relationship between the composition designed in the industrial strength range and the mechanical performance. Specifically, as the composition and mechanical performance of this embodiment, the relationship between strength, toughness, and brittle fracture surface ratio is summarized by a multiple regression equation, and by satisfying the four equations described below, excellent strength and toughness It was found that the composition of the wire with balance can be derived.

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。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. The present invention is not limited to the embodiments described below, and can be arbitrarily modified without departing from the gist of the present invention.

[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。
[1. Basic flux-cored wire]
The basic flux-cored wire according to the present embodiment (hereinafter sometimes simply referred to as "wire") includes a flux as a core and a hoop as an outer skin. Preferred ranges and reasons for limiting the components contained in the basic flux-cored wire according to the present embodiment and their contents will be specifically described below.

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。
In the specification, "-" is used to mean including the numerical values before and after it as lower and upper limits. Further, in this specification, an element with "(Wire)" immediately after it indicates that the element is contained in the wire.
Similarly, "(Metal)" immediately following an element indicates that the element is contained in the weld metal.

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。 Here, an example of Mn is tentatively given as an element. The metal Mn (Wire) of the entire wire includes Mn contained in the hoop and Mn metal powder contained in the flux. Mn conversion value such as. In addition, the content of Mn (Wire) is the total amount of the metal Mn (Wire) of the entire wire and the Mn conversion value (Wire) of the compound related to Mn, as the Mn content of the entire wire, with respect to the total mass of the wire It shall be expressed in % by mass. As for this total amount, either one of the metal Mn (Wire) of the entire wire and the Mn conversion value (Wire) of the Mn compound of the entire wire may be zero.

<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。
<Total amount of strong deoxidizing elements: 1.50% by mass or more and 4.00% by mass or less>
A basic flux-cored wire (hereinafter, sometimes simply referred to as "wire") according to the present embodiment includes a flux as a core and a hoop as an outer skin. In this embodiment, by adding an appropriate amount of a strong deoxidizing element, it is possible to improve the welding workability and to apply the difficult posture. Examples of strong deoxidizing elements include elements such as Al, Mg, Ti, Ca, and Zr, and the total amount is defined. Note that this total amount is mass % with respect to the total mass of the wire, for example, when the wire contains Al, Mg, Ti, Ca, and Zr, it is the total amount of these contents. If the total amount of the strong deoxidizing elements is less than 1.50% by mass, it will be difficult to apply to difficult postures. Therefore, the total amount of strong deoxidizing elements is 1.50% by mass or more, preferably 2.00% by mass or more.
On the other hand, if the total amount of strong deoxidizing elements exceeds 4.00% by mass, the number of inclusions in the weld metal excessively increases, resulting in a decrease in toughness. Therefore, the basic flux-cored wire according to the present embodiment has a composition range that satisfies the formulas (1) to (4) described later, and the total amount of the strong deoxidizing elements is 4.00% by mass or less. and preferably 3.20% by mass or less. As will be described later, it is preferable to contain Al and Mg as strong deoxidizing elements.

<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 (Wire) : 0.030% by mass or more and 0.120% by mass or less>
REM (Rare Earth Metals) means a rare earth element, such as Ce and La. As described above, by including a strong deoxidizing element in the wire, it is possible to achieve welding with a difficult posture. Because the material remains, the toughness deteriorates. The present inventors found that toughness can be improved by reducing the number density of inclusions in the weld metal, based on the relationship between toughness and number density. Furthermore, the present inventors have found that the number density can be reduced by including REM (Wire) in the wire within a predetermined content range.

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。 Specifically, by including 0.030 or more of REM (Wire) , REM acts as a binder that agglomerates the oxide of the added strong deoxidizing element. For example, when observing the structure in the weld metal created using a wire to which Al, Mg, and REM are added, a composite oxide of REM, Al, and Mg is generated, and the number density of inclusions in the weld metal decreases. It was confirmed that

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。
If the content of REM (Wire) is less than 0.030% by mass, the aggregating action of the oxide cannot be exhibited. Therefore, the REM (Wire) content is 0.030% by mass or more, preferably 0.040% by mass or more, relative to the total mass of the wire.
On the other hand, when the content of REM (Wire) exceeds 0.120% by mass, inclusions become coarse due to agglomeration, which may adversely affect mechanical performance or cause unacceptable welding defects. be. Therefore, the REM (Wire) content is 0.120% by mass or less, preferably 0.110% by mass or less, relative to the total mass of the wire.

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。 In addition, REM is preferably contained in the flux. The form of addition is not particularly limited, and may be in any form such as the form of metal REM, the form of an alloy containing REM, or the form of a compound of REM. Here, when REM is contained in the flux in the form of a compound of REM, the content of REM (Wire) includes the REM conversion value of the compound related to REM. Preferably, the REM is contained in the flux in the form of an REM-containing alloy, and more preferably, all of the REM added to the wire is contained in the flux in the form of an REM-containing alloy. The REM contained in the basic flux-cored wire according to the present embodiment is preferably La and Ce.

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。 In this embodiment, in order to achieve the object of the present invention, a plurality of parameters are generated using specific element contents and the values of these parameters are defined. In this specification, the content of a certain component with respect to the total mass of the wire is expressed as [(component name)]. Specifically, [REM], [Fe], [C], [Si], [Mn], [P], [S], [Cr], [Mo], [Al], [Zr], [ Ni], [B], and [Mg] are respectively 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) , and Mg (Wire) content in % by mass with respect to the total mass of the wire is a value expressed in .

<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。
<Value calculated by the following formula (1): 48.0 or less>
Formula (1) is used to adjust mechanical performance such as strength and toughness, and the relationship between elements related to carbon equivalent and cold cracking susceptibility and the brittle fracture surface rate at -46 ° C is parameterized by multiple regression analysis. is the formula If the value calculated by the following formula (1) based on the content of each element is 48.0 or less, the wire composition is a combination of elements with a low brittle fracture surface rate at cryogenic temperatures. It can be said that the toughness of the On the other hand, if the value calculated by the following formula (1) exceeds 48.0, the brittle fracture surface rate is high, sufficient toughness cannot be secured, and an element that may cause variations in toughness depending on the weld site The wire composition is a combination of Therefore, the value calculated by the following formula (1) is preferably 48.0 or less, more preferably 47.0 or less.

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]
Formula (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]

<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。
<Value calculated by the following formula (2): 48.0 or less>
Formula (2) is used to adjust mechanical performance such as strength and toughness, and the relationship between elements related to carbon equivalent and cold cracking susceptibility and the brittle fracture surface rate at -20 ° C is parameterized by multiple regression analysis. is the formula Based on the content of each element, if the value calculated by the following formula (2) is 48.0 or less, the wire composition will be a combination of elements with a high brittle fracture surface rate at low temperatures. can be said to be excellent. On the other hand, if the value calculated by the following formula (2) exceeds 48.0, the brittle fracture surface rate is high, sufficient toughness cannot be secured, and an element that may cause variations in toughness depending on the weld site The wire composition is a combination of Therefore, the value calculated by the following formula (2) is preferably 48.0 or less, more preferably 40.0 or less.

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]
Formula (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]

<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。
<Value calculated by the following formula (3): 0.09 or more>
Formula (3) is used to adjust mechanical performance such as strength and toughness, and elements related to carbon equivalent and cold cracking susceptibility and "balance between strength and toughness at -46 ° C" (CVN (-46 ° C )/TS parameter) is parameterized by multiple regression analysis. Here, CVN refers to Charpy absorbed energy (J) and TS refers to tensile strength (MPa). If the value calculated by the following formula (3) based on the content of each element is 0.09 or more, the wire composition will have a combination of elements that provide a good balance between strength and toughness. On the other hand, when the value calculated by the following formula (3) is less than 0.09, the wire composition has a combination of elements having poor balance between strength and toughness. Therefore, the value calculated by the following formula (3) is preferably 0.09 or more, more preferably 0.10 or more.

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]
Formula (3):
0.001×[Fe]−0.71×[Si]+0.08×[Mn]−0.08×[Al]+0.69×[Zr]+0.03×[Ni]+0.01×[Mo ] + 0.32 x [C] + 2.27 x [REM] + 9.57 x [B] + 0.11 x [Cr]

<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。
<Value calculated by the following formula (4): 0.14 or more>
Formula (4) is used to adjust mechanical performance such as strength and toughness, and elements related to carbon equivalent and cold cracking susceptibility and "balance between strength and toughness at -20 ° C." (CVN (-20 ° C. )/TS parameter) is parameterized by multiple regression analysis. Here, CVN refers to Charpy absorbed energy (J), and TS refers to tensile strength (MPa). If the value calculated by the following formula (4) based on the content of each element is 0.14 or more, the wire composition will have a combination of elements that provide a good balance between strength and toughness. On the other hand, if the value calculated by the following formula (4) is less than 0.14, the wire composition will be a combination of elements with poor balance between strength and toughness.

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]
Formula (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]

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。 Next, individual elements contained for the purpose of improving workability, adjusting mechanical performance, etc. will be described. If the elements described below satisfy the above formulas (1) to (4), it is possible to obtain a good balance between strength and toughness. If too much is added, there is a risk of weld cracking, etc., so the upper limit of each element is determined. It should be noted that the purpose is to improve workability, adjust mechanical performance, etc., and it may be contained as necessary.

<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。
<Fe (Wire) : 85.0% by mass or more>
Fe is the main element among the elements contained in order to satisfy the required mechanical performance in commonly used steel types such as mild steel, high-tensile steel, low-temperature steel, and the like. If the Fe (Wire) content is less than 85% by mass, the influence of the remaining elements increases, possibly deteriorating the mechanical performance. Therefore, the content of Fe (Wire) is 85% by mass or more, preferably 87.0% by mass or more, relative to the total mass of the wire. The Fe source in the wire includes metal powder of Fe added to the flux, metal powder of an alloy related to Fe, a compound related to Fe, Fe contained in the hoop, and the like. When Fe is contained in the flux, it is preferable to contain Fe in the form of metal powder of Fe or metal powder of an alloy related to Fe from the viewpoint of improving the deposition amount.

<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 (Wire) : 0.050% by mass or less>
C is a component that affects the strength of the deposited metal and weld metal, and the strength increases as the C content in the deposited metal or weld metal increases. In order to satisfy the required strength range in generally used steel types such as mild steel, high-tensile steel, low-temperature steel, etc., it is preferable to include C in the wire. However, when the content of C (Wire) increases, carbides tend to precipitate in the deposited metal or weld metal, resulting in a decrease in toughness relative to the target strength, resulting in a loss of balance between strength and toughness. There is a risk. Therefore, the content of C (Wire) is 0.050% by mass or less, preferably 0.040% by mass or less, relative to the total mass of the wire.
On the other hand, in order to adjust the strength, the content of C (Wire) is preferably 0.001% by mass or more with respect to the total mass of the wire. The C source in the wire includes graphite and carbide added to the flux, and C contained in the hoop. However, from the viewpoint of suppressing carbides, it is preferable that the content of C (Wire) is as low as possible, and it is more preferable that the flux does not contain C.

<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 (Wire) : 0.60% by mass or less>
Si is a component that affects the strength and toughness of the weld metal. It is preferable to include Si in the wire in order to satisfy the mechanical performance required for generally used steel grades such as mild steel, high-tensile steel, low-temperature steel, and the like. Si has a deoxidizing effect, and excessive Si content in the wire increases the number of inclusions, possibly resulting in an imbalance between strength and toughness. Therefore, the content of Si (Wire) is 0.60% by mass or less, preferably 0.50% by mass or less, relative to the total mass of the wire.
On the other hand, in order to adjust the strength, the content of Si (Wire) is preferably 0.01% by mass or more with respect to the total mass of the wire. Examples of the Si source in the wire include metal powder of Si added to the flux, metal powder of an alloy related to Si, a compound related to Si, and Si contained in the hoop. When Si is contained in the flux for the purpose of suppressing inclusions, it is preferably contained in the form of metal powder of Si or metal powder of an alloy related to Si.

<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 (Wire) : 0.0200% by mass or less>
B is an element that increases the crack resistance while preventing the toughness of the deposited metal and weld metal from deteriorating. Therefore, the content of B (Wire) is 0.0200% by mass or less, preferably 0.0150% by mass or less, relative to the total mass of the wire. Moreover, it was confirmed that the brittle fracture rate was lowered by adding B to the wire according to the present embodiment. This is because the inclusion of B in the wire suppresses coarse ferrite phases or bainite phases that are generated at grain boundaries. Therefore, from the viewpoint of reducing the brittle fracture rate, the content of B (Wire) is preferably 0.0020% by mass or more with respect to the total mass of the wire. In addition, since the balance between strength and toughness changes depending on the content of Zr (Wire) and the content of B ( Wire ) , the preferred range of the content of B (Wire) changes depending on the content of Zr (Wire). do. That is, if the content of Zr (Wire) is 0.045% by mass or less, as described above, the content of B (Wire) is preferably 0.0150% by mass or less, but Zr (Wire) exceeds 0.045% by mass, the content of B (Wire) is more preferably 0.0045% by mass or less.
Examples of the B source in the wire include B metal powder added to the flux, metal powder of an alloy of B, a compound of B, and B contained in the hoop.

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。 In addition, when B is contained in the flux in the form of an oxide, the oxide of B is easily mixed uniformly in the flux, which is significant from the viewpoint of production. Therefore, it is preferable to contain B in the form of an oxide instead of the form of metal powder in the flux. In this case, the content of B (Wire) includes the B conversion value of B oxide, and the value calculated by the following formula (5) is preferably 0.5 or more, and 0.7 or more. 1.0 is more preferable. When the value calculated by the following formula (5) is 1.0, it means that the content of B (Wire) is all the B-converted value of the B oxide. In other words, when B is contained in the wire, it is preferable to contain B in the flux in the form of an oxide of B.

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。
Formula (5): [B oxide]/[B]
In the above formula (5), [B oxide] represents the B-converted value (Wire) of the B oxide relative to the total mass of the wire expressed in mass % relative to the total mass of the wire.

<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 (Wire) : 2.00% by mass or less>
Mn, like Si, is a component that affects the strength and toughness of the weld metal. It is preferable to incorporate Mn into the wire in order to satisfy the required mechanical performance in commonly used steel grades such as mild steel, high-tensile steel, low-temperature steel, and the like. Mn has a deoxidizing effect, and excessive Mn content in the wire increases the number of inclusions, possibly resulting in an imbalance between strength and toughness. Therefore, the content of Mn (Wire) is 2.00% by mass or less, preferably 1.80% by mass or less, relative to the total mass of the wire.
On the other hand, in order to adjust the strength, the content of Mn (Wire) is preferably 0.01% by mass or more with respect to the total mass of the wire. The Mn source in the wire includes metal powder of Mn added to the flux, metal powder of an alloy related to Mn, a compound related to Mn, Mn contained in the hoop, and the like. When Mn is contained in the flux for the purpose of suppressing inclusions, it is preferably contained in the flux in the form of metal powder of Mn or metal powder of an alloy related to Mn.

<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 (Wire) : 0.0150% by mass or less>
P is an element that lowers crack resistance and mechanical properties of the weld metal. Therefore, the content of P (Wire) is suppressed to 0.0150% by mass or less, preferably 0.0100% by mass or less, with respect to the total mass of the wire. Incidentally, it is preferable not to forcibly add P into the wire.

<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 (Wire) : 0.0150% by mass or less>
S is an element that reduces crack resistance. Therefore, the content of S (Wire) is 0.0150% by mass or less, preferably 0.010% by mass or less, relative to the total mass of the wire.
On the other hand, S (Wire) has the effect of reducing the viscosity and surface tension of the droplets when the wire is melted, smoothing the transfer of the droplets, reducing the size of the spatter, and improving the welding workability. . Therefore, from the viewpoint of welding workability, the content of S (Wire) is preferably 0.0005% by mass or more with respect to the total mass of the wire. The S source in the wire is not particularly limited, and it may be contained in the flux in the form of powder of S alone or a compound of S, or may be contained in the hoop. It is more preferable not to add it.

<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 (Wire) : 1.00% by mass or less>
Cr is a component that affects the strength and toughness of the deposited metal and weld metal. Cr is preferably contained in the wire in order to satisfy the required mechanical performance of generally used steel grades such as mild steel, high-tensile steel, low-temperature steel, and the like. If Cr is excessively contained in the wire, it tends to be precipitated as carbides at grain boundaries, possibly resulting in loss of balance between strength and toughness. Therefore, the content of Cr (Wire) is 1.00% by mass or less, preferably 0.90% by mass or less, relative to the total mass of the wire.
On the other hand, in order to adjust the strength, the content of Cr (Wire) is preferably 0.20% by mass or more with respect to the total mass of the wire. Examples of the Cr source in the wire include metal powder of Cr added to the flux, metal powder of an alloy containing Cr, a compound containing Cr, and Cr contained in the hoop. When Cr is contained in the flux, it is preferably contained in the flux in the form of metal powder of Cr or metal powder of an alloy related to Cr.

<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 (Wire) : 1.00% by mass or less>
Mo is a component that improves high-temperature strength. Mo is preferably contained in the wire in order to satisfy the required mechanical performance in commonly used steel grades such as mild steel, high-tensile steel, low-temperature steel, and the like. If Mo is excessively contained in the wire, the strength of the wire may be excessively increased, resulting in an imbalance between strength and toughness. Therefore, the content of Mo (Wire) is 1.00% by mass or less, preferably 0.90% by mass or less, relative to the total mass of the wire.
On the other hand, in order to adjust the strength, the content of Mo (Wire) is preferably 0.10% by mass or more with respect to the total mass of the wire. The Mo source in the wire includes Mo metal powder added to the flux, Mo alloy metal powder, Mo compounds, Mo contained in the hoop, and the like. When Mo is contained in the flux, it is preferably contained in the flux in the form of Mo metal powder or Mo alloy metal powder.

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。 In addition, the combination of Cr, which contributes to strength and toughness, and Mo, which is generally used as an element that improves high-temperature strength, has a content of is preferably determined.

(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。
(design to improve toughness)
For example, when it is desired to further improve toughness, it is preferable to make the content of Cr, which contributes to strength and toughness, higher than the content of Mo. That is, the content of Cr (Wire) is set to 0.20% by mass or more and 0.90% by mass or less with respect to the total mass of the wire, and the content of Mo (Wire) is set to It is 0.50% by mass or less, and the value calculated by the following formula (6) is preferably 0.20 or more, more preferably 0.50 or more, and further preferably 0.75 or more. It is preferred and most preferred to be 1.00.

式(6):[Cr]/([Cr]+[Mo]) Formula (6): [Cr]/([Cr]+[Mo])

(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。
(Designed to improve high temperature strength)
On the other hand, when it is desired to be used for heat-resistant steel, it is preferable that the content of Mo, which is generally used as an element for improving high-temperature strength, is higher than the content of Cr, that is, the content of Cr (Wire) is The content of Mo (Wire) is 0.10% by mass or more and 0.80% by mass or less with respect to the total mass of the wire, and the following formula ( The value calculated by 7) is preferably 0.10 or more, more preferably 0.45 or more, further preferably 0.70 or more, and most preferably 1.00. .

式(7):[Mo]/([Cr]+[Mo]) Formula (7): [Mo] / ([Cr] + [Mo])

<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 (Wire) : 3.00% by mass or less>
Al is a strong deoxidizing component, and by causing an oxidation reaction in the weld metal, it forms an oxide (hereinafter also referred to as "slag") on the molten pool, which is difficult to weld such as vertical welding or upward welding. It is possible to improve bead shape and burn-through resistance in welding in all positions including positions. Excessive Al content in the wire increases inclusions remaining in the weld metal, adversely affecting toughness. Therefore, the content of Al (Wire) is 3.00% by mass or less, preferably 2.50% by mass or less, and more preferably 1.70% by mass or less with respect to the total mass of the wire. .
On the other hand, the content of Al (Wire) is preferably 0.50% by mass or more, more preferably 1.00% by mass or more, relative to the total mass of the wire. The Al source in the wire includes Al metal powder added to the flux, Al alloy metal powder, Al compounds, Al contained in the hoop, and the like. When Al is contained in the flux for the purpose of further reducing the amount of oxygen in the weld metal, it is preferably contained in the flux in the form of Al metal powder or Al alloy metal powder.

<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 (Wire) : 3.00% by mass or less>
Like Al, Mg is a strong deoxidizing component, and by causing an oxidation reaction in the weld metal, slag is formed on the molten pool, and welding in all positions including difficult positions such as vertical welding and upward welding is possible. In, it becomes possible to improve burn-through resistance. Excessive Mg content in the wire increases inclusions remaining in the weld metal, adversely affecting toughness. Therefore, the content of Mg (Wire) is 3.0% by mass or less, preferably 1.50% by mass or less, more preferably 1.00% by mass or less, relative to the total mass of the wire. .
On the other hand, the content of Mg (Wire) is preferably 0.30% by mass or more, more preferably 0.50% by mass or more, relative to the total mass of the wire. Examples of the Mg source in the wire include metal powder of Mg added to the flux, metal powder of an alloy containing Mg, a compound containing Mg, and Mg contained in the hoop. When Mg is included in the flux for the purpose of further reducing the oxygen content in the weld metal, it is preferable to include it in the flux in the form of metal powder of Mg or metal powder of an alloy related to Mg.

<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 (Wire) : 3.000% by mass or less>
Like Al, Zr is a strong deoxidizing component, and by causing an oxidation reaction in the weld metal, slag is formed on the molten pool, and welding in all positions including difficult positions such as vertical welding and upward welding is possible. In, it becomes possible to improve burn-through resistance. Excessive Zr content in the wire increases inclusions remaining in the weld metal, adversely affecting toughness. Therefore, the content of Zr (Wire) is 3.000% by mass or less, preferably 0.500% by mass or less, with respect to the total mass of the wire. It is more preferable to make it 0.045% by mass or less.
On the other hand, there is no particular meaning in defining the lower limit of Zr (Wire) . Moreover, when the wire mainly contains Mg and Al as strong deoxidizing elements, the content of Zr (Wire) is preferably zero. Zr sources in the wire include metal powder of Zr added to the flux, metal powder of alloys related to Zr, compounds related to Zr, and Ti contained in the hoop. When Zr is contained in the flux for the purpose of further reducing the amount of oxygen in the weld metal, it is preferably contained in the flux in the form of Zr metal powder or Zr alloy metal powder.

<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 (Wire) : 3.000% by mass or less>
Like Al, Ti is a strong deoxidizing component, and by causing an oxidation reaction in the weld metal, forms an oxide (slag) on the molten pool, including difficult positions such as vertical welding and upward welding. It is possible to improve burn-through resistance in welding in all positions. Excessive Ti content in the wire increases inclusions remaining in the weld metal, adversely affecting toughness. Therefore, the content of Ti (Wire) is 3.000% by mass or less, preferably 0.500% by mass or less, more preferably 0.010% by mass or less, relative to the total mass of the wire. .
On the other hand, Ti is less effective as a deoxidizing component than Mg and Al, and may form precipitates such as TiC that deteriorate toughness. Therefore, there is no particular meaning in defining the lower limit of Ti (Wire) , and it is preferable to set the content of Ti (Wire) to zero when mainly containing Mg and Al in the wire. The Ti source in the wire includes metal powder of Ti added to the flux, metal powder of an alloy related to Ti, a compound related to Ti, Ti contained in the hoop, and the like. For the purpose of further reducing the amount of oxygen in the weld metal, when Ti is included in the flux, it is preferable to include it in the flux in the form of metal powder of Ti or metal powder of an alloy related to Ti.

<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CaF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CaFのCa換算値を含むが、フラックス中のフッ化物としては、CaFに限定されず、例えばBaF、SrF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 (Wire) : 3.00% by mass or less>
Like Al, Ca is a strong deoxidizing component, and by causing an oxidation reaction in the weld metal, it forms an oxide (slag) on the molten pool, including difficult positions such as vertical welding and upward welding. It is possible to improve burn-through resistance in welding in all positions. However, excessive Ca content in the wire increases inclusions remaining in the weld metal, adversely affecting toughness. Therefore, the content of Ca (Wire) is 3.0% by mass or less, preferably 1.00% by mass or less, more preferably 0.30% by mass or less, relative to the total mass of the wire. .
On the other hand, Ca contributes to deoxidizing the weld metal and improving welding workability by being contained in the flux as CaF 2 which is a fluoride. The content of Ca (Wire) includes the Ca conversion value of CaF 2 in the flux, but the fluoride in the flux is not limited to CaF 2 , and fluorides such as BaF 2 and SrF 2 are used. Therefore, there is no need to set a lower limit for the Ca content. Moreover, when Mg and Al are mainly added to the wire as strong deoxidizing components, it is preferable to set the content of Ca (Wire) to 0% by mass.

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、CaF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。 The Ca source in the wire includes Ca metal powder added to the flux, Ca alloy metal powder, Ca compounds, Ca contained in the hoop, and the like. In this embodiment, when Ca is contained in the wire, if this Ca is contained in the flux, the amount of oxygen in the weld metal can be further reduced. Therefore, all Ca contained in the wire is preferably contained in the flux in the form of fluoride powder, that is, in the form of CaF2 .

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。
There are various elements called strong deoxidizing elements other than Al, Mg, Zr, Ti, and Ca listed above. It is preferable to use the above five elements, which are generally contained in the wire in the form of metal powder, as strong deoxidizing elements.
Among the above five elements, Al and Mg in particular tend to agglomerate slag and form slag early and over the entire surface of the molten pool. It is a useful element for realizing welding of On the other hand, with Zr, Ti and Ca, slag tends to disperse, and slag formation tends to concentrate toward the edges due to the flow of the molten pool.

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。 Therefore, it is preferable that the wire contains at least one strong deoxidizing element selected from Al, Mg, Ti, Ca and Zr. The content of each element is 1.00% by mass to 2.50% by mass for Al (Wire) , 0.30% by mass to 0.50% by mass for Mg (Wire) , and 0.50% by mass for Ti (Wire). 0.10 mass% or less (including 0 mass%), Zr (Wire) 0.20 mass% or less (including 0 mass%), Ca (Wire) 0.10 mass% or less (including 0 mass% ), and the total amount of the strong deoxidizing elements contained in the wire is 1.50% by mass or more and 4.00% by mass or less.

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。 Furthermore, in the present embodiment, it is more preferable to contain at least one of Al and Mg, and it is even more preferable to contain at least Al. In this case, Al (Wire) is contained in an amount of 1.00% by mass or more and 2.50% by mass or less with respect to the total mass of the wire, and Mg (Wire) is 1.00% by mass or less, and the following formula (8 ) is preferably 0.5 or more and 1.0 or less.

式(8):[Al]/([Al]+[Mg]) Formula (8): [Al] / ([Al] + [Mg])

<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 (Wire) : 5.00% by mass or less>
Ni is a component that stabilizes the austenite structure of the weld metal and improves the toughness at low temperatures, and is also a component that can adjust the amount of crystallization of the ferrite composition. Ni is preferably contained in the wire in order to satisfy the required mechanical performance in commonly used steel grades such as mild steel, high-tensile steel, low-temperature steel, and the like. If the Ni content in the wire is excessive, the strength of the wire may be excessively increased, resulting in an imbalance between strength and toughness. Therefore, the content of Ni (Wire) is 5.0% by mass or less, preferably 3.0% by mass or less, relative to the total mass of the wire.
On the other hand, when it is used for welding low-temperature steel or the like, the content of Ni (Wire) is preferably 0.20% by mass or more with respect to the total mass of the wire. Examples of the Ni source in the wire include Ni metal powder added to the flux, metal powder of an alloy related to Ni, a compound related to Ni, and Ni contained in the hoop. When Ni is contained in the flux for the purpose of further reducing the amount of oxygen in the weld metal, it is preferably contained in the flux in the form of Ni metal powder or Ni-related alloy metal powder.

<Ba(Wire):4.00質量%以下>
Baは、主にフッ化物であるBaF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、BaF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 (Wire) : 4.00 mass% or less>
Ba is mainly contained in the flux in the form of BaF2 , which is a fluoride, and contributes to deoxidizing the weld metal and improving welding workability. Fluorides are generally added as fluxes for basic flux-cored wires, and among various fluorides, BaF 2 is frequently used. However, excessive Ba content in the wire may cause arc deflection and deteriorate welding workability. Therefore, the content of Ba (Wire) is 4.00% by mass or less, preferably 3.00% by mass or less.

なお、上記Ba(Wire)の含有量は、フラックス中のBaFのBa換算値を含むが、フラックス中のフッ化物としては、BaFに限定されず、例えばCaF、SrF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、BaF又はBaCO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BaFの形態でフラックス中に含有させることが好ましい。 The content of Ba (Wire) includes the Ba conversion value of BaF 2 in the flux, but the fluoride in the flux is not limited to BaF 2 , for example, fluorides such as CaF 2 and SrF 2 can be used, there is no need to set a lower limit for the Ba content. However, when the flux contains a Ba compound such as BaF 2 or BaCO 3 , the content of Ba (Wire) with respect to the total mass of the wire is preferably 1.75% by mass or more. Examples of the Ba source in the wire include metal powder of Ba added to the flux, metal powder of an alloy containing Ba, a compound containing Ba, and Ba contained in the hoop. In this embodiment, when Ba is contained in the wire, it is preferable that all Ba is contained in the flux in the form of BaF2 , which is a fluoride.

<F(Wire):2.00質量%以下>
(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) : 2.00% by mass or less>
F (Wire) is mainly derived from fluoride. It is contained in the flux of the flux-cored wire in the form of fluorides such as Ca, Ba or Sr mentioned above. Fluorides are commonly added to basic flux-cored wires and contribute to improvement of welding workability. However, if the content of F (Wire) exceeds 2.00% by mass with respect to the total mass of the wire, excessive vaporization of F occurs inside the wire, increasing the amount of spatter generation, etc., resulting in poor welding workability. may worsen. Therefore, the content of Ba (Wire) is 2.00% by mass or less, preferably 1.00% by mass or less, more preferably 0.80% by mass or less, relative to the total mass of the wire. .

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、BaF、SrF、NaAlF、NaF、CaF、AlF、MgF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、BaF、SrF、CaF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BaF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、BaFであることが好ましく、上記F(Wire)の含有量のうち、BaFのF換算値を除いたF(Wire)の含有量の残部は、CaFが供給源であることが好ましい。 On the other hand, when F is contained in the wire for the purpose of improving welding workability, the content of F (Wire) is preferably 0.40% by mass or more with respect to the total mass of the wire. The F source in the wire is preferably all fluoride-derived, and examples thereof include BaF 2 , SrF 2 , Na 3 AlF 6 , NaF, CaF 2 , AlF 3 , MgF 2 and the like. 1 type, or 2 or more types may be included. Among these fluorides, at least one fluoride selected from the group consisting of BaF 2 , SrF 2 and CaF 2 is contained in the wire so as to have the content described in the section of Ba, Sr and Ca above. from the viewpoint of welding workability. In addition, Ba has a low work function, has the effect of further stabilizing the cathode spot, and contributes to the improvement of welding workability. It is more preferable to contain in In the present embodiment, all Ba (Wire) sources are preferably BaF 2 , and the content of F (Wire) excluding the F conversion value of BaF 2 among the above F (Wire) contents The balance of the quantity is preferably sourced from CaF2 .

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。 In addition to or in place of the above elements, the following elements may be used in commonly used steel grades such as mild steel, high-strength steel, low-temperature steel, etc., within the scope of general technology. It may optionally be added for the purpose of adjusting mechanical performance, improving welding workability, and the like. The following Nb, Cu, W, Ta, V, Sr, and alkali elements are not added in the present embodiment, and their addition is not particularly necessary. is preferably added in the optimum range described below.

<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 (Wire) : 0.50% by mass or less>
Nb is a component that affects mechanical performance such as strength. Nb may be contained in the wire in order to satisfy the required mechanical performance in commonly used steel grades such as mild steel, high-tensile steel, low-temperature steel, and the like. In this case, the content of Nb (Wire) is preferably 0.50% by mass or less, more preferably 0.30% by mass or less, relative to the total mass of the wire. The Nb source in the wire includes metal powder of Nb added to the flux, metal powder of an alloy related to Nb, a compound related to Nb, and Nb contained in the hoop.

<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 (Wire) : 2.0% by mass or less>
Cu is an element that contributes to improving the strength and weather resistance of the weld metal. Cu may be contained in the wire in order to satisfy the required strength and weather resistance in commonly used steel grades such as mild steel, high-tensile steel, low-temperature steel, and the like. In this case, the content of Cu (Wire) is preferably 2.0% by mass or less, more preferably 1.0% by mass or less, relative to the total mass of the wire.
On the other hand, when Cu is contained in the wire for the purpose of ensuring the strength and weather resistance of the weld metal, the content of Cu (Wire) is 0.01% by mass or more with respect to the total mass of the wire. Preferably. The Cu source in the wire includes the Cu metal powder added to the flux, the metal powder of the alloy related to Cu, the compound related to Cu, the Cu contained in the hoop, and the Cu plating on the wire surface. Also includes

<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 (Wire) : 1.00% by mass or less>
W is a component that improves high-temperature strength and pitting corrosion resistance. W may be contained in the wire in order to satisfy the required mechanical performance in commonly used steel grades such as mild steel, high-strength steel, low-temperature steel, and the like. In this case, the content of W (Wire) is preferably 1.00% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less, relative to the total mass of the wire. Examples of the W source in the wire include W metal powder added to the flux, metal powder of an alloy of W, a compound of W, and W contained in the hoop.

<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 (Wire) : 1.00% by mass or less>
Ta is an element that affects mechanical performance such as strength. In order to satisfy the required mechanical performance, Ta may be contained in the wires of commonly used steel types such as mild steel, high-tensile steel, low-temperature steel, and the like. In this case, the Ta (Wire) content is preferably 1.00% by mass or less, more preferably 0.50% by mass or less, relative to the total mass of the wire. The Ta source in the wire includes Ta metal powder added to the flux, Ta alloy metal powder, Ta compounds, Ta contained in the hoop, and the like.

<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 (Wire) : 1.00% by mass or less>
V is an element that reduces the toughness and cracking resistance of the weld metal while exerting the effect of improving the strength of the weld metal. Therefore, the content of V (Wire) in the wire is preferably 1.00% by mass or less, more preferably 0.50% by mass or less, relative to the total mass of the wire. Examples of the V source in the wire include metal powder of V added to the flux, metal powder of an alloy related to V, a compound related to V, and V contained in the hoop.

<Sr(Wire):4.00質量%以下>
Srは、主にフッ化物であるSrF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SrFのSr換算値を含むが、フラックス中のフッ化物としては、SrFに限定されず、例えばCaF、BaF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、SrF又はSrCO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SrFの形態でフラックス中に含有させることが好ましい。
<Sr (Wire) : 4.00 mass% or less>
Sr contributes to deoxidizing the weld metal and improving welding workability by being contained in the flux mainly as SrF2 , which is a fluoride. However, if the Sr content in the wire is 4.00% by mass or less, arc deflection can be suppressed and good welding workability can be obtained. Therefore, the Sr (Wire) content is preferably 4.00% by mass or less, more preferably 3.00% by mass or less, relative to the total mass of the wire.
The Sr (Wire) content includes the Sr-equivalent value of SrF 2 in the flux, but the fluoride in the flux is not limited to SrF 2 , and includes fluorides such as CaF 2 and BaF 2 . can be used, there is no need to provide a lower limit for the Sr content. However, when an Sr compound such as SrF 2 or SrCO 3 is included in the flux, the content of Sr (Wire) with respect to the total mass of the wire is preferably 0.05% by mass or more. Examples of the Sr source in the wire include Sr metal powder added to the flux, metal powder of an alloy related to Sr, a compound related to Sr, and Sr contained in the hoop. In the present embodiment, when Sr is contained in the wire, all Sr is preferably contained in the flux in the form of SrF2 , which is a fluoride.

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BaF、CaF及びSrF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、BaFのBa換算値を含み、Caの含有量は、CaFのCa換算値を含み、Srの含有量は、SrFのSr換算値を含み、Fの含有量は、BaF、CaF及びSrF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。 As described above, in the basic flux-cored wire according to the present embodiment, the flux contains at least one selected from BaF 2 , CaF 2 and SrF 2 which are fluorides of Ba, Ca and Sr. preferably. In this case, the Ba content includes the Ba conversion value of BaF2 , the Ca content includes the Ca conversion value of CaF2 , the Sr content includes the Sr conversion value of SrF2 , and the F shall include the F conversion values of BaF 2 , CaF 2 and SrF 2 . In addition, it is preferable that all the F sources in the wire are derived from fluoride, that is, the content of F contained in the wire is equal to the F conversion value of the total fluoride contained in the flux.

<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。
<Total of alkali metals: 3.00% by mass or less>
Alkali metal elements act as arc stabilizers. Alkali metals in this embodiment are based on metal powders and compounds containing one or more alkali metal elements. In addition, K, Li, Na etc. are mentioned as an alkali-metal element. The total content of alkali metals in the wire represents the total content of alkali metals in the wire converted from the metal powder and compound composed of alkali metal elements. That is, it is the total amount of K (Wire) , Li (Wire) , Na (Wire), and the like. The total amount of alkali metals in the wire is preferably 3.00% by mass or less, preferably 2.00% by mass, with respect to the total mass of the wire, from the viewpoint that it is easy to adjust the molten physical properties preferable for improving the bead shape. The following are more preferable.

(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。
(Oxide in wire: 0.005% by mass or more and 0.100% by mass or less)
Oxides form the basis of coarse inclusions and affect toughness, so it is preferable to avoid adding them to the flux in the form of oxides as much as possible. Therefore, the total amount of oxides of each element added to the flux is more preferably suppressed to 0.100% by mass or less with respect to the total mass of the wire. From the viewpoint of production, B and REM are preferably added in the form of oxides, and more preferably 0.005% by mass or more of the oxides.

(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。
(Remainder: O, N and inevitable impurities)
In the present embodiment, the remainder excluding the above elements is preferably O, N and unavoidable impurities, and the total amount of the remainder is preferably 0.50% by mass or less. Impurities mean those that are not intentionally added, and examples of elements other than the above include Sn, Co, Sb, As, and the like. The total content of impurities in the wire is preferably 0.45% by mass or less, more preferably 0.30% by mass or less.
The balance also includes O and N when the above elements are contained in the flux in the form of oxides or nitrides or dissolved in the hoop. In the flux-cored wire, O and N cannot be analyzed clearly, so the remainder was used, but in this embodiment, the total wire mass It can be estimated that the total amount of O and N is 0.05% by mass or less. It should be noted that, from the viewpoint of mechanical performance, it is technically unacceptable that O and N exceed 0.05% by mass in the basic flack-cored wire.

〔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。
〔hoop〕
The flux-cored wire according to the present embodiment has a hoop filled with flux, and the hoop is preferably made of a cold-rolled steel strip from the viewpoint of availability and economy. As the cold-rolled steel strip, it is preferable to use, for example, steel strips with symbols SPCC, SPCD, SPCE, SPCF, SPCG, etc. described in JIS G 3141:2017.

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%CO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。 A basic flux-cored wire according to another embodiment of the present invention is a wire for obtaining a deposited metal described below. Since the deposited metal represents the metal transferred from the filler material to the welded part, the composition of the deposited metal obtained under the generally used welding conditions is stipulated, so it is possible to limit the wire. can. Welding conditions generally used can be, for example, welding conditions conforming to the method for producing deposited metal described in JIS Z3184. For example, a welding current of 200 to 220 A, a welding voltage of 0 to 23 V, a shielding gas of 100% CO 2 gas, and a welding heat input of 0.8 to 1.1 kJ/mm can be used.

[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。
[2. Weld metal]
As described above, the basic flux-cored wire according to the present embodiment contains a strong deoxidizing element and REM, thereby enabling welding in a difficult position and achieving a good balance between strength and toughness. be able to. Similarly, in the weld metal according to the present embodiment, the content of B (Metal) and the content of La (Metal) and Ce (Metal) as REM are appropriately defined, thereby achieving the above effect. can be further enhanced. The composition of the weld metal according to this embodiment and the reason for limitation will be specifically described below.

<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 (Metal) : 0.020% by mass or more and 0.100% by mass or less>
C is a component that affects the strength of the weld metal. As the C content in the weld metal increases, the strength increases. Therefore, the content of C (Metal) is 0.020% by mass or more, preferably 0.040% by mass or more, relative to the total mass of the weld metal.
On the other hand, when the C (Metal) content increases, carbides tend to precipitate in the weld metal, resulting in a decrease in toughness relative to the target strength, and the balance between strength and toughness may be lost. . Therefore, the content of C (Metal) is 0.100% by mass or less, preferably 0.095% by mass or less, relative to the total mass of the weld metal.

<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 (Metal) : 0.05% by mass or more and 0.50% by mass or less>
Si is a component that affects the strength and toughness of the weld metal, and by containing a predetermined amount of Si in the weld metal, it is possible to satisfy the required mechanical performance. Therefore, the content of Si (Metal) is preferably 0.05% by mass or more, more preferably 0.10% by mass or more, relative to the total mass of the weld metal.
On the other hand, Si has a deoxidizing effect, and if Si is contained excessively, there is a high possibility that Si will remain in the weld metal as inclusions, and there is a risk that the balance between strength and toughness will not be achieved. be. Therefore, the content of Si (Metal) is 0.50% by mass or less, preferably 0.45% by mass or less, relative to the total mass of the weld metal.

<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 (Metal) : 0.20% by mass or more and 1.80% by mass or less>
Mn, like Si, is a component that affects the strength and toughness of the weld metal. By containing a predetermined amount of Mn in the weld metal, the required mechanical performance can be satisfied. . Therefore, the content of Mn (Metal) is preferably 0.20% by mass or more, more preferably 0.50% by mass or more, relative to the total mass of the weld metal.
On the other hand, Mn has a deoxidizing effect, and if Mn is contained excessively, there is a high possibility that Mn will remain in the weld metal as inclusions, and there is a risk that the balance between strength and toughness will not be achieved. be. Therefore, the content of Mn (Metal) is 1.80% by mass or less, preferably 1.65% by mass or less, relative to the total mass of the weld metal.

<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 (Metal) : 0.30% by mass or more and 1.50% by mass or less>
Al is a strong deoxidizing component, and by causing an oxidation reaction in the weld metal, it forms an oxide (slag) on the molten pool, and is suitable for welding in all positions, including difficult positions such as vertical welding and upward welding. In , it is an element that is preferably contained in the wire because it improves burn-through resistance. Therefore, the content of Al (Metal) is preferably 0.30% by mass or more, more preferably 0.40% by mass or more, relative to the total mass of the weld metal.
On the other hand, if Al is contained excessively, there is a high possibility that Al remains in the weld metal as inclusions, which adversely affects the toughness. Therefore, the content of Al (Metal) is 1.50% by mass or less, preferably 1.10% by mass or less, more preferably 1.00% by mass, based on the total mass of the weld metal. .

<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 (Metal) : 0.008% by mass or less>
La is one type of REM contained in the wire, and acts as a binder that agglomerates oxides of strong deoxidizing elements in the weld metal. In the present embodiment, the lower limit of the La content in the weld metal is not set, but in order to obtain the above effect, the content of La (Metal) should be 0.001% by mass with respect to the total mass of the weld metal. It is preferable to set it as above.
On the other hand, when the content of La (Metal) exceeds 0.008% by mass, inclusions are coarsened due to agglomeration, which may adversely affect mechanical performance or cause unacceptable welding defects. be. Therefore, the content of La (Metal) is 0.008% by mass or less, preferably 0.006% by mass or less, relative to the total mass of the weld metal.

<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 (Metal) : 0.002% by mass or more and 0.010% by mass or less>
Ce, like La, is one type of REM contained in the wire, and acts as a binder that agglomerates oxides of strong deoxidizing elements in the weld metal. Therefore, the content of Ce (Metal) is 0.002% by mass or more, preferably 0.003% by mass or more, based on the total mass of the weld metal.
On the other hand, when the content of Ce (Metal) exceeds 0.010% by mass, inclusions become coarse due to agglomeration, which may adversely affect mechanical performance or cause unacceptable welding defects. be. Therefore, the content of Ce (Metal) is 0.010% by mass or less, preferably 0.009% by mass or less, relative to the total mass of the weld metal.

<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。
<Fe (Metal) : 85.0 mass% or more>
Fe is the main element among the elements that are contained in order to satisfy the required mechanical performance in commonly used steel types such as mild steel, high-tensile steel, low-temperature steel, and the like. If the Fe (Metal) content is less than 85% by mass, the influence of the remaining elements increases, possibly deteriorating the mechanical performance. Therefore, the content of Fe (Metal) is 85% by mass or more, preferably 87.0% by mass or more, based on the total mass of the weld metal.

<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 (Metal) : 0.0200% by mass or less>
P is an element that lowers the crack resistance and mechanical properties of the weld metal. Therefore, the content of P (Metal) is 0.020% by mass or less, preferably 0.0100% by mass or less, relative to the total mass of the weld metal.

<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 (Metal) : 0.0200% by mass or less>
S is an element that reduces crack resistance. Therefore, the content of S (Metal) is 0.0200% by mass or less, preferably 0.0100% by mass or less, relative to the total mass of the weld metal.

<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 (Metal) : 1.00% by mass or less>
Cr is a component that affects the strength and toughness of the weld metal. If Cr is contained excessively in the weld metal, it tends to precipitate as carbides at the grain boundaries, resulting in a loss of balance between strength and toughness. There is a risk. Therefore, the content of Cr (Metal) should be 1.00% by mass or less with respect to the total mass of the weld metal.

<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 (Metal) : 1.00% by mass or less>
Mo is a component that improves high-temperature strength, but excessive Mo content in the weld metal may cause an excessive increase in strength, resulting in an imbalance between strength and toughness. Therefore, the content of Mo (Metal) should be 1.00% by mass or less with respect to the total mass of the weld metal.

<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 (Metal) : 0.50% by mass or less>
Like Al, Mg is a strong deoxidizing component, and if Mg is contained excessively, there is a high possibility that Mg remains in the weld metal as inclusions, which adversely affects toughness. Therefore, the content of Mg (Metal) is 0.50% by mass or less, preferably 0.30% by mass or less, more preferably 0.20% by mass or less, relative to the total mass of the weld metal. preferable.

<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 (Metal) : 0.50 mass% or less>
Like Al, Zr is a strong deoxidizing component, and if Zr is contained excessively, there is a high possibility that Zr remains in the weld metal as inclusions, which adversely affects toughness. Therefore, the content of Zr (Metal) is 0.50% by mass or less, preferably 0.45% by mass or less, relative to the total mass of the weld metal.

<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 (Metal) : 0.05 mass% or less>
Like Al, Ti is a strong deoxidizing component, and if Ti is contained excessively, there is a high possibility that Ti remains in the weld metal as inclusions, which adversely affects toughness. Therefore, the content of Ti (Metal) is 0.05% by mass or less, preferably 0.03% by mass or less, more preferably 0.01% by mass or less, relative to the total mass of the weld metal. preferable.

<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 (Metal) : 0.50 mass% or less>
Like Al, Ca is a strong deoxidizing component, and if Ca is contained excessively, there is a high possibility that Ca remains in the weld metal as inclusions, which adversely affects toughness. Therefore, the content of Ca (Metal) is 0.50% by mass or less, preferably 0.45% by mass or less, relative to the total mass of the weld metal.

<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 (Metal) : 3.00% by mass or less>
Ni is a component that stabilizes the austenite structure of the weld metal and improves toughness at low temperatures, and is a component that can adjust the amount of crystallization of the ferrite structure. However, if the weld metal contains an excessive amount of Ni, the strength of the weld metal may be excessively increased and the balance between strength and toughness may be lost. Therefore, the content of Ni (Metal) is 3.0% by mass or less, preferably 2.5% by mass or less, relative to the total mass of the weld metal.

<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 (Metal) : 0.0090% by mass or less>
B is an element that reduces the crack resistance while preventing the toughness of the weld metal from deteriorating. Therefore, the content of B (Metal) is 0.0090% by mass or less, preferably 0.0050% by mass or less, relative to the total mass of the weld metal. Further, B has the effect of reducing the rate of brittle fracture, and is preferably 0.0010% by mass or more, more preferably 0.0020% by mass or more.

<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 (Metal) : 1.00 mass% or less>
Ba is an element that contributes to deoxidizing the deposited metal and improving welding workability. However, excessive Ba content in the deposited metal may cause arc deflection and deteriorate welding workability. . Therefore, the content of Ba (Metal) is 1.00% by mass or less, preferably 0.90% by mass or less.

<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 (Metal) : 0.001% by mass or less>
Nb is a component that affects mechanical performance such as strength. Nb may be contained in the weld metal in order to satisfy the required mechanical performance in commonly used steel types such as mild steel, high-tensile steel, low-temperature steel, and the like. In this case, the content of Nb (Metal) is 0.001% by mass or less, preferably 0.0008% by mass or less, relative to the total mass of the weld metal.

<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 (Metal) : 0.1% by mass or less>
Cu is an element that contributes to improving the strength and weather resistance of the weld metal. Cu may be contained in the weld metal in order to satisfy the required strength and weather resistance of commonly used steel types such as mild steel, high-tensile steel, low-temperature steel, and the like. In this case, the content of Cu (Metal) is 0.1% by mass or less, preferably 0.08% by mass or less, relative to the total mass of the weld metal.

<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 (Metal) : 0.001% by mass or less>
V is an element that reduces the toughness and cracking resistance of the weld metal while exerting the effect of improving the strength of the weld metal. Therefore, the content of V 2 (Metal) in the weld metal is 0.001% by mass or less, preferably 0.0006% by mass or less, relative to the total mass of the weld metal.

<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 (Metal) : 0.1% by mass or less>
W is a component that improves high-temperature strength and pitting corrosion resistance. W may be contained in the weld metal in order to satisfy the required mechanical performance in commonly used steel types such as mild steel, high-tensile steel, low-temperature steel, and the like. In this case, the content of W (Metal) is 0.1% by mass or less, preferably 0.08% by mass or less, relative to the total mass of the weld metal.

<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 (Metal) : 0.1% by mass or less>
Ta is an element that affects mechanical performance such as strength. Ta may be contained in the deposited metal in order to satisfy the required mechanical performance in commonly used steel types such as mild steel, high-tensile steel, low-temperature steel, and the like. In this case, the content of Ta (Metal) is 0.1% by mass or less, preferably 0.08% by mass or less, relative to the total mass of the weld metal.

<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 (Metal) : 1.00 mass% or less>
Sr is an element that is preferably contained in the flux because it contributes to deoxidizing the weld metal and improving welding workability. Therefore, the weld metal may contain Sr. In this case, the content of Sr (Metal) is 1.00% by mass or less, preferably 0.90% by mass or less, relative to the total mass of the weld metal.

<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 (Metal) : 0.0250% by mass or less>
O exists in the form of a solid solution or an oxide in the weld metal. Excessive O content is highly likely to leave a large amount of oxide-based inclusions in the weld metal, which adversely affects toughness. Therefore, the content of O 2 (Metal) is 0.0250% by mass or less, preferably 0.0200% by mass or less, relative to the total mass of the weld metal.

<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 (Metal) : 0.0100% by mass or less>
N exists in the form of a solid solution or a nitride in the weld metal. If N is contained excessively, the solid-solution strengthening of the N will excessively increase the strength, and the balance between the strength and the toughness may be lost. Therefore, the content of N (Metal) is 0.0100% by mass or less, preferably 0.0050% by mass or less, relative to the total mass of the weld metal.

(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。
(remainder: impurities)
In the present embodiment, the remainder excluding the above elements is preferably impurities. Impurities mean those that are not intentionally added, and examples of elements other than the above include Sn, Co, Sb, As, and the like. The total content of impurities in the weld metal is preferably 0.010% by mass or less, more preferably 0.005% by mass or less.

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。 In addition, the weld metal according to the present embodiment is, for example, the above [1. It can be produced by gas-shielded arc welding using a basic flux-cored wire].

[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COガス、100体積%のO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、COガスを用いる場合には、CO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CO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CO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CO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。
[3. Welding method]
The welding method according to the present embodiment is the same as described in [1. Basic flux-cored wire] is a method of performing gas-shielded arc welding using the basic flux-cored wire.
Specifically, among various gas-shielded arc welding methods, it is preferable to adopt gas-shielded arc welding using a positive polarity in which the electrode side is - (minus) and the base material side is + (plus). The type of gas used for welding is not particularly limited, but examples thereof include 100% by volume Ar gas, 100% by volume CO 2 gas, 100% by volume O 2 gas, and mixed gases thereof. When using Ar gas, it is preferable to use a shielding gas containing 70% by volume or more of Ar. When using CO2 gas, it is preferable to use a shielding gas containing 70% by volume or more of CO2 . % CO 2 gas (hereinafter also referred to as "carbon dioxide gas") is more preferably used. Moreover, when a mixed gas of Ar gas and CO 2 gas is used, it is preferably a mixed gas of 80% by volume of Ar gas and 20% by volume of CO 2 gas. The gas flow rate is also not particularly limited, but can be, for example, about 15 to 30 L/min.

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。 The shape of the welding current waveform to be set may be a straight line or a pulse shape. The term "straight line" as used herein means that a special waveform shape is not used. The welding current range is not particularly limited, for example, 200 to 300 A in the case of downward posture, 150 to 250 A in the case of vertical and horizontal welding, and a range combining these conditions in the case of circumferential welding such as fixed pipes. is also used. can be Also, the arc voltage is not particularly limited, and can be set to 15 to 35V, for example. The welding speed is also not particularly limited, but can be, for example, 10 to 50 cm/min. In addition, the wire protrusion length is not particularly limited, and can be set to 10 to 30 mm, for example. However, all the welding conditions are not limited to the above range, and can be appropriately determined according to the application.

[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。
[4. Weld joint]
The welded joint according to the present embodiment is the same as described in [3. Welding method]. In the welded joint according to the present embodiment, the portion related to the weld metal is the above [2. It is preferable to have the composition described in Weld Metal].

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。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to invention examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples, and can be modified within the scope of the gist of the present invention. and all of them are included in the technical scope of the present invention. Also, the welding conditions described here are only examples, and the present embodiment is not limited to the following welding conditions.

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。 Using wires having various compositions shown in Tables 1 to 4 below, weld metals were prepared under the welding conditions shown below, strength (TS) was measured by tensile tests, and impact tests were conducted at -20°C and Charpy absorption energy (CVN) at -46°C was measured.

<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%CO
積層方法:7層14パス
入熱:0.8~1.0kJ/mm
<Welding conditions>
Welding current: 210A
Arc voltage: 21V
Polarity: DCEN
Shield gas: 100 vol% CO2
Lamination method: 7 layers, 14 passes Heat input: 0.8 to 1.0 kJ/mm

<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。
<Measurement method>
(Tensile test)
A JIS Z 3111: 2005 No. A1 tensile test piece is taken from the obtained weld metal and welded by a tensile test in accordance with JIS Z 3111: 2005 "Tension and impact test method for weld metal". The tensile strength (TS) and 0.2% proof stress (yield stress: PS) of the metal were measured.

(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。
(Impact test)
A 2 mm V-notch impact test piece according to JIS Z 3111:2005 was taken from the obtained weld metal and subjected to an impact test in accordance with JIS Z 3111:2005 "Tension and impact test method for weld metal". The absorbed energy (CVN) of the weld metal at -20°C and -46°C was measured at three points, and the average values were used as the values of CVN (-46°C) and CVN (-20°C).

<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
<Evaluation method>
Next, the balance between strength and toughness and the brittle fracture surface ratio were evaluated. Specifically, the values obtained by the following formulas (a) and (b) were calculated, and the balance between strength and toughness was evaluated.
Formula (a): CVN (-46°C)/TS
Formula (b): CVN (-20°C)/TS

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。 It can be judged that the closer the values obtained by the formulas (a) and (b) to 1, the better the balance between strength and toughness. Specifically, with respect to formula (a), if it is 0.100 or more, the balance between strength and toughness is good, if it is 0.150 or more, it is better, and if it is 0.180 or more, As excellent, those rated as good or better were judged as acceptable. Regarding formula (b), if it is 0.150 or more, the balance between strength and toughness is good, if it is 0.200 or more, it is better, and if it is 0.220 or more, it is excellent. If there is, it was judged as acceptable if it was good or better.

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。 In addition, the brittle fracture rate at -20°C and -46°C was also evaluated. The brittle fracture surface ratio is calculated by observing the fracture surface of the test piece after the Charpy impact test and calculating the area ratio of the region exhibiting the brittle fracture surface to the specified cross-sectional area before the test. At −20° C. and −46° C., a brittle fracture rate of 40% or less was considered good, and a rate of 30% or less was considered excellent. The compositions of the obtained weld metals are shown in Tables 5 and 6 below, and the evaluation results are shown in Tables 7 and 8 below. In Tables 1, 3, 5 and 6 below, "-" indicates that the amount was below the detection limit. In addition, "-" in Table 4 indicates that calculation is not possible. The balance of the composition of the wire shown in Tables 1 and 3 below is O, N and impurities, and the balance of the composition of the weld metal shown in Tables 5 and 6 below is Fe and impurities.

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]
Furthermore, in Tables 2 and 4, formulas (1) to (8) represent the following formulas.
Formula (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]
Formula (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]
Formula (3):
0.001×[Fe]−0.71×[Si]+0.08×[Mn]−0.08×[Al]+0.69×[Zr]+0.03×[Ni]+0.01×[Mo ] + 0.32 x [C] + 2.27 x [REM] + 9.57 x [B] + 0.11 x [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]
Formula (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]

式(5):[B酸化物]/[B] Formula (5): [B oxide]/[B]

式(6):[Cr]/([Cr]+[Mo]) Formula (6): [Cr]/([Cr]+[Mo])

式(7):[Mo]/([Cr]+[Mo]) Formula (7): [Mo] / ([Cr] + [Mo])

式(8):[Al]/([Al]+[Mg]) Formula (8): [Al] / ([Al] + [Mg])

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B換算値となる。 However, [REM], [Fe], [C], [Si], [Mn], [P], [S], [Cr], [Mo], [Al], [Zr], [Ni], [B] and [Mg] are respectively 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) , and Mg (Wire) are expressed in mass % with respect to the total mass of the wire. Further, [B oxide] is a value in which the B conversion value of the B oxide in the wire is represented by mass % with respect to the total mass of the wire. In this example, only B was added in the form of an oxide. In other words, the amount of oxides in the wire of this embodiment is the B 2 O 3 conversion value of the value of B (Wire) .

Figure 2023086366000001
Figure 2023086366000001

Figure 2023086366000002
Figure 2023086366000002

Figure 2023086366000003
Figure 2023086366000003

Figure 2023086366000004
Figure 2023086366000004

Figure 2023086366000005
Figure 2023086366000005

Figure 2023086366000006
Figure 2023086366000006

Figure 2023086366000007
Figure 2023086366000007

Figure 2023086366000008
Figure 2023086366000008

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。 As shown in Tables 1 to 4 and Tables 7 and 8, Invention Example No. 1 to 16, each component contained in the basic flux-cored wire and the values obtained by the formulas (1) to (8) were within the range specified in the present invention, so the burn-through property was improved. Welding in all positions became possible, and a deposited metal with an excellent balance between strength and toughness was obtained. In addition, invention example No. Comparing 5 to 7, when the Zr content in the wire was 0.045% by mass or less, the balance between strength and toughness was excellent as the B content increased. In addition, invention example No. 5, 11, and 14, when the Zr content in the wire is increased beyond 0.045% by mass while the B content is 0.0046 to 0.0055% by mass, the Zr content At least one of the formulas (a) and (b), which indicate the balance between strength and toughness, tended to decrease with an increase in . That is, it was found that when both the B content and the Zr content approached the upper limits of the ranges specified in the present invention, the balance between strength and toughness deteriorated.

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。 In particular, invention example No. In 9, 10, 12, 13, 15 and 16, the Zr content and B content in the wire were within the preferable ranges specified in the present invention, so the brittle fracture rate and the balance between strength and toughness were all Excellent results.

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。 On the other hand, Comparative Example No. 1 to 19, at least one of the REM content in the wire, the C content, and the values obtained by formulas (1) to (4) were outside the range specified in the present invention, so the brittle fracture rate and At least one of the balance between strength and toughness was unsatisfactory.

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。 In addition, as shown in Tables 5 to 8, invention example No. In Nos. 1 to 16, the content of each component contained in the weld metal was within the range specified in the present invention, so the balance between strength and toughness was excellent. A weld metal was obtained.

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。 As described above, according to the basic flux-cored wire, the welding method, and the method for manufacturing a welded joint according to the present invention, a deposited metal and a welded joint that enable welding in all positions and have an excellent balance between strength and toughness are provided. can be obtained.

Claims (15)

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。
A basic flux-cored wire containing a strong deoxidizing element,
The total amount of the strong deoxidizing elements is 1.50% by mass or more and 4.00% by mass or less with respect to the total mass of the wire,
REM: 0.030% by mass or more and 0.120% by mass or less,
Fe: 85.0% by mass or more,
contains
C: 0.050% by mass or less,
Si: 0.60% by mass or less,
Mn: 2.00% by mass or less,
P: 0.0150% by mass or less,
S: 0.0150% by mass or less,
Cr: 1.00% by mass or less,
Mo: 1.00% by mass or less,
Al: 3.00% by mass or less,
Mg: 3.00% by mass or less,
Zr: 3.000% by mass or less,
Ti: 3.000% by mass or less,
Ca: 3.00% by mass or less,
Ni: 5.00% by mass or less,
B: 0.0200% by mass or less,
Ba: 4.00% by mass or less,
F: 2.00% by mass or less,
and
Value calculated by the following formula (1): 48.0 or less,
Value calculated by the following formula (2): 48.0 or less,
Value calculated by the following formula (3): 0.09 or more,
Value calculated by the following formula (4): 0.14 or more,
A basic flux-cored wire characterized by:
Formula (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]
Formula (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]
Formula (3):
0.001×[Fe]−0.71×[Si]+0.08×[Mn]−0.08×[Al]+0.69×[Zr]+0.03×[Ni]+0.01×[Mo ] + 0.32 x [C] + 2.27 x [REM] + 9.57 x [B] + 0.11 x [Cr]
Formula (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]
However, in the formulas (1) to (4), [REM], [Fe], [C], [Si], [Mn], [P], [S], [Cr], [Mo], [Al], [Zr], [Ni] and [B] are respectively the REM, the Fe, the C, the Si, the Mn, the P, the S, the Cr, the Mo, the Al, the It is a value in which the contents of Zr, Ni and B are represented by mass % with respect to the total mass of the wire.
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。
For the total wire mass, in addition,
Nb: 0.50% by mass or less,
Cu: 2.00% by mass or less,
W: 1.00% by mass or less,
Ta: 1.00% by mass or less,
V: 1.00% by mass or less,
Sr: 4.00% by mass or less, and
Total of alkali metal elements: 3.00% by mass or less,
containing at least one selected from
2. The basic flux-cored wire of claim 1, wherein the balance is O, N and impurities.
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。 The basic flux-cored wire according to claim 1 or 2, wherein the B content is 0.0020% by mass or more and 0.0150% by mass or less with respect to the total mass of the wire. 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。
The content of B includes the B conversion value of B oxide,
When the B conversion value of the B oxide with respect to the total mass of the wire is expressed as [B oxide] in mass%,
The basic flux according to any one of claims 1 to 3, wherein the value calculated by formula (5): [B oxide]/[B] is 0.5 or more. input wire.
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、BaF、CaF及びSrF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BaFのBa換算値を含み、
前記Caの含有量は、前記CaFのCa換算値を含み、
前記Srの含有量は、前記SrFのSr換算値を含み、
前記Fの含有量は、前記BaF、前記CaF及び前記SrF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。
Ba: 4.00% by mass or less,
Ca: 3.00% by mass or less, and Sr: 4.00% by mass or less, containing at least one selected from
The flux contains at least one selected from BaF 2 , CaF 2 and SrF 2 which are fluorides of Ba, Ca and Sr,
The Ba content includes the Ba conversion value of the BaF2 ,
The Ca content includes the Ca conversion value of the CaF2 ,
The Sr content includes the Sr conversion value of the SrF2 ,
The basic flux-cored wire according to any one of claims 1 to 4, wherein the F content includes the F conversion values of the BaF 2 , the CaF 2 and the SrF 2 .
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。 6. The basic flux-cored wire according to claim 5, wherein the F content and the F-equivalent value of all fluorides contained in the flux are equal. 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。 7. The wire according to any one of claims 1 to 6, wherein the oxide content in the wire is 0.005% by mass or more and 0.100% by mass or less with respect to the total mass of the wire. basic flux-cored wire. 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。
The Cr content is 0.20% by mass or more and 0.90% by mass or less with respect to the total mass of the wire,
The Mo content is 0.50% by mass or less with respect to the total mass of the wire,
Formula (6): The value calculated by [Cr] / ([Cr] + [Mo]) is 0.20 or more, according to any one of claims 1 to 7. Basic flux cored wire.
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。
The Cr content is 0.90% by mass or less with respect to the total mass of the wire,
The content of Mo is 0.10% by mass or more and 0.80% by mass or less with respect to the total mass of the wire,
Formula (7): [Mo] / ([Cr] + [Mo]) The value calculated by is 0.10 or more, according to any one of claims 1 to 7 Basic flux cored wire.
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。
As the strong deoxidizing element, 1.00% by mass or more and 2.50% by mass or less of Al is contained with respect to the total mass of the wire,
The Mg is 1.00% by mass or less,
When the content of Mg in the wire is expressed as [Mg] in mass% with respect to the total mass of the wire,
Any one of claims 1 to 9, wherein the value calculated by the formula (8): [Al] / ([Al] + [Mg]) is 0.5 or more and 1.0 or less. A basic flux-cored wire according to any one of the preceding paragraphs.
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。 The basic flux cored wire according to any one of claims 1 to 10, characterized in that said REM consists of La and Ce. 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。
For the total mass of weld metal,
C: 0.020% by mass or more and 0.100% by mass or less,
Si: 0.05% by mass or more and 0.50% by mass or less,
Mn: 0.20% by mass or more and 1.80% by mass or less,
Al: 0.30% by mass or more and 1.50% by mass or less,
Ce: 0.002% by mass or more and 0.010% by mass or less,
Fe: 85.0% by mass or more,
contains
La: 0.008% by mass or less,
P: 0.0200% by mass or less,
S: 0.0200% by mass or less,
Cr: 1.00% by mass or less,
Mo: 1.00% by mass or less,
Mg: 0.50% by mass or less,
Zr: 0.50% by mass or less,
Ti: 0.05% by mass or less,
Ca: 0.50% by mass or less,
Ni: 3.00% by mass or less,
B: 0.0090% by mass or less,
Ba: 1.00% by mass or less,
Nb: 0.001% by mass or less,
Cu: 0.1% by mass or less,
V: 0.001% by mass or less,
W: 0.1% by mass or less,
Ta: 0.1% by mass or less,
Sr: 1.00% by mass or less,
Total of alkali metal elements: 0.05% by mass or less,
O: 0.0250% by mass or less,
N: 0.0100% by mass or less, and
A weld metal characterized in that the balance is impurities.
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。 A basic flux-cored wire, characterized in that the weld metal according to claim 12 is obtained. 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。 A welding method comprising performing gas-shielded arc welding using the basic flux-cored wire according to any one of claims 1 to 11 and 13. 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。 A welded joint, characterized in that it is produced using the welding method of claim 14.
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