JP2024000691A - メタル系フラックス入りワイヤ - Google Patents
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Abstract
【課題】ステンレス鋼のアーク溶接においてブローホールの発生を低減することができるメタル系フラックス入りワイヤを提供する。【解決手段】メタル系フラックス入りワイヤは、ワイヤ全質量に対して、Ｆｅ：５０質量％以上６５質量％以下、Ｃｒ：２２．０質量％以上２９．０質量％以下、Ｎｉ：７．５質量％以上１１．０質量％以下、Ｍｏ：１．５質量％以上６．０質量％以下、Ｎ：０．２０質量％以上０．４０質量％以下、及び、Ｍｇ及びＡｌから選択された少なくとも一方を含有し、Ｍｎ：４．０質量％以下（０質量％を含む）、Ｓｉ：２．０質量％以下（０質量％を含む）、Ｔｉ：１．０質量％以下（０質量％を含む）、Ｆ：１．０質量％以下（０質量％を含む）であり、ワイヤ全質量に対するＭｇ含有量を質量％で［Ｍｇ］、ワイヤ全質量に対するＡｌ含有量を質量％で［Ａｌ］と表す場合に、［Ｍｇ］×５＋［Ａｌ］：０．５０以上５．０以下である。【選択図】なし
Description
本発明は、メタル系フラックス入りワイヤに関する。
一般に、化学プラント機器、石油または天然ガスの掘削用油井管、海水淡水化装置などの様々な分野において、オーステナイト系とフェライト系の金属組織によって形成される二相系ステンレス鋼が多用されている。このため、二相系ステンレス鋼の溶接に使用されるフラックス入りワイヤについての要求が高まっている。
例えば、特許文献１には、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｎ、Ｍｎ及びＳｉの含有量を規定するとともに、Ｔｉ合金のＴｉ換算値と、Ａｌ合金のＡｌ換算値との関係を適切に制御した二相系ステンレス鋼用のフラックス入りワイヤが提案されている。また、特許文献１には、上記フラックス入りワイヤを使用してアーク溶接することにより、溶接部の低温靱性および耐孔食性を向上させることが記載されている。
ところで、ステンレス鋼用のメタル系フラックス入りワイヤを用いてアーク溶接を行うとブローホールが発生しやすい。このため、ステンレス鋼用のメタル系フラックス入りワイヤでは、溶接時におけるブローホールの発生を抑制することが求められている。
しかしながら、上記特許文献１には、ＴｉＯ２等のスラグ成分を５％以上含有するスラグ系のフラックス入りワイヤについて詳しく検討されているが、メタル系のフラックス入りワイヤについては検討されていない。また、特許文献１のワイヤから単にスラグ成分を低減するとブローホールが発生してしまう問題があった。したがって、ステンレス鋼のアーク溶接において、ブローホールの発生を抑制可能なメタル系フラックス入りワイヤが求められている。
本発明は、上述した状況に鑑みてなされたものであり、ステンレス鋼のアーク溶接においてブローホールの発生を低減することができるメタル系フラックス入りワイヤ及びブローホールを低減した溶接金属を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、二相系ステンレス鋼のアーク溶接において、メタル系フラックス入りワイヤ中のＭｇ含有量とＡｌ含有量との関係を適切に制御することにより、ブローホールの発生を低減することができることを見出した。本発明は、この知見に基づいてなされたものである。
本発明の上記目的は、メタル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。
［１］ ワイヤ全質量に対して、
Ｆｅ：５０質量％以上６５質量％以下、
Ｃｒ：２２．０質量％以上２９．０質量％以下、
Ｎｉ：７．５質量％以上１１．０質量％以下、
Ｍｏ：１．５質量％以上６．０質量％以下、
Ｎ：０．２０質量％以上０．４０質量％以下、及び、
Ｍｇ及びＡｌから選択された少なくとも一方を含有し、
Ｍｎ：４．０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｓｉ：２．０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｔｉ：１．０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｆ：１．０質量％以下（０質量％を含む）であり、
ワイヤ全質量に対するＭｇ含有量を質量％で［Ｍｇ］、ワイヤ全質量に対するＡｌ含有量を質量％で［Ａｌ］と表す場合に、
［Ｍｇ］×５＋［Ａｌ］：０．５０以上５．０以下であることを特徴とする、メタル系フラックス入りワイヤ。
Ｆｅ：５０質量％以上６５質量％以下、
Ｃｒ：２２．０質量％以上２９．０質量％以下、
Ｎｉ：７．５質量％以上１１．０質量％以下、
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Ｎ：０．２０質量％以上０．４０質量％以下、及び、
Ｍｇ及びＡｌから選択された少なくとも一方を含有し、
Ｍｎ：４．０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｓｉ：２．０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｔｉ：１．０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｆ：１．０質量％以下（０質量％を含む）であり、
ワイヤ全質量に対するＭｇ含有量を質量％で［Ｍｇ］、ワイヤ全質量に対するＡｌ含有量を質量％で［Ａｌ］と表す場合に、
［Ｍｇ］×５＋［Ａｌ］：０．５０以上５．０以下であることを特徴とする、メタル系フラックス入りワイヤ。
また、メタル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］～［６］に関する。
［２］ ワイヤ全質量に対して、
Ｍｇ：０質量％超０．７０質量％以下を含有することを特徴とする、［１］に記載のメタル系フラックス入りワイヤ。
Ｍｇ：０質量％超０．７０質量％以下を含有することを特徴とする、［１］に記載のメタル系フラックス入りワイヤ。
［３］ ワイヤ全質量に対して、
Ａｌ：０．１０質量％以上０．６０質量％以下、及び、
Ｍｇ：０．１０質量％以上０．７０質量％以下を含有し、
［Ａｌ］＋［Ｍｇ］：０．３０以上１．２０以下であることを特徴とする、［１］又は［２］に記載のメタル系フラックス入りワイヤ。
Ａｌ：０．１０質量％以上０．６０質量％以下、及び、
Ｍｇ：０．１０質量％以上０．７０質量％以下を含有し、
［Ａｌ］＋［Ｍｇ］：０．３０以上１．２０以下であることを特徴とする、［１］又は［２］に記載のメタル系フラックス入りワイヤ。
［４］ さらに、Ｎａ、Ｃ、Ｎｂ及びＣｕから選択された少なくとも１種を、
ワイヤ全質量に対して、
Ｎａ：０．５質量％以下、
Ｃ：２．０質量％以下、
Ｎｂ：１．０質量％以下、
Ｃｕ：５．０質量％以下の範囲で含有することを特徴とする、［１］～［３］のいずれか１つに記載のメタル系フラックス入りワイヤ。
ワイヤ全質量に対して、
Ｎａ：０．５質量％以下、
Ｃ：２．０質量％以下、
Ｎｂ：１．０質量％以下、
Ｃｕ：５．０質量％以下の範囲で含有することを特徴とする、［１］～［３］のいずれか１つに記載のメタル系フラックス入りワイヤ。
［５］ さらに、ワイヤ全質量に対して、
Ｏ：２．０質量％以下を含有することを特徴とする、［１］～［３］のいずれか１つに記載のメタル系フラックス入りワイヤ。
Ｏ：２．０質量％以下を含有することを特徴とする、［１］～［３］のいずれか１つに記載のメタル系フラックス入りワイヤ。
［６］ さらに、ワイヤ全質量に対して、
Ｏ：２．０質量％以下を含有することを特徴とする、［４］に記載のメタル系フラックス入りワイヤ。
Ｏ：２．０質量％以下を含有することを特徴とする、［４］に記載のメタル系フラックス入りワイヤ。
また、本発明の上記目的は、溶接金属に係る下記［７］の構成により達成される。
［７］ ［１］～［６］のいずれか１つに記載のメタル系フラックス入りワイヤを用いたガスシールドアーク溶接により製造されることを特徴とする、溶接金属。
本発明によれば、ステンレス鋼のアーク溶接においてブローホールの発生を低減することができるメタル系フラックス入りワイヤ及びブローホールを低減した溶接金属を提供することができる。
以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、本明細書において、メタル系フラックス入りワイヤを、単に「ワイヤ」ということがある。また、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。
〔メタル系フラックス入りワイヤ〕
本実施形態に係るメタル系フラックス入りワイヤは、ステンレス鋼用の溶接材料として使用されるものであり、スラグ系フラックス入りワイヤと比較して、スラグ形成成分が少ない。具体的には、本実施形態のメタル系フラックス入りワイヤは、Ｏの含有量が２．０質量％以下とされている。本実施形態に係るメタル系フラックス入りワイヤは、筒状の外皮と、その外皮の内部に充填されたメタル系のフラックスとからなる。なお、フラックス入りワイヤとしては、外皮に継目のないシームレスタイプ、Ｃ断面、重ね断面等のように管状に成形され、外皮に継目のあるシームタイプ等があるが、本実施形態においてはいずれの形態であってもよい。ステンレス鋼としては特に限定されるものではなく、例えば二相系ステンレス鋼であり、被溶接材としてより具体的には鋼板や管などである。なお、本実施形態のフラックス入りワイヤはステンレス鋼以外にも用いることができる。
本実施形態に係るメタル系フラックス入りワイヤは、ステンレス鋼用の溶接材料として使用されるものであり、スラグ系フラックス入りワイヤと比較して、スラグ形成成分が少ない。具体的には、本実施形態のメタル系フラックス入りワイヤは、Ｏの含有量が２．０質量％以下とされている。本実施形態に係るメタル系フラックス入りワイヤは、筒状の外皮と、その外皮の内部に充填されたメタル系のフラックスとからなる。なお、フラックス入りワイヤとしては、外皮に継目のないシームレスタイプ、Ｃ断面、重ね断面等のように管状に成形され、外皮に継目のあるシームタイプ等があるが、本実施形態においてはいずれの形態であってもよい。ステンレス鋼としては特に限定されるものではなく、例えば二相系ステンレス鋼であり、被溶接材としてより具体的には鋼板や管などである。なお、本実施形態のフラックス入りワイヤはステンレス鋼以外にも用いることができる。
次に、本実施形態に係るメタル系フラックス入りワイヤに含有される化学成分について、その含有理由及び数値限定理由を詳細に説明する。なお、所望の特性を得るための各元素は、外皮及びフラックスのいずれから含有されていてもよい。したがって、以下の説明において、特に断りのない限り、メタル系フラックス入りワイヤ中の各成分量は外皮中及びフラックス中に含有される成分の合計量を、ワイヤ全質量（外皮と外皮内のフラックスの合計量）に対する含有量とした値で規定される。
＜Ｃｒ：２２．０質量％以上２９．０質量％以下＞
Ｃｒは、フェライト安定化元素として、フェライト相とオーステナイト相とのバランスを調整する役割を有するとともに、不動態被膜の形成元素として溶接部の耐孔食性を向上させる作用を有する。ワイヤ中のＣｒの含有量が２２．０質量％未満であると、上記作用を十分に得ることができない。したがって、ワイヤ全質量に対するＣｒ含有量は、２２．０質量％以上とし、２３質量％以上であることが好ましく、２４質量％以上であることがより好ましい。一方、ワイヤ中のＣｒの含有量が２９．０質量％を超えると、金属間化合物であるσ相が析出し、溶接部の低温靱性が低下する。したがって、ワイヤ全質量に対するＣｒ含有量は、２９．０質量％以下とし、２８質量％以下であることが好ましく、２７質量％以下であることがより好ましい。
Ｃｒは、フェライト安定化元素として、フェライト相とオーステナイト相とのバランスを調整する役割を有するとともに、不動態被膜の形成元素として溶接部の耐孔食性を向上させる作用を有する。ワイヤ中のＣｒの含有量が２２．０質量％未満であると、上記作用を十分に得ることができない。したがって、ワイヤ全質量に対するＣｒ含有量は、２２．０質量％以上とし、２３質量％以上であることが好ましく、２４質量％以上であることがより好ましい。一方、ワイヤ中のＣｒの含有量が２９．０質量％を超えると、金属間化合物であるσ相が析出し、溶接部の低温靱性が低下する。したがって、ワイヤ全質量に対するＣｒ含有量は、２９．０質量％以下とし、２８質量％以下であることが好ましく、２７質量％以下であることがより好ましい。
＜Ｎｉ：７．５質量％以上１１．０質量％以下＞
Ｎｉは、オーステナイト安定化元素としてフェライト／オーステナイト相バランスを調整する役割を有するとともに、溶接部の低温靱性向上に有効な元素である。ワイヤ中のＮｉの含有量が７．５質量％未満であると、上記効果を十分に得ることができない。したがって、ワイヤ全質量に対するＮｉ含有量は、７．５質量％以上とし、８．０質量％以上であることが好ましく、８．５質量％以上であることがより好ましい。一方、ワイヤ中のＮｉの含有量が１１．０質量％を超えると、溶接金属中のオーステナイト相が過多となり溶接部の強度が低下する。したがって、ワイヤ全質量に対するＮｉ含有量は、１１．０質量％以下とし、１０．５質量％以下であることが好ましく、１０．０質量％以下であることがより好ましい。
Ｎｉは、オーステナイト安定化元素としてフェライト／オーステナイト相バランスを調整する役割を有するとともに、溶接部の低温靱性向上に有効な元素である。ワイヤ中のＮｉの含有量が７．５質量％未満であると、上記効果を十分に得ることができない。したがって、ワイヤ全質量に対するＮｉ含有量は、７．５質量％以上とし、８．０質量％以上であることが好ましく、８．５質量％以上であることがより好ましい。一方、ワイヤ中のＮｉの含有量が１１．０質量％を超えると、溶接金属中のオーステナイト相が過多となり溶接部の強度が低下する。したがって、ワイヤ全質量に対するＮｉ含有量は、１１．０質量％以下とし、１０．５質量％以下であることが好ましく、１０．０質量％以下であることがより好ましい。
＜Ｍｏ：１．５質量％以上６．０質量％以下＞
Ｍｏは、フェライト安定化元素としてフェライト／オーステナイト相バランスを調整する役割があるとともに、Ｃｒとともに溶接部の耐孔食性を改善する作用を有する。ワイヤ中のＭｏの含有量が１．５質量％未満であると、上記作用を十分に得ることができない。したがって、ワイヤ全質量に対するＭｏ含有量は、１．５質量％以上とし、２．０質量％以上であることが好ましく、３．０質量％以上であることがより好ましい。一方、ワイヤ中のＭｏの含有量が６．０質量％を超えると、σ相の析出が助長され溶接部の低温靱性が低下する。したがって、ワイヤ全質量に対するＭｏ含有量は、６．０質量％以下とし、５．０質量％以下であることが好ましく、４．０質量％以下であることがより好ましい。
Ｍｏは、フェライト安定化元素としてフェライト／オーステナイト相バランスを調整する役割があるとともに、Ｃｒとともに溶接部の耐孔食性を改善する作用を有する。ワイヤ中のＭｏの含有量が１．５質量％未満であると、上記作用を十分に得ることができない。したがって、ワイヤ全質量に対するＭｏ含有量は、１．５質量％以上とし、２．０質量％以上であることが好ましく、３．０質量％以上であることがより好ましい。一方、ワイヤ中のＭｏの含有量が６．０質量％を超えると、σ相の析出が助長され溶接部の低温靱性が低下する。したがって、ワイヤ全質量に対するＭｏ含有量は、６．０質量％以下とし、５．０質量％以下であることが好ましく、４．０質量％以下であることがより好ましい。
＜Ｎ：０．２０質量％以上０．４０質量％以下＞
Ｎは、オーステナイト安定化元素としてフェライト／オーステナイト相バランスを調整する役割があるとともに、Ｃｒ、Ｍｏとともに溶接部の耐孔食性を改善する作用を有する。ワイヤ中のＮの含有量が０．２０質量％未満であると、上記作用を十分に得ることができない。したがって、ワイヤ全質量に対するＮ含有量は、０．２０質量％以上とし、０．２２質量％以上であることが好ましく、０．２４質量％以上であることがより好ましい。一方、ワイヤ中のＮの含有量が０．３０質量％を超えると、耐気孔欠陥性が低下して、健全な溶接継手を得ることが難しい。したがって、ワイヤ全質量に対するＮ含有量は、０．４０質量％以下とし、０．３５質量％以下であることが好ましく、０．２９質量％以下であることがより好ましく、０．２８質量％以下であることがさらに好ましい。
Ｎは、オーステナイト安定化元素としてフェライト／オーステナイト相バランスを調整する役割があるとともに、Ｃｒ、Ｍｏとともに溶接部の耐孔食性を改善する作用を有する。ワイヤ中のＮの含有量が０．２０質量％未満であると、上記作用を十分に得ることができない。したがって、ワイヤ全質量に対するＮ含有量は、０．２０質量％以上とし、０．２２質量％以上であることが好ましく、０．２４質量％以上であることがより好ましい。一方、ワイヤ中のＮの含有量が０．３０質量％を超えると、耐気孔欠陥性が低下して、健全な溶接継手を得ることが難しい。したがって、ワイヤ全質量に対するＮ含有量は、０．４０質量％以下とし、０．３５質量％以下であることが好ましく、０．２９質量％以下であることがより好ましく、０．２８質量％以下であることがさらに好ましい。
＜Ｍｎ：４．０質量％以下（０質量％を含む）＞
Ｍｎは、オーステナイト安定化元素としてフェライト／オーステナイト相バランスを調整する役割があるとともに、脱酸元素として作用する。本実施形態においては、脱酸元素として、ワイヤ中に必ずしもＭｎを含有させる必要はなく、０質量％であってもよい。ただし、溶接部の相バランスの観点から、ワイヤ全質量に対するＭｎ含有量は、０．２質量％以上であることが好ましく、０．５質量％以上であることがより好ましい。一方、ワイヤ中のＭｎの含有量が４．０質量％を超えると、ＭｎＳを形成し、溶接部の低温靱性が低下する。したがって、ワイヤ全質量に対するＭｎ含有量は、４．０質量％以下とし、３．０質量％以下であることが好ましく、２．０質量％以下であることがより好ましい。
Ｍｎは、オーステナイト安定化元素としてフェライト／オーステナイト相バランスを調整する役割があるとともに、脱酸元素として作用する。本実施形態においては、脱酸元素として、ワイヤ中に必ずしもＭｎを含有させる必要はなく、０質量％であってもよい。ただし、溶接部の相バランスの観点から、ワイヤ全質量に対するＭｎ含有量は、０．２質量％以上であることが好ましく、０．５質量％以上であることがより好ましい。一方、ワイヤ中のＭｎの含有量が４．０質量％を超えると、ＭｎＳを形成し、溶接部の低温靱性が低下する。したがって、ワイヤ全質量に対するＭｎ含有量は、４．０質量％以下とし、３．０質量％以下であることが好ましく、２．０質量％以下であることがより好ましい。
＜Ｓｉ：２．０質量％以下（０質量％を含む）＞
Ｓｉは、フェライト安定化元素としてフェライト／オーステナイト相バランスを調整する役割があるとともに、脱酸元素として作用する。本実施形態においては、脱酸元素として、ワイヤ中に必ずしもＳｉを含有させる必要はなく、０質量％であってもよい。ただし、溶接部の相バランスの観点から、ワイヤ全質量に対するＳｉ含有量は、０．１質量％以上であることが好ましく、０．３質量％以上であることがより好ましい。一方、ワイヤ中のＳｉの含有量が２．０質量％を超えると、固溶Ｓｉ量の増加により溶接部の低温靱性が低下する。したがって、ワイヤ全質量に対するＳｉ含有量は、２．０質量％以下とし、１．８質量％以下であることが好ましく、１．５質量％以下であることがより好ましい。
Ｓｉは、フェライト安定化元素としてフェライト／オーステナイト相バランスを調整する役割があるとともに、脱酸元素として作用する。本実施形態においては、脱酸元素として、ワイヤ中に必ずしもＳｉを含有させる必要はなく、０質量％であってもよい。ただし、溶接部の相バランスの観点から、ワイヤ全質量に対するＳｉ含有量は、０．１質量％以上であることが好ましく、０．３質量％以上であることがより好ましい。一方、ワイヤ中のＳｉの含有量が２．０質量％を超えると、固溶Ｓｉ量の増加により溶接部の低温靱性が低下する。したがって、ワイヤ全質量に対するＳｉ含有量は、２．０質量％以下とし、１．８質量％以下であることが好ましく、１．５質量％以下であることがより好ましい。
＜Ｔｉ：１．０質量％以下（０質量％を含む）＞
Ｔｉは、強力な脱酸元素であり、溶融状態の溶接金属中に残留する介在物と結びつき、酸化物を形成することで、ブローホール発生を抑制することができる。本実施形態においては、後述するＭｇ及びＡｌの含有量を適切に制御することにより、ブローホールを低減することができるため、脱酸元素としてワイヤ中に必ずしもＴｉを含有させる必要はなく、０質量％であってもよい。ただし、溶接部の低温靱性を向上させることを目的として、ワイヤ中にＴｉを含有させる場合に、ワイヤ全質量に対するＴｉ含有量は、０．１質量％以上であることが好ましく、０．３質量％以上であることがより好ましい。一方、ワイヤ中のＴｉの含有量が１．０質量％を超えると、余剰のＴｉが溶融状態の溶接金属中に導入されることになり、余剰Ｔｉの一部が、溶接金属中に存在するＮと反応してＴｉＮを形成する。その結果、介在物の凝集及び粗大化を招き、孔食の起点となるリスクが増大するのみならず、母相中に含まれるＮ量が減少することにより、溶接部の耐孔食性が低下する。したがって、ワイヤ全質量に対するＴｉ含有量は、１．０質量％以下とし、０．９質量％以下であることが好ましく、０．７質量％以下であることがより好ましい。
Ｔｉは、強力な脱酸元素であり、溶融状態の溶接金属中に残留する介在物と結びつき、酸化物を形成することで、ブローホール発生を抑制することができる。本実施形態においては、後述するＭｇ及びＡｌの含有量を適切に制御することにより、ブローホールを低減することができるため、脱酸元素としてワイヤ中に必ずしもＴｉを含有させる必要はなく、０質量％であってもよい。ただし、溶接部の低温靱性を向上させることを目的として、ワイヤ中にＴｉを含有させる場合に、ワイヤ全質量に対するＴｉ含有量は、０．１質量％以上であることが好ましく、０．３質量％以上であることがより好ましい。一方、ワイヤ中のＴｉの含有量が１．０質量％を超えると、余剰のＴｉが溶融状態の溶接金属中に導入されることになり、余剰Ｔｉの一部が、溶接金属中に存在するＮと反応してＴｉＮを形成する。その結果、介在物の凝集及び粗大化を招き、孔食の起点となるリスクが増大するのみならず、母相中に含まれるＮ量が減少することにより、溶接部の耐孔食性が低下する。したがって、ワイヤ全質量に対するＴｉ含有量は、１．０質量％以下とし、０．９質量％以下であることが好ましく、０．７質量％以下であることがより好ましい。
＜Ｆ：１．０質量％以下（０質量％を含む）＞
Ｆは、ピット、ブローホール等の気孔欠陥を抑制させる作用を有する。本実施形態においては、後述するＭｇ及びＡｌの含有量を適切に制御することにより、ブローホールを低減することができるため、ワイヤ中に必ずしもＦを含有させる必要はなく、０質量％であってもよい。ただし、気孔欠陥の発生をより一層抑制することを目的として、ワイヤ中にＦを含有させる場合に、ワイヤ全質量に対するＦ含有量は、０．０２質量％以上であることが好ましく、０．０５質量％以上であることがより好ましい。一方、ワイヤ中のＦの含有量が１．０質量％を超えても、さらなる耐気孔欠陥性改善効果を得られないばかりか、アーク安定性が低下する。したがって、ワイヤ全質量に対するＦ含有量は、１．０質量％以下とする。
Ｆは、ピット、ブローホール等の気孔欠陥を抑制させる作用を有する。本実施形態においては、後述するＭｇ及びＡｌの含有量を適切に制御することにより、ブローホールを低減することができるため、ワイヤ中に必ずしもＦを含有させる必要はなく、０質量％であってもよい。ただし、気孔欠陥の発生をより一層抑制することを目的として、ワイヤ中にＦを含有させる場合に、ワイヤ全質量に対するＦ含有量は、０．０２質量％以上であることが好ましく、０．０５質量％以上であることがより好ましい。一方、ワイヤ中のＦの含有量が１．０質量％を超えても、さらなる耐気孔欠陥性改善効果を得られないばかりか、アーク安定性が低下する。したがって、ワイヤ全質量に対するＦ含有量は、１．０質量％以下とする。
＜［Ｍｇ］×５＋［Ａｌ］：０．５０以上５．０以下＞
Ｍｇ及びＡｌは、強力な脱酸元素であり、本実施形態における最も重要な元素である。本実施形態においては、ワイヤ中に必ずしもＭｇ及びＡｌの両方を含有させる必要はなく、Ｍｇ及びＡｌから選択された少なくとも一方を含有すればよい。本発明者らは、ＭｇはＡｌと比較して、ブローホールの発生を低減する効果が高く、少量含有されている場合であっても上記効果を得ることができることを見出し、下記式（１）により表されるパラメータを導いた。
Ｍｇ及びＡｌは、強力な脱酸元素であり、本実施形態における最も重要な元素である。本実施形態においては、ワイヤ中に必ずしもＭｇ及びＡｌの両方を含有させる必要はなく、Ｍｇ及びＡｌから選択された少なくとも一方を含有すればよい。本発明者らは、ＭｇはＡｌと比較して、ブローホールの発生を低減する効果が高く、少量含有されている場合であっても上記効果を得ることができることを見出し、下記式（１）により表されるパラメータを導いた。
［Ｍｇ］×５＋［Ａｌ］ ・・・式（１）
ただし、［Ｍｇ］は、ワイヤ全質量に対するＭｇ含有量を質量％で表した値であり、［Ａｌ］は、ワイヤ全質量に対するＡｌ含有量を質量％で表した値である。
ただし、［Ｍｇ］は、ワイヤ全質量に対するＭｇ含有量を質量％で表した値であり、［Ａｌ］は、ワイヤ全質量に対するＡｌ含有量を質量％で表した値である。
本実施形態においては、ワイヤ中のＭｇ含有量及びＡｌ含有量に基づき、上記式（１）により算出される値が所望の範囲となるように、Ｍｇ及びＡｌの含有量を規定する。上記式（１）により得られる値が０．５０未満であると、ブローホールの発生を低減することができない。したがって、上記式（１）により得られる値は、０．５０以上とし、０．７０以上であることが好ましく、１．０以上であることがより好ましい。一方、上記式（１）により得られる値が５．０を超えると、作業性が著しく劣化する。したがって、上記式（１）により得られる値は、５．０以下とし、４．０以下であることが好ましく、３．０以下であることがより好ましい。なお、ブローホールの発生をより一層低減する観点から、Ｍｇ：０質量％超、Ａｌ：０質量％超とするとともに、上記式（１）により得られる値を、１．５以上とすることがさらに好ましい。また、溶接作業性をより一層向上させる観点からは、上記式（１）により得られる値の下限を、１．０以上にすることがさらに好ましい。また、同様に、溶接作業性をより一層向上させる観点から上限を２．５以下とすることがさらに好ましい。
＜Ｍｇ：０質量％超０．７０質量％以下＞
上述のとおり、本実施形態においては、ワイヤ中に必ずしもＭｇ及びＡｌの両方を含有させる必要はないが、ブローホールの発生をより一層低減することを目的として、Ｍｇ含有量を規定することが好ましい。ワイヤ中のＭｇ含有量が０質量％超であれば、ブローホールの発生を低減する効果を得ることができる。したがって、ワイヤ全質量に対するＭｇ含有量は、０質量％超であることが好ましく、０．１質量％以上であることがより好ましく、０．２質量％以上であることがさらに好ましい。一方、ワイヤ中のＭｇ含有量が０．７０質量％以下であれば、作業性を劣化させることなく、溶接を実施することができる。したがって、ワイヤ全質量に対するＭｇ含有量は、０．７０質量％以下であることが好ましく、０．６０質量％以下であることがより好ましく、０．５０質量％以下であることがさらに好ましい。
上述のとおり、本実施形態においては、ワイヤ中に必ずしもＭｇ及びＡｌの両方を含有させる必要はないが、ブローホールの発生をより一層低減することを目的として、Ｍｇ含有量を規定することが好ましい。ワイヤ中のＭｇ含有量が０質量％超であれば、ブローホールの発生を低減する効果を得ることができる。したがって、ワイヤ全質量に対するＭｇ含有量は、０質量％超であることが好ましく、０．１質量％以上であることがより好ましく、０．２質量％以上であることがさらに好ましい。一方、ワイヤ中のＭｇ含有量が０．７０質量％以下であれば、作業性を劣化させることなく、溶接を実施することができる。したがって、ワイヤ全質量に対するＭｇ含有量は、０．７０質量％以下であることが好ましく、０．６０質量％以下であることがより好ましく、０．５０質量％以下であることがさらに好ましい。
＜Ａｌ：０．１０質量％以上０．６０質量％以下＞
Ａｌは、Ｍｇと同様に強力な脱酸元素であり、本実施形態における重要な元素である。本実施形態においては、ワイヤ中に必ずしもＡｌを含有させる必要はないが、ブローホールの発生をより一層低減することを目的として、Ａｌ含有量を規定することが好ましい。ワイヤ中のＡｌ含有量が０．１０質量％以上であれば、ブローホールの発生を低減する効果を得ることができる。したがって、ワイヤ全質量に対するＡｌ含有量は、０．１０質量％以上であることが好ましく、０．１２質量％以上であることがより好ましい。一方、ワイヤ中のＡｌ含有量が０．６０質量％以下であれば、アークが安定となりブローホールも発生しづらい。したがって、ワイヤ全質量に対するＡｌ含有量は、０．６０質量％以下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。
＜［Ａｌ］＋［Ｍｇ］：０．３０以上１．２０以下＞
上述のとおり、本実施形態においては、ワイヤ中に必ずしもＭｇ及びＡｌの両方を含有させる必要はないが、ＡｌをＭｇとともにワイヤ中に適切な含有量で含有させることにより、溶接作業性を向上させることができる。
［Ａｌ］＋［Ｍｇ］が０．３０以上１．２０以下であると、溶接作業性の向上と、ブローホールの発生低減の両方の効果を得ることができる。より詳細には、［Ａｌ］＋［Ｍｇ］により得られる値は、０．３０以上とすることが好ましく、０．５０以上とすることがより好ましい。一方、［Ａｌ］＋［Ｍｇ］により得られる値は、１．２０以下とすることが好ましく、１．０以下とすることがより好ましい。
Ａｌは、Ｍｇと同様に強力な脱酸元素であり、本実施形態における重要な元素である。本実施形態においては、ワイヤ中に必ずしもＡｌを含有させる必要はないが、ブローホールの発生をより一層低減することを目的として、Ａｌ含有量を規定することが好ましい。ワイヤ中のＡｌ含有量が０．１０質量％以上であれば、ブローホールの発生を低減する効果を得ることができる。したがって、ワイヤ全質量に対するＡｌ含有量は、０．１０質量％以上であることが好ましく、０．１２質量％以上であることがより好ましい。一方、ワイヤ中のＡｌ含有量が０．６０質量％以下であれば、アークが安定となりブローホールも発生しづらい。したがって、ワイヤ全質量に対するＡｌ含有量は、０．６０質量％以下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。
＜［Ａｌ］＋［Ｍｇ］：０．３０以上１．２０以下＞
上述のとおり、本実施形態においては、ワイヤ中に必ずしもＭｇ及びＡｌの両方を含有させる必要はないが、ＡｌをＭｇとともにワイヤ中に適切な含有量で含有させることにより、溶接作業性を向上させることができる。
［Ａｌ］＋［Ｍｇ］が０．３０以上１．２０以下であると、溶接作業性の向上と、ブローホールの発生低減の両方の効果を得ることができる。より詳細には、［Ａｌ］＋［Ｍｇ］により得られる値は、０．３０以上とすることが好ましく、０．５０以上とすることがより好ましい。一方、［Ａｌ］＋［Ｍｇ］により得られる値は、１．２０以下とすることが好ましく、１．０以下とすることがより好ましい。
本実施形態に係るメタル系フラックス入りワイヤには、さらに、Ｎａ、Ｃ、Ｎｂ及びＣｕから選択された少なくとも１種を含有させることが好ましい。以下、各成分の上限値及びその限定理由について説明する。
＜Ｎａ：０．５質量％以下＞
Ｎａはアーク安定性を確保する効果があり、本実施形態においてアーク微調整剤としての効果を有する。ワイヤ中にＮａを含有させる場合に、ワイヤ中のＮａの含有量が０．５質量％以下であれば、アークが強くなりすぎず、吸湿性が劣化することもない。したがって、ワイヤ全質量に対するＮａ含有量は、０．５質量％以下であることが好ましく、０．３質量％以下であることがより好ましい。
Ｎａはアーク安定性を確保する効果があり、本実施形態においてアーク微調整剤としての効果を有する。ワイヤ中にＮａを含有させる場合に、ワイヤ中のＮａの含有量が０．５質量％以下であれば、アークが強くなりすぎず、吸湿性が劣化することもない。したがって、ワイヤ全質量に対するＮａ含有量は、０．５質量％以下であることが好ましく、０．３質量％以下であることがより好ましい。
＜Ｃ：２．０質量％以下＞
ＣはＮｂ等の元素と結合し、微細析出することで溶接金属の強度を向上させる成分である一方で、耐食性を劣化させる成分でもある。ワイヤ中にＣを含有させる場合に、ワイヤ中のＣの含有量が２．０質量％以下であれば、溶接金属の耐食性を劣化させることなく、溶接金属の強度を向上させる効果を得ることができる。したがって、ワイヤ全質量に対するＣ含有量は、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。
ＣはＮｂ等の元素と結合し、微細析出することで溶接金属の強度を向上させる成分である一方で、耐食性を劣化させる成分でもある。ワイヤ中にＣを含有させる場合に、ワイヤ中のＣの含有量が２．０質量％以下であれば、溶接金属の耐食性を劣化させることなく、溶接金属の強度を向上させる効果を得ることができる。したがって、ワイヤ全質量に対するＣ含有量は、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。
＜Ｎｂ：１．０質量％以下＞
Ｎｂは、Ｃと結合して溶接金属の強度を向上させる成分である一方で、結晶粒界に低融点化合物を生成させて耐凝固割れ性を劣化させる成分である。ワイヤ中にＮｂを含有させる場合に、ワイヤ中のＮｂの含有量が１．０質量％以下であれば、溶接金属の耐凝固割れ性を劣化させることなく、溶接金属の強度を向上させることができる。したがって、ワイヤ全質量に対するＮｂ含有量は、１．０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。
Ｎｂは、Ｃと結合して溶接金属の強度を向上させる成分である一方で、結晶粒界に低融点化合物を生成させて耐凝固割れ性を劣化させる成分である。ワイヤ中にＮｂを含有させる場合に、ワイヤ中のＮｂの含有量が１．０質量％以下であれば、溶接金属の耐凝固割れ性を劣化させることなく、溶接金属の強度を向上させることができる。したがって、ワイヤ全質量に対するＮｂ含有量は、１．０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。
＜Ｃｕ：５．０質量％以下＞
Ｃｕは、溶接金属の強度を高める効果を有する成分である一方で、溶接金属の高温割れ発生の危険性を高めるとともに、過剰な硬化が生じることにより、溶接金属の靱性を劣化させる成分でもある。ワイヤ中にＣｕを含有させる場合に、ワイヤ中のＣｕの含有量が５．０質量％以下であれば、溶接金属の高温割れ性及び靱性を劣化させることなく、溶接金属の強度を向上させることができる。したがって、ワイヤ全質量に対するＣｕ含有量は、５．０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。
Ｃｕは、溶接金属の強度を高める効果を有する成分である一方で、溶接金属の高温割れ発生の危険性を高めるとともに、過剰な硬化が生じることにより、溶接金属の靱性を劣化させる成分でもある。ワイヤ中にＣｕを含有させる場合に、ワイヤ中のＣｕの含有量が５．０質量％以下であれば、溶接金属の高温割れ性及び靱性を劣化させることなく、溶接金属の強度を向上させることができる。したがって、ワイヤ全質量に対するＣｕ含有量は、５．０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。
＜Ｏ：２．０質量％以下＞
Ｏは、ブローホールを発生させやすくする成分であるとともに、溶接金属中の酸素量を増加させることにより、溶接金属の靱性を低下させる成分でもある。ワイヤ中にＯを含有させる場合に、ワイヤ中のＯの含有量が２．０質量％以下であれば、ブローホールの発生を増加させることがなく、良好な靱性を有する溶接金属を得ることができる。したがって、ワイヤ全質量に対するＯ含有量は、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く、０．５質量％以下であることがさらに好ましく、０．１質量％以下であることが特に好ましい。
Ｏは、ブローホールを発生させやすくする成分であるとともに、溶接金属中の酸素量を増加させることにより、溶接金属の靱性を低下させる成分でもある。ワイヤ中にＯを含有させる場合に、ワイヤ中のＯの含有量が２．０質量％以下であれば、ブローホールの発生を増加させることがなく、良好な靱性を有する溶接金属を得ることができる。したがって、ワイヤ全質量に対するＯ含有量は、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く、０．５質量％以下であることがさらに好ましく、０．１質量％以下であることが特に好ましい。
＜Ｆｅ：５０質量％以上６５質量％以下＞
Ｆｅは、本実施形態に係るメタル系フラックス入りワイヤの主成分であり、所望の特性を有する溶接金属を得るために、Ｆｅ含有量を調整することが好ましい。ワイヤ全質量に対するＦｅ含有量は、５０質量％以上であることが好ましく、５５質量％以上であることがより好ましく、５７質量％以上であることがさらに好ましく、５８質量％以上であることが特に好ましい。一方、ワイヤ中のＦｅ含有量が６５質量％以下であることが実際的である。
Ｆｅは、本実施形態に係るメタル系フラックス入りワイヤの主成分であり、所望の特性を有する溶接金属を得るために、Ｆｅ含有量を調整することが好ましい。ワイヤ全質量に対するＦｅ含有量は、５０質量％以上であることが好ましく、５５質量％以上であることがより好ましく、５７質量％以上であることがさらに好ましく、５８質量％以上であることが特に好ましい。一方、ワイヤ中のＦｅ含有量が６５質量％以下であることが実際的である。
なお、本実施形態に係るメタル系フラックス入りワイヤにおいて、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｎ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｔｉ及びＦの含有量の合計は、ワイヤ全質量に対して９０質量％以上であることが好ましく、９３質量％以上であることがより好ましく、９６質量％以上であることがさらに好ましく、９８質量％以上であることが特に好ましい。
＜残部＞
なお、本実施形態に係るメタル系フラックス入りワイヤは、残部として、不可避的不純物の他に、上記効果を妨げない範囲で、種々の金属成分を含有させることができる。金属成分としては、耐食性及び機械性能の観点から、Ｖ、Ｗ等がワイヤ中に含有されていてもよく、アーク安定性の観点から、Ｋ、Ｌｉ等がワイヤ中に含有されていてもよい。これらの金属成分の合計量としては例えば０．３０質量％未満とすることが好ましい。不可避的不純物としては、Ｐ、Ｓ等が挙げられる。
なお、本実施形態に係るメタル系フラックス入りワイヤは、残部として、不可避的不純物の他に、上記効果を妨げない範囲で、種々の金属成分を含有させることができる。金属成分としては、耐食性及び機械性能の観点から、Ｖ、Ｗ等がワイヤ中に含有されていてもよく、アーク安定性の観点から、Ｋ、Ｌｉ等がワイヤ中に含有されていてもよい。これらの金属成分の合計量としては例えば０．３０質量％未満とすることが好ましい。不可避的不純物としては、Ｐ、Ｓ等が挙げられる。
＜シールドガスの種類及び流量＞
本実施形態に係るメタル系フラックス入りワイヤによる溶接時において、使用するシールドガスは特に制限されないが、例えばＡｒガス、炭酸ガス、Ａｒガスと炭酸ガスの混合ガス、Ａｒガスと酸素ガスの混合ガスを用いることができる。ガスの流量も特に制限されないが、例えば１５～３０Ｌ／分とすることができる。
本実施形態に係るメタル系フラックス入りワイヤによる溶接時において、使用するシールドガスは特に制限されないが、例えばＡｒガス、炭酸ガス、Ａｒガスと炭酸ガスの混合ガス、Ａｒガスと酸素ガスの混合ガスを用いることができる。ガスの流量も特に制限されないが、例えば１５～３０Ｌ／分とすることができる。
＜溶接姿勢、ワイヤの外皮の厚さ、及びワイヤ径＞
また、本実施形態に係るメタル系フラックスワイヤを使用した溶接姿勢は特に限定されず、種々の溶接姿勢で溶接を実施することができる。さらに、本実施形態に係るメタル系フラックス入りワイヤの外皮の厚さ、及びワイヤ径（直径）についても、特に限定されないが、ＡＷＳ又はＪＩＳ等の溶接材料規格に規定された直径のワイヤに適用することができる。
また、本実施形態に係るメタル系フラックスワイヤを使用した溶接姿勢は特に限定されず、種々の溶接姿勢で溶接を実施することができる。さらに、本実施形態に係るメタル系フラックス入りワイヤの外皮の厚さ、及びワイヤ径（直径）についても、特に限定されないが、ＡＷＳ又はＪＩＳ等の溶接材料規格に規定された直径のワイヤに適用することができる。
〔溶接金属〕
本実施形態に係る溶接金属は、上記メタル系フラックス入りワイヤを使用した溶接により得られるものである。溶接条件については特に限定されず、一般的に使用される溶接条件を使用することができる。一般的に使用される溶接条件とは、例えば、ＪＩＳ Ｚ３１８４：２００３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。
本実施形態に係る溶接金属は、上記メタル系フラックス入りワイヤを使用した溶接により得られるものである。溶接条件については特に限定されず、一般的に使用される溶接条件を使用することができる。一般的に使用される溶接条件とは、例えば、ＪＩＳ Ｚ３１８４：２００３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。
以下、本発明に係る発明例及び比較例を挙げて、本発明の効果を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
［メタル系フラックス入りワイヤの製造］
ワイヤの含有成分が種々の含有量となるように、ワイヤ径が１．２ｍｍであるメタル系フラックス入りワイヤを作製した。ワイヤ全質量あたりの化学成分の含有量（質量％）、式（１）及び式（［Ａｌ］＋［Ｍｇ］）により算出される値を下記表１に示す。なお、ワイヤ中の下記表１に示す化学成分を除く残部は不可避的不純物を含む。また、表１の「－」はその成分を積極的に含有させていないことを意味する。
ワイヤの含有成分が種々の含有量となるように、ワイヤ径が１．２ｍｍであるメタル系フラックス入りワイヤを作製した。ワイヤ全質量あたりの化学成分の含有量（質量％）、式（１）及び式（［Ａｌ］＋［Ｍｇ］）により算出される値を下記表１に示す。なお、ワイヤ中の下記表１に示す化学成分を除く残部は不可避的不純物を含む。また、表１の「－」はその成分を積極的に含有させていないことを意味する。
［ガスシールドアーク溶接］
図１は、発明例及び比較例のメタル系フラックス入りワイヤを用いて溶接した際の母材の形状を示す模式図である。図１に示すように、板厚が１２ｍｍである板材を準備し、一方の面から６ｍｍの深さで溝１ａを加工して、母材１を作製した。なお、溝１ａの開先角度は６０°とし、溝１ａの底部１ｂには、半径３ｍｍのＲ加工を施し、溝形状をＵ字状とした。その後、作製したメタル系フラックス入りワイヤを使用して、母材１に対してガスシールドアーク溶接を実施した。溶接条件を以下に示す。
図１は、発明例及び比較例のメタル系フラックス入りワイヤを用いて溶接した際の母材の形状を示す模式図である。図１に示すように、板厚が１２ｍｍである板材を準備し、一方の面から６ｍｍの深さで溝１ａを加工して、母材１を作製した。なお、溝１ａの開先角度は６０°とし、溝１ａの底部１ｂには、半径３ｍｍのＲ加工を施し、溝形状をＵ字状とした。その後、作製したメタル系フラックス入りワイヤを使用して、母材１に対してガスシールドアーク溶接を実施した。溶接条件を以下に示す。
＜溶接条件＞
母材の種類：ＪＩＳ Ｇ ４３０４ ＳＵＳ８２１Ｌ１
シールドガスの種類、流量：８０％Ａｒ－２０％ＣＯ２の混合ガス、２５リットル／分
溶接電流２５０Ａ
溶接電圧：３０Ｖ
溶接姿勢：下向き溶接
溶接速度：３００ｍｍ／分
パス：溝１ａに対して２層２パス
母材の種類：ＪＩＳ Ｇ ４３０４ ＳＵＳ８２１Ｌ１
シールドガスの種類、流量：８０％Ａｒ－２０％ＣＯ２の混合ガス、２５リットル／分
溶接電流２５０Ａ
溶接電圧：３０Ｖ
溶接姿勢：下向き溶接
溶接速度：３００ｍｍ／分
パス：溝１ａに対して２層２パス
［評価試験］
各メタル系フラックス入りワイヤについて、溶接作業性を評価するとともに、耐気孔欠陥性を評価した。各評価方法及び評価基準を以下に示す。
各メタル系フラックス入りワイヤについて、溶接作業性を評価するとともに、耐気孔欠陥性を評価した。各評価方法及び評価基準を以下に示す。
＜溶接作業性＞
溶接時のアークの安定性、スパッタ発生量及びビード形状の官能評価を実施することにより、溶接作業性を評価した。評価基準としては、全ての評価項目について総合的に溶接作業性に優れた結果であったものを「◎：優良」、概ね優れた結果であったが、上記評価項目のいずれか１種が優良のワイヤより劣っていたものを「○：良好」とし、上記評価項目の２種以上が優良の場合より劣っていたものの、実用できるレベルであったものを「△：実用可能」とした。
溶接時のアークの安定性、スパッタ発生量及びビード形状の官能評価を実施することにより、溶接作業性を評価した。評価基準としては、全ての評価項目について総合的に溶接作業性に優れた結果であったものを「◎：優良」、概ね優れた結果であったが、上記評価項目のいずれか１種が優良のワイヤより劣っていたものを「○：良好」とし、上記評価項目の２種以上が優良の場合より劣っていたものの、実用できるレベルであったものを「△：実用可能」とした。
＜耐気孔欠陥性＞
得られた溶接ビード（３００ｍｍ）に対して、放射線透過試験を実施し、３００ｍｍの長さの領域におけるブローホールの個数を測定することにより、耐気孔欠陥性を評価した。評価基準としては、ブローホールの個数が０～５個であったものを「◎：優良」、ブローホールの個数が６～４９個であったものを「○：良好」、ブローホールの個数が５０～７９個であったものを「△：実用可能」とし、これらを合格と判断した。また、ブローホールの個数が８０個以上であったものを「×：不良」とし、不合格と判断した。
溶接作業性及び耐気孔欠陥性の評価結果を下記表２に示す。
得られた溶接ビード（３００ｍｍ）に対して、放射線透過試験を実施し、３００ｍｍの長さの領域におけるブローホールの個数を測定することにより、耐気孔欠陥性を評価した。評価基準としては、ブローホールの個数が０～５個であったものを「◎：優良」、ブローホールの個数が６～４９個であったものを「○：良好」、ブローホールの個数が５０～７９個であったものを「△：実用可能」とし、これらを合格と判断した。また、ブローホールの個数が８０個以上であったものを「×：不良」とし、不合格と判断した。
溶接作業性及び耐気孔欠陥性の評価結果を下記表２に示す。
［評価結果］
上記表１及び表２に示すように、発明例Ｎｏ．１～１４は、ワイヤの化学成分が、本発明で規定する数値範囲内であるため、ブローホールの発生を低減することができた。特に、発明例Ｎｏ.９～１４は、Ｍｇ：０質量％超及びＡｌ：０質量％超であるとともに、式（１）：［Ｍｇ］×５＋［Ａｌ］により得られる値が１．５以上であったため、耐気孔欠陥性の評価結果がより一層優れた結果となった。また、発明例Ｎｏ.７～９及び１２～１４は、式（１）により得られる値が１．０以上、２．５以下であったため、作業性の評価結果がより一層優れた結果となった。
これに対して、比較例Ｎｏ．１～３は、ワイヤの化学成分又は式(１)により算出される値が本発明で規定する数値範囲から外れているため、耐気孔欠陥性の評価結果が不良となった。
上記表１及び表２に示すように、発明例Ｎｏ．１～１４は、ワイヤの化学成分が、本発明で規定する数値範囲内であるため、ブローホールの発生を低減することができた。特に、発明例Ｎｏ.９～１４は、Ｍｇ：０質量％超及びＡｌ：０質量％超であるとともに、式（１）：［Ｍｇ］×５＋［Ａｌ］により得られる値が１．５以上であったため、耐気孔欠陥性の評価結果がより一層優れた結果となった。また、発明例Ｎｏ.７～９及び１２～１４は、式（１）により得られる値が１．０以上、２．５以下であったため、作業性の評価結果がより一層優れた結果となった。
これに対して、比較例Ｎｏ．１～３は、ワイヤの化学成分又は式(１)により算出される値が本発明で規定する数値範囲から外れているため、耐気孔欠陥性の評価結果が不良となった。
１ 母材
１ａ 溝
１ａ 溝
Claims (7)
- ワイヤ全質量に対して、
Ｆｅ：５０質量％以上６５質量％以下、
Ｃｒ：２２．０質量％以上２９．０質量％以下、
Ｎｉ：７．５質量％以上１１．０質量％以下、
Ｍｏ：１．５質量％以上６．０質量％以下、
Ｎ：０．２０質量％以上０．４０質量％以下、及び、
Ｍｇ及びＡｌから選択された少なくとも一方を含有し、
Ｍｎ：４．０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｓｉ：２．０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｔｉ：１．０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｆ：１．０質量％以下（０質量％を含む）であり、
ワイヤ全質量に対するＭｇ含有量を質量％で［Ｍｇ］、ワイヤ全質量に対するＡｌ含有量を質量％で［Ａｌ］と表す場合に、
［Ｍｇ］×５＋［Ａｌ］：０．５０以上５．０以下であることを特徴とする、メタル系フラックス入りワイヤ。 - ワイヤ全質量に対して、
Ｍｇ：０質量％超０．７０質量％以下を含有することを特徴とする、請求項１に記載のメタル系フラックス入りワイヤ。 - ワイヤ全質量に対して、
Ａｌ：０．１０質量％以上０．６０質量％以下、及び、
Ｍｇ：０．１０質量％以上０．７０質量％以下を含有し、
［Ａｌ］＋［Ｍｇ］：０．３０以上１．２０以下であることを特徴とする、請求項１に記載のメタル系フラックス入りワイヤ。 - さらに、Ｎａ、Ｃ、Ｎｂ及びＣｕから選択された少なくとも１種を、
ワイヤ全質量に対して、
Ｎａ：０．５質量％以下、
Ｃ：２．０質量％以下、
Ｎｂ：１．０質量％以下、
Ｃｕ：５．０質量％以下の範囲で含有することを特徴とする、請求項１に記載のメタル系フラックス入りワイヤ。 - さらに、ワイヤ全質量に対して、
Ｏ：２．０質量％以下を含有することを特徴とする、請求項１に記載のメタル系フラックス入りワイヤ。 - さらに、ワイヤ全質量に対して、
Ｏ：２．０質量％以下を含有することを特徴とする、請求項４に記載のメタル系フラックス入りワイヤ。 - 請求項１～６のいずれか１項に記載のメタル系フラックス入りワイヤを用いたガスシールドアーク溶接により製造されることを特徴とする、溶接金属。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022099539A JP2024000691A (ja) | 2022-06-21 | 2022-06-21 | メタル系フラックス入りワイヤ |
| PCT/JP2023/018501 WO2023248656A1 (ja) | 2022-06-21 | 2023-05-17 | メタル系フラックス入りワイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022099539A JP2024000691A (ja) | 2022-06-21 | 2022-06-21 | メタル系フラックス入りワイヤ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2024000691A true JP2024000691A (ja) | 2024-01-09 |
Family
ID=89379694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022099539A Pending JP2024000691A (ja) | 2022-06-21 | 2022-06-21 | メタル系フラックス入りワイヤ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2024000691A (ja) |
| WO (1) | WO2023248656A1 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7460906B2 (ja) * | 2020-07-20 | 2024-04-03 | 日本製鉄株式会社 | 二相ステンレス鋼溶接材料 |
| JP7469707B2 (ja) * | 2020-10-23 | 2024-04-17 | 日本製鉄株式会社 | 二相ステンレス鋼溶接継手 |
-
2022
- 2022-06-21 JP JP2022099539A patent/JP2024000691A/ja active Pending
-
2023
- 2023-05-17 WO PCT/JP2023/018501 patent/WO2023248656A1/ja unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2023248656A1 (ja) | 2023-12-28 |
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