WO2019124305A1 - 薄鋼板へのガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤ - Google Patents

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welding
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真二 児玉
正寛 松葉
東　昌史
森　陽一郎
研一郎 大塚
野瀬　哲郎
友勝 岩上
和位 丸山
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日本製鉄株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a solid wire for gas shielded arc welding to sheet steel.
  • Priority is claimed on Japanese Patent Application No. 2017-243276, filed Dec. 19, 2017, the content of which is incorporated herein by reference.
  • Gas-shielded arc welding is widely used in various fields, for example, in the field of automobiles, for welding of forgings and the like.
  • gas shield arc welding is performed on a steel member using a solid wire
  • oxygen contained in the oxidizing gas in the shielding gas reacts with elements such as Si and Mn contained in the steel material and wire, resulting in Si oxide and the like.
  • Si, Mn-based slag mainly composed of Mn oxide is formed.
  • a large amount of Si, Mn-based slag remains on the surface of the weld bead which is a molten and solidified part.
  • electrodeposition coating is applied after welding and assembly.
  • the electrodeposition coating is performed, if the Si, Mn-based slag remains on the surface of the weld bead, the electrodeposition coating property of that portion is deteriorated. As a result, the corrosion resistance of the remaining portion of the Si and Mn-based slag is reduced.
  • the electrodeposition coating property refers to a characteristic evaluated by the area of a portion (coating failure portion) where the coating was not performed after the electrodeposition coating treatment.
  • Si, Mn-based slag is a by-product of the deoxidation process of the weld
  • Si and Mn contained in the solid wire also have the effect of securing the strength of the weld metal and stabilizing the weld bead shape, so solid In gas shielded arc welding using a wire or the like, it is difficult to prevent generation of this Si, Mn-based slag. As a result, it has been difficult to prevent corrosion of welds even with electrodeposited members.
  • Patent Document 1 proposes a measure to improve the electrodeposition coating property by reducing the area ratio of slag on the weld bead by controlling the Al content in the solid wire.
  • Patent Document 2 proposes a solid wire for pulse MAG welding in which the Si content is controlled to less than 0.10%. Patent Document 2 describes that such a solid wire is capable of obtaining a flat and wide bead shape which has a small amount of spatter generation in welding of thin steel plates, is well conformable to a welding member, and is ing.
  • Patent Document 1 when welding a steel member having a high Si content or a high Mn content, Si, Mn-based slag is generated in a streak form particularly along the toe of the weld bead. And was insufficient as a measure for electrodeposition coating failure.
  • the component design of the steel member and the solid wire is performed so that the Si content and the Mn content in the welded portion become lower, the problem of the electrodeposition coating failure is solved, but the tensile strength of the welded portion There is also a possibility that internal defects may occur due to blow holes caused by insufficient deoxidation.
  • Patent Document 2 when the wire described in Patent Document 2 is used, the reduction effect of the amount of slag due to the reduction of the Si amount of the wire can be obtained, but even when this wire is used, the Si content and the Mn content are For high steel members, it was insufficient as a measure for electrodeposition coating failure. In the first place, in Patent Document 2, the effect on the paintability of the welded portion is not verified, and the effect of the wire component other than Si is unclear. Furthermore, in the production line of automobiles, welding is performed by robots with emphasis on productivity, and welding of low strength steel plates with one type of solid wire, and high strength steel plates, in order to save time required for wire replacement. It is also required to be applicable to any of the welding of
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and is capable of forming a welded portion excellent in electrodeposition coating properties and mechanical properties, and for welding of low strength steel plates and welding of high strength steel plates. It is an object of the present invention to provide a solid wire for gas shielded arc welding, which is applicable to any of them.
  • a first aspect of the present invention is a wire for gas shielded arc welding for joining a plurality of thin steel plates by gas shielded arc welding, wherein C: 0.06% by mass with respect to the total mass of the wire ⁇ 0.15%, Si: over 0-0.18%, Mn: 0.3-2.2%, Ti: 0.06-0.30%, Al: 0.001-0.30%, B : 0.0030 to 0.0100%, P: more than 0 to 0.015%, S: more than 0 to 0.030%, Sb: 0 to 0.10%, Cu: 0 to 0.50%, Cr: 0 to 1.5%, Nb: 0 to 0.3%, V: 0 to 0.3%, Mo: 0 to 1.0%, Ni: 0 to 3.0%, the balance being iron and It is a solid wire for gas shielded arc welding which consists of impurities, and Si, Mn, Ti, and Al satisfy the following formulas (1) and (2).
  • Si ⁇ Mn ⁇ 0.30 (1) Formula (Si + M
  • the Al content may be 0.01 to 0.14%.
  • Si, Mn, Ti, Al, S, Sb may satisfy the following formulas (3) and (4) .
  • Formula (3) Formula
  • the element symbol in the formula (4) is the content (mass%) of each element.
  • the Nb content may be 0.005% or less.
  • the B content may be 0.0032% or more.
  • the Mn content may be 0.3 to 1.7%.
  • B and Ti may satisfy the following equation (5). B ⁇ ( ⁇ 54 Ti + 43) / 10000 (5) However, the element symbol in the formula (5) is the content (mass%) of each element.
  • a weld having excellent electrodeposition coating properties and mechanical properties can be formed by appropriately controlling the component composition. Is possible.
  • solid wires of the same component system can be applied to both welding of low strength steel plates and welding of high strength steel plates.
  • the present inventors diligently studied about measures for solving the above-mentioned problems, and obtained the following findings.
  • (A) The electrodeposition coating property can be improved by reducing the amount of Si of the solid wire as much as possible and suppressing the formation of the Si-based slag.
  • the degree of the deterioration of the electrodeposition paintability by the Mn slag is small in the component system with a small amount of Si.
  • the present inventors have found an appropriate composition of a solid wire for gas shielded arc welding based on the above-mentioned findings.
  • the solid wire for gas shielded arc welding of the present invention achieves the effects aimed by the present invention by the synergetic effect of each component composition alone and in combination, but the composition of each component is limited as follows. Describe the reason.
  • the solid wire is a steel wire having a predetermined component or copper plated on the surface of the steel wire.
  • the total wire mass means the total mass of solid wire including plating.
  • the chemical composition of the solid wire is represented by mass% which is a ratio to the total mass of the wire, and the description regarding the mass% is described simply as%.
  • welded metal means a component in which a steel plate base material and a welding wire are melted and mixed
  • deposited metal means a multilayer deposit. It means a metal that is welded and made only with the components of the welding wire.
  • a thin steel sheet means a steel plate having a thickness of 1.2 mm to 3.6 mm
  • a thick steel plate means a steel plate having a thickness of about 6 mm to 30 mm. .
  • C has the effect of stabilizing the arc and making the droplet finer.
  • the C content is less than 0.06%, the droplet tends to be large, the arc becomes unstable, and the spatter generation amount tends to be large. is there.
  • the C content is 0.06% or more, preferably 0.07% or more.
  • the C content exceeds 0.15%, the viscosity of the molten pool becomes low and the bead shape becomes defective.
  • the crack resistance is lowered by hardening of the deposited metal. Therefore, the C content is 0.15% or less, preferably 0.12% or less.
  • Si over 0-0.18%
  • Si is positively added as a deoxidizing element.
  • the tensile strength of the deposited metal is improved by promoting deoxidation of the molten pool during arc welding with Si.
  • the Si content is 0.18% or less, preferably 0.13% or less, more preferably 0.10% or less, and still more preferably 0.08% or less.
  • the Si content is more than 0%, good electrodeposition coating properties can be obtained, but it is preferably 0.001% or more from the viewpoint of securing the production cost of the wire and the stability of the bead shape.
  • Mn 0.3 to 2.2%
  • Mn is also a deoxidizing element and is an element which promotes the deoxidation of the molten pool during arc welding and improves the tensile strength of the deposited metal. Therefore, the Mn content is 0.3% or more, preferably 0.5% or more.
  • Mn is excessively contained, insulating Mn-based slag is generated remarkably on the surface of the weld bead, so electrodeposition coating defects tend to occur, but in the component system with a small amount of Si-based slag, Mn-based The degree of paintability deterioration by slag is not large. Therefore, the Mn content is 2.2% or less, preferably 1.7%, and more preferably 1.5% or less.
  • Si and Mn are elements that adversely affect the electrodeposition paintability, but in the component system with a small amount of Si, the degree of deterioration of the paintability by the Mn slag is small. So, in the solid wire which concerns on this embodiment, content of Si and Mn is set so that the following (1) formula may be fulfilled. Si ⁇ Mn ⁇ 0.30 (1)
  • the value of Si ⁇ Mn exceeds 0.30, insulating Si-based slags and Si—Mn-based slags are generated remarkably on the surface of the weld bead, so that electrodeposition coating failure may occur. Therefore, the value of Si ⁇ Mn is 0.30 or less, preferably 0.20 or less.
  • Ti 0.06 to 0.30%
  • oxygen contained in the oxidizing gas in the shielding gas reacts with elements such as Si and Mn contained in the steel material and wire, resulting in Si oxide and the like.
  • Si, Mn-based slag mainly composed of Mn oxide is formed.
  • Ti reacts with oxygen in the shielding gas used when performing gas shielded arc welding to form Ti-based slag mainly composed of Ti oxide.
  • the Ti-based slag unlike the Si and Mn-based slag, is conductive, and therefore electrodeposition coating defects are less likely to occur even if it is generated on the surface of the weld bead. Therefore, if Ti is positively contained in the solid wire and oxygen in the shield gas is made to react with Ti, the amount of Si, Mn-based slag produced can be reduced, thereby improving the electrodeposition coating properties. be able to. Therefore, the Ti content is 0.06% or more, preferably 0.10% or more. When the Si and Mn contents of the solid wire are reduced from the viewpoint of improvement of the paintability, the deoxidizing effect of the molten metal at the time of arc welding becomes insufficient, and blow holes are generated due to the generation of CO gas.
  • Ti also has the effect of suppressing blow holes due to the generation of CO gas as a deoxidizing element.
  • the Ti content is excessive, the Ti-based oxide is excessively formed to reduce the elongation of the deposited metal, so the Ti content is 0.30% or less, preferably 0.25%. .
  • Al is a deoxidizing element, and promotes the deoxidation of the molten metal during arc welding to improve the tensile strength of the deposited metal. Therefore, the Al content is 0.001% or more. Also, as described above, Al produces an insulating Al-based slag, but when the Al content is 0.01% or more, it is possible to reduce the amount of Si and Mn-based slag as in Ti. It is possible to improve electrodeposition coating properties. Therefore, in order to prevent electrodeposition coating defects more reliably, the Al content is preferably 0.01% or more. On the other hand, when Al is excessively contained, an Al-based oxide is excessively formed, and the elongation of the deposited metal is reduced.
  • the Al-based slag is insulating like the Si-based slag and the Mn-based slag, if it is generated significantly on the surface of the weld bead, there is a possibility that electrodeposition failure may occur. Therefore, the Al content is 0.30% or less, preferably 0.14% or less.
  • Ti and Al are elements capable of suppressing the adverse effect of the Si, Mn-based slag on the electrodeposition paintability. So, in this invention, content of Si, Mn, Ti, and Al is set so that the following (2) Formula may be satisfy
  • the value of (Si + Mn / 5) / (Ti + Al) is preferably 2.0 or less.
  • the product of Si and Mn is used as an index, but in the equation (2), the sum of Si and Mn / 5 is used as an index. This is for the purpose of addition that Ti and Al reduce the absolute amount of Si-Mn type slag.
  • the strength of the weld metal is almost independent of the dilution of the base material component, and becomes a strength dependent on the component of the weld wire.
  • welding of thin steel sheets is often carried out by single pass welding, and the weld metal usually contains 4 to 50% of the base material component.
  • an alloy component of low strength dissolves into the weld metal
  • an alloy component of high strength mixes in the weld metal.
  • B is considered to be an element that affects hardenability, and in particular, the higher the carbon equivalent of the component system other than B as the base, the easier it is to obtain the strength improvement effect by the addition of B.
  • the strength improvement effect by B is hardly obtained for a low alloy and ferrite-based weld metal component such as welding of 440MPa class steel plate, bainite and martensite main welding of high alloy of 980MPa class steel plate For metals, the strength improvement by B becomes remarkable.
  • the effect of B by the welding wire according to the present embodiment is the strength improvement effect based on the improvement of the hardenability, and the strength improvement effect by suppressing the formation of grain boundary ferrite conventionally known in welding of thick steel plates It is different as a mechanism, and it is the strength improvement effect peculiar to welding of a thin steel plate.
  • the B content is 0.0030% or more, preferably 0.0032% or more, and more preferably 0.0035% or more.
  • the B content is 0.0100% or less, preferably 0.0050% or less.
  • P is an element generally contained as an impurity in steel, and is also generally contained as an impurity in solid wires for arc welding.
  • P is one of the main elements that cause high temperature cracking of the deposited metal, it is desirable to suppress P as much as possible. If the P content exceeds 0.015%, the hot cracking of the deposited metal becomes remarkable, so the P content is 0.015% or less.
  • the lower limit of P is not particularly limited, and thus the P content is more than 0%, but may be 0.001% or more from the viewpoint of cost and productivity of de-P.
  • S is also an element generally mixed as an impurity in steel, and is also generally contained as an impurity in solid wires for arc welding. Therefore, the S content may be more than 0%.
  • S also has the effect of increasing the surface tension of the central part of the molten pool more than the surface tension of the peripheral part of the molten pool, causing inward convection of the weld pool to collect the slag in the center of the weld bead. To be possible. This is an effect caused by the temperature dependence of surface tension, and utilizes the phenomenon that the surface tension in the central part of the molten pool, which is higher than the surface temperature around the molten pool, is lower when S is added. .
  • the S content is preferably 0.001% or more.
  • the S content is 0.030% or less, preferably 0.020% or less.
  • Sb, Cu, Cr, Nb, V, Mo, Ni, and B are not essential elements, they may contain one or more species at the same time as needed. The effect and upper limit obtained by containing each element will be described. The lower limit in the case where these elements are not contained is 0%.
  • Sb 0 to 0.10%
  • Sb increases the surface tension of the weld pool, causing inward convection of the weld pool to allow the slag to be collected at the center of the weld bead. Therefore, it is possible to prevent the Si, Mn-based slag from remaining at the toe of the weld bead, and it is possible to enhance the electrodeposition coating property.
  • the Sb content is preferably 0.01% or more.
  • the Sb content is 0.10% or less.
  • Cr 0 to 1.5%
  • Cr may be contained to enhance the hardenability of the weld and to improve the tensile strength, but when it is contained excessively, the elongation of the weld decreases. Therefore, the Cr content is 1.5% or less.
  • Nb 0 to 0.3%
  • Nb may be contained to enhance the hardenability of the weld and to improve the tensile strength, but when it is contained excessively, the elongation of the weld decreases. Therefore, the Nb content is 0.3% or less, more preferably 0.005% or less.
  • V 0 to 0.3%
  • V may be contained to enhance the hardenability of the weld and to improve the tensile strength, but when it is contained excessively, the elongation of the weld decreases. Therefore, the V content is 0.3% or less.
  • Mo 0 to 1.0%
  • Mo may be contained to enhance the hardenability of the weld and to improve the tensile strength, but when it is contained excessively, the elongation of the weld decreases. Therefore, the Mo content is 1.0% or less.
  • Ni 0 to 3.0%
  • Ni may be contained to improve the tensile strength and elongation of the weld, but if it is contained excessively, weld cracking is likely to occur. Therefore, the Ni content is 3.0% or less.
  • impurity refers to a component contained in a raw material or a component mixed in the manufacturing process and not a component intentionally contained in a solid wire.
  • S and Sb are elements which can suppress the bad influence to electrodeposition paintability by Si, Mn system slag. This effect is about four times greater in Sb than in S at the same mass. So, in this invention, it is preferable to set content of S and Sb so that the following (3) Formula may be satisfy
  • the value of 4 ⁇ S + Sb is 0.012 or more, the inward convection of the weld pool can be generated by increasing the surface tension of the molten pool. Therefore, it is possible to prevent the Si, Mn-based slag from remaining at the toe of the weld bead, and it is possible to enhance the electrodeposition coating property. Therefore, the value 4 ⁇ S + Sb is 0.012 or more, preferably 0.030 or more. On the other hand, if the value of 4 ⁇ S + Sb is 0.120 or less, it is possible to prevent the slag from being excessively concentrated at the center of the weld bead. Therefore, the value of 4 ⁇ S + Sb is 0.120 or less, preferably 0.100 or less.
  • the contents of Si, Mn, Ti, Al, S, and Sb are preferably set so as to satisfy the following equation (4).
  • Sb is not contained, 0 is substituted for Sb. (Si + Mn / 5) / ((Ti + Al) ⁇ (4 ⁇ S + Sb)) ⁇ 220 (4)
  • the value of (Si + Mn / 5) / ((Ti + Al) ⁇ (4 ⁇ S + Sb)) is preferably 120 or less, and more preferably 100 or less.
  • the contents of B and Ti are preferably set to satisfy the following equation (5).
  • the formation of acicular ferrite within grains is promoted by Ti compounded thereto, and welding is performed. It is known to improve the toughness of metals. This promotes the formation of ferrite having an oxide or nitride of Ti as a core, and contains, for example, about 0.01 to 0.05% of Ti.
  • the Ti content in the solid wire according to the present embodiment is 0.06 to 0.3%, and a relatively large amount of Ti is required.
  • Fig. 1 shows the oxygen content of the deposited metal component produced by the deposited metal test (using Ar + 20% CO 2 shielding gas), but 200 to 300 ppm for a general wire with a Si content of about 0.4 to 0.7.
  • the amount of oxygen is as high as that of the welding wire component system according to the present embodiment, the amount of oxygen exhibits a high value of about 300 to 600 ppm according to the content of Ti.
  • FIG. 2 shows the result of examining the addition amount of B necessary for the welding wire with the goal of setting the B content of the welding metal to 0.0015 mass% or more, and in the case where the above equation (5) is satisfied, It has been shown that the amount of B can be secured.
  • Raw material steel is vacuum melted, forged, rolled, drawn, annealed, finished drawn to a product diameter of 1.2 mm, copper-plated on the wire surface if necessary, and used as a 20 kg spool. It was a work.
  • Tables 1 to 3 show chemical components and calculated values of the manufactured solid wire. The values outside the scope of the present invention are underlined. Moreover, the component which is not contained was left blank in the table.
  • the tensile test of the deposited metal was performed in accordance with JIS Z 3111. According to JIS Z 3112 YGW12 which is a standard of welding wire, when the lower limit of tensile strength (TS) is 490MPa or more, it was judged that the tensile strength is good and the fracture surface was a ductile fracture surface It was judged that the growth was good.
  • JIS Z 3112 YGW12 which is a standard of welding wire
  • a welded portion excellent in electrodeposition coating properties and mechanical properties and also applicable to any of welding of low strength steel plates and welding of high strength steel plates. It can provide shielded arc welding wire and has high industrial value.

Abstract

このガスシールドアーク溶接用ワイヤは、複数枚の薄鋼板をガスシールドアーク溶接により接合するためのワイヤであって、ワイヤ全質量に対する質量％で、Ｃ：０．０６～０．１５％、Ｓｉ：０超～０．１８％、Ｍｎ：０．３～２．２％、Ｔｉ：０．０６～０．３０％、Ａｌ：０．００１～０．３０％、Ｂ：０．００３０～０．０１００％、であり、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ａｌが下記（１）式及び（２）式を満たす。 Ｓｉ×Ｍｎ≦０．３０・・・（１）式 （Ｓｉ＋Ｍｎ/５）／（Ｔｉ＋Ａｌ）≦３．０・・・（２）式

Description

薄鋼板へのガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤ
　本発明は、薄鋼板へのガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤに関する。
　本願は、２０１７年１２月１９日に、日本に出願された特願２０１７－２４３２７６号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　ガスシールドアーク溶接は、様々な分野で広く用いられており、例えば、自動車分野では足廻り部材などの溶接に用いられている。
　鋼部材に対し、ソリッドワイヤを用いたガスシールドアーク溶接を行うと、シールドガス中の酸化性ガスに含まれる酸素が鋼材やワイヤに含まれるＳｉやＭｎなどの元素と反応し、Ｓｉ酸化物やＭｎ酸化物を主体とするＳｉ，Ｍｎ系スラグが生成する。その結果、溶融凝固部である溶接ビードの表面にＳｉ，Ｍｎ系スラグが多く残存するようになる。
　ところで、自動車の足廻り部材など、耐食性が要求される部材では、溶接組み立て後に電着塗装が施される。この電着塗装を行う際に、溶接ビードの表面にＳｉ，Ｍｎ系スラグが残存していると、その部分の電着塗装性が悪くなる。その結果、Ｓｉ，Ｍｎ系スラグの残存箇所の耐食性が低下する。ここで、電着塗装性とは、電着塗装処理後に塗装がされなかった部位（電着塗装不良部位）の面積により評価される特性をいう。
　Ｓｉ，Ｍｎ系スラグの残存箇所で電着塗装性が低下する理由は、絶縁体であるＳｉ酸化物やＭｎ酸化物が電着塗装時に通電されず、塗装が溶接部の全面に付着しないためである。
　Ｓｉ，Ｍｎ系スラグは溶接部の脱酸過程の副産物であり、また、ソリッドワイヤに含まれるＳｉ及びＭｎは溶接金属の強度を確保したり、溶接ビード形状を安定化させる効果もあるため、ソリッドワイヤ等を用いたガスシールドアーク溶接では、このＳｉ，Ｍｎ系スラグを発生させないようにすることは難しい。その結果、電着塗装した部材でも溶接部の腐食を防ぐことは困難であった。
　そのため、自動車の足回り部材などの設計においては、腐食による減肉を考慮した板厚設計がなされており、これが高張力鋼材の薄板化に対する障害になっている。
　このような問題に対し、特許文献１では、ソリッドワイヤ中のＡｌ含有量を制御することにより溶接ビード上のスラグの面積率を減少させ、電着塗装性を改善する対策が提案されている。また、特許文献２には、Ｓｉ含有量が０．１０％未満に制御されたパルスＭＡＧ溶接用ソリッドワイヤが提案されている。特許文献２には、このようなソリッドワイヤにより、薄鋼板の溶接におけるスパッタ発生量が少なく、溶接部材とのなじみが良好で、平坦かつ幅広なビード形状を得ることが可能であることが記載されている。
日本国特許第５６５２５７４号公報 日本国特許第５０３７３６９号公報
　しかしながら、特許文献１の技術では、例えばＳｉ含有量やＭｎ含有量が高い鋼部材を溶接する場合には、特に溶接ビードの止端部に沿ってＳｉ，Ｍｎ系スラグが筋状に発生することがあり、電着塗装不良の対策としては不十分であった。
　また、溶接部におけるＳｉ含有量やＭｎ含有量が低くなるように鋼部材とソリッドワイヤの成分設計を行った場合には、電着塗装不良の問題点は解消されるものの、溶接部の引張強さを確保できなくなり、また、脱酸不足に起因するブローホールによる内部欠陥が生じる虞もあった。
　また、特許文献２に記載のワイヤを用いると、ワイヤのＳｉ量の低下によるスラグ量の減少効果が得られるが、本ワイヤを用いても特許文献１と同様にＳｉ含有量やＭｎ含有量が高い鋼部材に対しては電着塗装不良の対策としては不十分であった。そもそも特許文献２では溶接部の塗装性に対する効果が検証されておらず、Ｓｉ以外のワイヤ成分の効果が不明である。
　更に、自動車の生産ラインでは生産性を重視してロボットでの溶接が施されており、ワイヤの交換に要する時間を省くため、1種類のソリッドワイヤで低強度鋼板の溶接、及び、高強度鋼板の溶接のいずれにも適用可能とすることも求められている。
　本発明は、上述の実情に鑑みてなされたものであり、電着塗装性及び機械特性に優れた溶接部を形成することが可能であるとともに、低強度鋼板の溶接及び高強度鋼板の溶接のいずれにも適用可能であるガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤを提供することを課題とする。
　本発明の具体的方法は以下のとおりである。
（１）本発明の第一の態様は、複数枚の薄鋼板をガスシールドアーク溶接により接合するためのガスシールドアーク溶接用ワイヤであって、ワイヤ全質量に対する質量％で、Ｃ：０．０６～０．１５％、Ｓｉ：０超～０．１８％、Ｍｎ：０．３～２．２％、Ｔｉ：０．０６～０．３０％、Ａｌ：０．００１～０．３０％、Ｂ：０．００３０～０．０１００％、Ｐ：０超～０．０１５％、Ｓ：０超～０．０３０％、Ｓｂ：０～０．１０％、Ｃｕ：０～０．５０％、Ｃｒ：０～１．５％、Ｎｂ：０～０．３％、Ｖ：０～０．３％、Ｍｏ：０～１．０％、Ｎｉ：０～３．０％、であり、残部が鉄および不純物からなり、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ａｌが下記（１）式及び（２）式を満たすガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤである。
Ｓｉ×Ｍｎ≦０．３０・・・（１）式
（Ｓｉ＋Ｍｎ/５）／（Ｔｉ＋Ａｌ）≦３．０・・・（２）式
　ただし、（１）式及び（２）式における元素記号は、各元素の含有量（質量％）である。
（２）上記（１）に記載のガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤでは、Ａｌ含有量が０．０１～０．１４％であってもよい。
（３）上記（１）又は（２）に記載のガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤでは、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｓ、Ｓｂが下記（３）式及び（４）式を満たしてもよい。
０．０１２≦４×Ｓ＋Ｓｂ≦０．１２０・・・（３）式
（Ｓｉ＋Ｍｎ/５）／（（Ｔｉ＋Ａｌ）×（４×Ｓ＋Ｓｂ））≦２２０・・・（４）式
　ただし、（３）式及び（４）式における元素記号は、各元素の含有量（質量％）である。
（４）上記（１）又は（２）に記載のガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤでは、Ｎｂ含有量が０．００５％以下であってもよい。
（５）上記（１）又は（２）に記載のガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤでは、Ｂ含有量が０．００３２％以上であってもよい。
（６）上記（１）又は（２）に記載のガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤでは、Ｍｎ含有量が０．３～１．７％であってもよい。
（７）上記（１）又は（２）に記載のガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤでは、Ｂ、Ｔｉが下記（５）式を満たしてもよい。
Ｂ≧（－５４Ｔｉ＋４３）／１００００・・・（５）式
　ただし、（５）式における元素記号は、各元素の含有量（質量％）である。
　本発明に係るガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤによれば、成分組成が適切に制御されていることにより、電着塗装性及び機械特性（引張強さや伸び等）に優れた溶接部を形成することが可能となる。特に、Ｂ含有量が適切に制御されていることにより、同一成分系のソリッドワイヤを低強度鋼板の溶接、及び、高強度鋼板の溶接のいずれにも適用することができる。
溶接ワイヤのＴｉ含有量（質量％）と溶着金属の酸素量（質量ｐｐｍ）との関係を示したグラフである。 溶接ワイヤのＴｉ含有量（質量％）と溶接金属のＢ含有量（質量ｐｐｍ）との関係を示したグラフである。
　本発明者等は、上記課題を解決するための方策について鋭意検討し、下記の知見を得た。
（Ａ）ソリッドワイヤのＳｉ量を極力低下させ、Ｓｉ系スラグの生成を抑制することで電着塗装性の改善が可能となる。Ｓｉの少ない成分系ではＭｎスラグによる電着塗装性の劣化の程度は小さい。
（Ｂ）ソリッドワイヤのＴｉ含有量を適正範囲に制御することにより、溶接ビードの表面に導電性のＴｉ系スラグが生成するため、電着塗装性が向上する。
（Ｃ）ソリッドワイヤにＢを添加することにより、９８０ＭＰａ級のハイテン鋼からなる薄鋼板に対し溶接を行う場合に、ベイナイト、マルテンサイト主体の溶接金属に対してはＢによる強度向上が顕著となる。従って、溶接金属の強度を確保でき、同一の成分系のソリッドワイヤを４４０ＭＰａ級の軟鋼から９８０ＭＰａ級のハイテン鋼の溶接に適用できる。
（Ｄ）ソリッドワイヤのＴｉ含有量とＡｌ含有量を適正範囲に制御することにより、絶縁性のＳｉ，Ｍｎ系スラグの生成が抑制されるため、電着塗装性が向上する。
（Ｅ）これらの制御に加えて、ソリッドワイヤのＳ含有量とＳｂ含有量を適正範囲に制御することにより、溶融池の表面張力が増加して溶接池に内向き対流が発生し、溶接ビードの止端部へのＳｉ，Ｍｎ系スラグの残存が防止されるため、電着塗装性が更に向上する。
　本発明者らは、上述の知見に基づいてガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤの適切な成分組成を見出した。本発明のガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤは、各成分組成それぞれの単独および共存による相乗効果により、本発明が目的とする効果が達成されたものであるが、以下にそれぞれの各成分組成の限定理由を述べる。
　ソリッドワイヤは、所定の成分を有する鋼線、またはその鋼線の表面に銅めっきがされてなるものである。ワイヤ全質量とはめっきを含めたソリッドワイヤの全質量を意味する。また、以下においては、ソリッドワイヤの化学成分をワイヤの全質量に対する割合である質量％で表すものとし、その質量％に関する記載を単に％と記載して説明する。
　尚、本明細書において、「溶接金属（welded metal）」とは、鋼板母材と溶接ワイヤとが溶けて、混ざり合った成分を意味し、「溶着金属（deposited metal）」とは、多層盛り溶接を行い溶接ワイヤの成分のみで作成した金属を意味する。
　また、薄鋼板（thin steel sheet）とは、板厚が１．２ｍｍ～３．６ｍｍの鋼板を意味し、厚鋼板(thick steel plate)とは、板厚が６ｍｍ～３０ｍｍ程度の鋼板を意味する。
〔Ｃ：０．０６～０．１５％〕
　Ｃは、アークを安定化し溶滴を細粒化する作用があり、Ｃ含有量が０．０６％未満では、溶滴が大きくなってアークが不安定になり、スパッタ発生量が多くなる傾向がある。また、Ｃ含有量が０．０６％未満では、溶着金属における引張強さを得ることができない場合がある。従って、Ｃ含有量は０．０６％以上であり、好ましくは０．０７％以上である。
　一方、Ｃ含有量が０．１５％を超えれば、溶融池の粘性が低くなってビード形状が不良となる。また、溶着金属が硬化することにより耐割れ性が低下する。従って、Ｃ含有量は０．１５％以下であり、好ましくは０．１２％以下である。
〔Ｓｉ：０超～０．１８％〕
　通常の溶接ワイヤでは脱酸元素としてＳｉを積極的に添加している。また、Ｓｉでアーク溶接時に溶融池の脱酸を促進することにより溶着金属の引張強さを向上させる。しかしながら、電着塗装性の観点では絶縁性のＳｉ酸化物を極力低減させることが望ましい。このため、Ｓｉは０．１８％以下、好ましくは０．１３％以下、更に好ましくは０．１０％以下、更に好ましくは０．０８％以下とした。一方、Ｓｉ含有量は０％超で良好な電着塗装性が得られるが、ワイヤの製造コストやビード形状の安定性確保の観点から好ましくは０．００１％以上である。
〔Ｍｎ：０．３～２．２％〕
　ＭｎもＳｉと同様に脱酸元素であって、アーク溶接時における溶融池の脱酸を促進すると共に、溶着金属の引張強さを向上させる元素である。従って、Ｍｎ含有量は０．３％以上であり、好ましくは０．５％以上である。
　一方、Ｍｎが過剰に含有されれば、絶縁性のＭｎ系スラグが溶接ビードの表面に著しく発生するため、電着塗装不良が発生する傾向となるものの、Ｓｉ系スラグの少ない成分系ではＭｎ系スラグによる塗装性劣化の程度は大きくない。従って、Ｍｎ含有量は２．２％以下であり、好ましくは１．７％であり、更に好ましくは１．５％以下である。
　上述の通り、ＳｉとＭｎは、電着塗装性に悪影響を及ぼす元素であるが、Ｓｉの少ない成分系ではＭｎスラグによる塗装性の劣化の程度は小さい。
　そこで、本実施形態に係るソリッドワイヤでは、下記の（１）式を満たすようにＳｉ及びＭｎの含有量が設定される。
Ｓｉ×Ｍｎ≦０．３０・・・（１）式
　Ｓｉ×Ｍｎの値が０．３０を超える場合、絶縁性のＳｉ系スラグ，Ｓｉ－Ｍｎ系スラグが溶接ビードの表面に著しく発生するため、電着塗装不良が発生する虞がある。従って、Ｓｉ×Ｍｎの値は０．３０以下であり、好ましくは０．２０以下である。
〔Ｔｉ：０．０６～０．３０％〕
　鋼部材に対し、ソリッドワイヤを用いたガスシールドアーク溶接を行うと、シールドガス中の酸化性ガスに含まれる酸素が鋼材やワイヤに含まれるＳｉやＭｎなどの元素と反応し、Ｓｉ酸化物やＭｎ酸化物を主体とするＳｉ，Ｍｎ系スラグが生成する。その結果、溶融凝固部である溶接ビードの表面にＳｉ，Ｍｎ系スラグが多く残存するようになる。
　Ｔｉは、ガスシールドアーク溶接を行う際に用いるシールドガス中の酸素と反応し、Ｔｉ酸化物を主体とするＴｉ系スラグを生成する。Ｔｉ系スラグは、Ｓｉ，Ｍｎ系スラグとは異なり導電性であるため、溶接ビードの表面に発生しても電着塗装不良が発生しにくくなる。従って、ソリッドワイヤにＴｉを積極的に含有させてシールドガス中の酸素をＴｉに反応させれば、Ｓｉ，Ｍｎ系スラグの生成量を減少させることができ、これにより電着塗装性を改善することができる。従って、Ｔｉ含有量は０．０６％以上であり、好ましくは０．１０％以上である。
　なお、塗装性改善の観点でソリッドワイヤのＳｉ、Ｍｎ含有量を低減させると、アーク溶接時の溶融金属の脱酸効果が不十分となり、ＣＯガスの生成によるブローホールが発生してしまう。Ｔｉは脱酸元素としてＣＯガスの生成によるブローホールを抑制する効果もある。
　一方、Ｔｉが過剰に含有されると、Ｔｉ系酸化物が過剰に生成し、溶着金属の伸びが低下するため、Ｔｉ含有量は０．３０％以下であり、好ましくは０．２５％である。
〔Ａｌ：０．００１～０．３０％〕
　Ａｌは脱酸元素であって、アーク溶接時における溶融金属の脱酸を促進することにより溶着金属の引張強さを向上させる。従って、Ａｌ含有量は０．００１％以上である。
　また、上述のように、Ａｌは絶縁性のＡｌ系スラグを生成するが、Ａｌ含有量が０．０１％以上である場合、Ｔｉと同様にＳｉ，Ｍｎ系スラグの生成量を減少させることができ、これにより電着塗装性を改善することができる。従って、電着塗装不良をより確実に防ぐために、Ａｌ含有量は０．０１％以上であることが好ましい。
　一方、Ａｌが過剰に含有されると、Ａｌ系酸化物が過剰に生成し、溶着金属の伸びが低下する。また、Ａｌ系スラグは、Ｓｉ系スラグやＭｎ系スラグと同様に絶縁性であるため、溶接ビードの表面に著しく発生すると、電着塗装不良が発生する虞がある。従って、Ａｌ含有量は０．３０％以下であり、好ましくは０．１４％以下である。
　上述の通り、ＴｉとＡｌは、Ｓｉ，Ｍｎ系スラグによる電着塗装性への悪影響を抑制することが可能な元素である。
　そこで、本発明では、下記の（２）式を満たすように、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｔｉ、及びＡｌの含有量が設定される。
（Ｓｉ＋Ｍｎ／５）／（Ｔｉ＋Ａｌ）≦３．０・・・（２）式
　（Ｓｉ＋Ｍｎ／５）／（Ｔｉ＋Ａｌ）の値が３．０以下である場合には、Ｓｉ，Ｍｎ系スラグによる電着塗装性への悪影響を確実に抑制することができ、優れた電着塗装性を得ることができる。（Ｓｉ＋Ｍｎ／５）／（Ｔｉ＋Ａｌ）の値は、２．０以下であることが好ましい。
　なお、（１）式ではＳｉとＭｎの積を指標に用いたが、（２）式ではＳｉとＭｎ／５との和を指標としている。これは、Ｔｉ及びＡｌはＳｉ－Ｍｎ系スラグの絶対量を低減させることが添加の目的のためである。
〔Ｂ：０．００３０～０．０１００％〕
　本実施形態に係る溶接ワイヤは溶接部の電着塗装性の観点から、Ｓｉ、Ｍｎの含有量に制限を加えているため、炭素当量（Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｓｉ／２４＋Ｍｎ／６＋Ｎｉ／４０＋Ｃｒ／５＋Ｍｏ／４＋Ｖ／１４）で示されるＳｉ，Ｍｎでの強度向上効果が得られにくい。そこで、塗装性に悪影響を及ぼさないＢを微量添加することで、溶接金属の強度を確保している。
　一般的に厚鋼板の溶接では、溶接部に開先加工を施し、その開先内を多層溶接で埋めることで溶接継手を作製する。このため、溶接金属の強度は母材成分の希釈の影響をほとんど受けずに、溶接ワイヤの成分に依存した強度となる。これに対し、薄鋼板の溶接では１パス溶接で施工されることが多く、通常、溶接金属は４～５割の母材成分を含有する。例えば４４０ＭＰａ級鋼板の溶接では低強度の合金成分が溶接金属に溶け込み、９８０ＭＰａ級鋼板の溶接では高強度の合金成分が溶接金属に混入する。
　Ｂは焼き入れ性に作用する元素とされており、特にベースとなるＢ以外の成分系の炭素当量が高いほど、Ｂ添加による強度向上効果が得られやすい。このため、４４０ＭＰａ級鋼板の溶接のような低合金でフェライト主体の溶接金属成分に対してはＢによる強度向上効果はほとんど得られないが、９８０ＭＰａ級鋼板の高合金のベイナイト、マルテンサイト主体の溶接金属に対してはＢによる強度向上が顕著となる。これは、同一のワイヤ成分で軟鋼からハイテン鋼の溶接に適用できるという大きなメリットになる。
　すなわち、本実施形態に係る溶接ワイヤによるＢの効果は、焼き入れ性向上に基づく強度向上効果であり、厚鋼板の溶接において従来から知られている粒界フェライトの生成抑制による強度向上効果とはメカニズムとして異なり、薄鋼板の溶接特有の強度向上効果である。
　上記の理由から、Ｂ含有量は０．００３０％以上であり、好ましくは０．００３２％以上であり、更に好ましくは０．００３５％以上である。
　一方、Ｂ含有量が過剰である場合、溶接部の伸びが低下するため、Ｂ含有量は０．０１００％以下、好ましくは０．００５０％以下である。
〔Ｐ：０超～０．０１５％〕
　Ｐは、一般に鋼中に不純物として混入する元素であって、またアーク溶接用ソリッドワイヤ中にも不純物として含まれるのが通常である。ここでＰは、溶着金属の高温割れを発生させる主要元素の一つであるから、できる限り抑制することが望ましい。Ｐ含有量が０．０１５％を越えれば、溶着金属の高温割れが顕著になるから、Ｐ含有量は０．０１５％以下である。
　なお、Ｐの下限は、特に制限されないため、Ｐ含有量は０％超であるが、脱Ｐのコスト及び生産性の観点から、０．００１％以上であってもよい。
〔Ｓ：０超～０．０３０％〕
　Ｓも、Ｐと同様に一般に鋼中に不純物として混入する元素であって、またアーク溶接用ソリッドワイヤ中にも不純物として含まれるのが通常である。従って、Ｓ含有量は０％超であればよい。
　また、Ｓは、溶融池の中央部の表面張力を溶融池の周辺部の表面張力よりも増加させる効果があり、溶接池の内向き対流を発生させてスラグを溶接ビードの中央に集めることを可能とする。これは、表面張力の温度依存に起因する効果で、Ｓを添加すると温度の低い溶融池周辺の表面張力よりも、温度の高い溶融池中央部の表面張力が高くなる現象を利用したものである。従って、溶接ビードの止端部にＳｉ，Ｍｎ系スラグが残存することを防止することが可能となり、電着塗装性を高めることができる。このため、Ｓ含有量は０．００１％以上であることが好ましい。
　一方、Ｓが０．０３０％を超えると、溶着金属に凝固割れが発生する。従って、Ｓ含有量は０．０３０％以下であり、好ましくは０．０２０％以下である。
　Ｓｂ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｖ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｂは、必須の元素ではないが、必要に応じて１種又は２種以上を同時に含有してよい。各元素を含有させることにより得られる効果と上限値について説明する。なお、これらの元素を含有させない場合の下限は０％である。
〔Ｓｂ：０～０．１０％〕
　Ｓｂは、Ｓと同様に、溶融池の表面張力を増加させることで、溶接池の内向き対流を発生させてスラグを溶接ビードの中央に集めることを可能とする。従って、溶接ビードの止端部にＳｉ，Ｍｎ系スラグが残存することを防止することが可能となり、電着塗装性を高めることができる。
　この効果を得るためには、Ｓｂ含有量を０．０１％以上とすることが好ましい。
　一方、Ｓｂ含有量が過剰であると、溶着金属に凝固割れが発生する。従って、Ｓｂ含有量は０．１０％以下である。
〔Ｃｕ：０～０．５０％〕
　アーク溶接用ソリッドワイヤにおいては、銅めっきはワイヤ送給性と通電性を安定化するために銅めっきが施されることが多い。従って、銅めっきを施した場合、ソリッドワイヤにはある程度の量のＣｕが含有される。
　一方、Ｃｕの含有量が過剰となると、溶接割れが発生しやすくなるため、Ｃｕ含有量は０．５０％以下である。
〔Ｃｒ：０～１．５％〕
　Ｃｒは、溶接部の焼入れ性を高めて引張強さを向上させるために含有させてもよいが、過剰に含有させた場合、溶接部の伸びが低下する。従って、Ｃｒ含有量は１．５％以下である。
〔Ｎｂ：０～０．３％〕
　Ｎｂは、溶接部の焼入れ性を高めて引張強さを向上させるために含有させてもよいが、過剰に含有させた場合、溶接部の伸びが低下する。従って、Ｎｂ含有量は０．３％以下であり、より好ましくは０．００５％以下である。
〔Ｖ：０～０．３％〕
　Ｖは、溶接部の焼入れ性を高めて引張強さを向上させるために含有させてもよいが、過剰に含有させた場合、溶接部の伸びが低下する。従って、Ｖ含有量は０．３％以下である。
〔Ｍｏ：０～１．０％〕
　Ｍｏは、溶接部の焼入れ性を高めて引張強さを向上させるために含有させてもよいが、過剰に含有させた場合、溶接部の伸びが低下する。従って、Ｍｏ含有量は１．０％以下である。
〔Ｎｉ：０～３．０％〕
　Ｎｉは、溶接部の引張強さと伸びを向上させるために含有させてもよいが、過剰に含有させた場合、溶接割れが発生しやすくなる。従って、Ｎｉ含有量は３．０％以下である。
　上記で説明した成分の残部はＦｅ及び不純物からなる。不純物とは、原材料に含まれる成分や、製造の過程で混入される成分であって、ソリッドワイヤに意図的に含有させた成分ではない成分をいう。
　上述の通り、ＳとＳｂは、Ｓｉ，Ｍｎ系スラグによる電着塗装性への悪影響を抑制することが可能な元素である。この効果は同質量で比較してＳｂの方がＳに比べて４倍ほど大きい。
　そこで、本発明では、下記の（３）式を満たすように、Ｓ及びＳｂの含有量が設定されることが好ましい。尚、Ｓｂを含有しない場合にはＳｂに０を代入する。
０．０１２≦４×Ｓ＋Ｓｂ≦０．１２０・・・（３）式
　４×Ｓ＋Ｓｂの値が０．０１２以上であれば、溶融池の表面張力を増加させることで、溶接池の内向き対流を発生させることができる。従って、溶接ビードの止端部にＳｉ，Ｍｎ系スラグが残存することを防止することが可能となり、電着塗装性を高めることができる。従って、４×Ｓ＋Ｓｂの値は０．０１２以上であり、好ましくは０．０３０以上である。
　一方、４×Ｓ＋Ｓｂの値が０．１２０以下であれば、スラグが溶接ビード中央に過度に集中することを防止できる。従って、４×Ｓ＋Ｓｂの値は０．１２０以下であり、好ましくは０．１００以下である。
　更に、本実施形態に係るソリッドワイヤにおいては、下記の（４）式を満たすように、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｓ、及びＳｂの含有量が設定されることが好ましい。尚、Ｓｂを含有しない場合にはＳｂに０を代入する。
（Ｓｉ＋Ｍｎ／５）／（（Ｔｉ＋Ａｌ）×（４×Ｓ＋Ｓｂ））≦２２０・・・（４）式
　（Ｓｉ＋Ｍｎ／５）／（（Ｔｉ＋Ａｌ）×（４×Ｓ＋Ｓｂ））の値が２２０以下であれば、ＴｉとＡｌにより得られるＳｉ，Ｍｎ系スラグの生成を抑制する効果と、ＳとＳｂにより得られるＳｉ，Ｍｎ系スラグを溶接ビード中央に集める効果とが相俟って、Ｓｉ，Ｍｎ系スラグによる電着塗装性への悪影響を確実に抑制することができる。
　（Ｓｉ＋Ｍｎ／５）／（（Ｔｉ＋Ａｌ）×（４×Ｓ＋Ｓｂ））の値は、１２０以下であることが好ましく、１００以下であることが更に好ましい。
　更に、本実施形態に係るソリッドワイヤにおいては、下記の（５）式を満たすようにＢ、Ｔｉの含有量が設定されることが好ましい。
Ｂ≧（－５４Ｔｉ＋４３）／１００００・・・（５）式
　厚鋼板の溶接では、Ｂ添加による粒界フェライトの抑制効果と共に、それに複合添加するＴｉで粒内の針状フェライト生成を促進させ、溶接金属の靱性を向上させることが知られている。これはＴｉの酸化物もしくは窒化物を核としたフェライトの生成を促進するもので、例えば０．０１～０．０５％程度のＴｉが含有される。
　これに対し、本実施形態に係るソリッドワイヤにおけるＴｉ含有量は０．０６～０．３％であり、比較的多量のＴｉを必要とする。これは、溶接時の溶接金属の脱酸作用をＳｉの代わりにＴｉに担わせるためである。しかしながら、Ｓｉによる脱酸に比べてＴｉによる脱酸では溶接金属内に酸化物が残りやすく、溶接金属の酸素量が高くなる。
　図１に溶着金属試験（Ａｒ＋２０％ＣＯ２シールドガスを使用）で作製した溶着金属成分の酸素量を示すが、Ｓｉ添加量が０．４～０．７程度の一般的なワイヤでは２００～３００ｐｐｍ程度の酸素量となるが、本実施形態に係る溶接ワイヤ成分系ではＴｉの含有量に応じて酸素量が３００～６００ｐｐｍ程度の高い値を示す。このように、本実施形態に係るワイヤ成分系では高酸素の溶着金属成分となるため、溶接ワイヤに添加したＢが酸化消耗して溶着金属に残りにくくなる。従って、溶着金属の酸素量増加に応じてＢの添加量を増やすことが望ましい。図２は溶着金属のＢ量を０．００１５質量％以上とすることを目標に、溶接ワイヤに必要なＢ添加量を調べた結果であり、上記（５）式を満たす場合に、溶着金属中に適切なＢ量を確保できることが示されている。
　以下、本発明の効果を実施例により具体的に説明する。
　原料鋼を真空溶解し、鍛造、圧延、伸線、焼鈍し、直径１．２ｍｍの製品径まで仕上伸線した後、必要に応じてワイヤ表面に銅めっきし、２０ｋｇ巻きスプールとしたものを試作品とした。試作したソリッドワイヤの化学成分と計算値を表１～表３に示す。なお、本発明の範囲外の数値には下線を付した。また、含有しない成分は、表において空白とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
  
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
  
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
  
　試作したソリッドワイヤを用いて、表４に示す鋼板ａ同士、及び、鋼板ｂ同士に対して重ね隅肉溶接を行い、電着塗装不良面積の測定を行った。溶接金属の引張強度は、ＪＩＳ Ｚ ３１１１に準拠した溶着金属性能試験にて行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
  
（溶着金属の引張試験）
　溶着金属の引張試験は、ＪＩＳ Ｚ ３１１１に準拠して行った。溶接ワイヤの規格であるＪＩＳＺ ３１１２ ＹＧＷ１２に準拠して、引張強さ（ＴＳ）の下限が４９０ＭＰａ以上であった場合に引張強さが良好であると判断し、破面が延性破面であった場合に伸びが良好であると判断した。
（電着塗装不良の面積率の測定）
　溶接試験片を脱脂、化成処理した後に、膜厚が２０μｍとなるように電着塗装を施した。そして、溶接ビードの電着塗装部を写真撮影し、その画像から溶接ビード面積に対する電着塗装不良の面積の比率を測定した。尚、溶接試験片のビード長さは１２０ｍｍで、溶接開始部と終端部の１５ｍｍを除いた９０ｍｍ長さの溶接ビードから電着塗装の不良率を求めた。電着塗装には灰色の塗料を用いて塗装することで、赤茶色や黒色のスラグが露出する電着塗装不良部を識別した。塗装不良面積が面積率で５％以下の場合に電着塗装率が良好であると判断した。
　その結果を表５に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
  
　本発明例に係る実験Ｎｏ．１～２３、３５、３６では、成分組成が適正であることにより、電着塗装性及び機械特性に優れた溶接部を形成することができた。
　比較例に係る実験Ｎｏ．２４では、Ｃ含有量が適正範囲を下回ったため、溶着金属における引張強さが不十分であった。
　比較例に係る実験Ｎｏ．２５では、Ｃ含有量が適正範囲を上回ったため、溶着金属が硬化したため引張試験において脆性破壊が発生した。すなわち、優れた耐割れ性を得ることができなかった。
　比較例に係る実験Ｎｏ．２６では、Ｓｉ含有量が適正範囲を上回ったため、絶縁性のＳｉ系スラグが溶接ビードの表面に発生し、電着塗装不良が発生した。
　比較例に係る実験Ｎｏ．２７では、Ｍｎ含有量が適正範囲を下回ったため、溶着金属における引張強さが不十分であった。
　比較例に係る実験Ｎｏ．２８では、Ｍｎ含有量が適正範囲を上回ったため、絶縁性のＭｎ系スラグが溶接ビードの表面に発生し、電着塗装不良が発生した。
　比較例に係る実験Ｎｏ．２９では、Ｔｉ含有量が適正範囲を下回ったため、スラグへの導電性付与効果が不十分であり、電着塗装不良の発生を防ぐことができなかった。
　比較例に係る実験Ｎｏ．３０では、Ｔｉ含有量が適正範囲を上回ったため、Ｔｉ系酸化物が延性を低下させ、溶接部の伸びが不十分であった。
　比較例に係る実験Ｎｏ．３１では、Ａｌ含有量が適正範囲を上回ったため、Ａｌ系酸化物が延性を低下させ、溶接部の伸びが不十分であった。
　比較例に係る実験Ｎｏ．３２では、Ｂ含有量が適正範囲を下回ったため、高強度鋼板同士の溶接では溶接金属における強度を十分に確保できなかった。
　比較例に係る実験Ｎｏ．３３では、Ｓｉ×Ｍｎの値が適正範囲を上回ったため、溶接ビードにＳｉ，Ｍｎ系スラグが多量に生成した。従って、電着塗装不良の発生を防ぐことができなかった。
　比較例に係る実験Ｎｏ．３４では、（Ｓｉ＋Ｍｎ／５）／（Ｔｉ＋Ａｌ）の値が適正範囲を上回ったため、ＴｉとＡｌによるＳｉ，Ｍｎ系スラグの生成抑制効果、及び、Ｔｉによる導電性付与効果が不十分であった。このため、電着塗装不良の発生を防ぐことができなかった。
　本発明によれば、電着塗装性及び機械特性に優れた溶接部を形成することが可能であるとともに、低強度鋼板同士の溶接及び高強度鋼板同士の溶接のいずれにも適用可能であるガスシールドアーク溶接ワイヤを提供することができ、産業上の利用価値が高い。

Claims (7)

  1. 　複数枚の薄鋼板をガスシールドアーク溶接により接合するためのガスシールドアーク溶接用ワイヤであって、
    　ワイヤ全質量に対する質量％で、
    Ｃ：０．０６～０．１５％、
    Ｓｉ：０超～０．１８％、
    Ｍｎ：０．３～２．２％、
    Ｔｉ：０．０６～０．３０％、
    Ａｌ：０．００１～０．３０％、
    Ｂ：０．００３０～０．０１００％、
    Ｐ：０超～０．０１５％、
    Ｓ：０超～０．０３０％、
    Ｓｂ：０～０．１０％、
    Ｃｕ：０～０．５０％、
    Ｃｒ：０～１．５％、
    Ｎｂ：０～０．３％、
    Ｖ：０～０．３％、
    Ｍｏ：０～１．０％、
    Ｎｉ：０～３．０％、
    であり、残部が鉄および不純物からなり、
    　Ｓｉ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ａｌが下記（１）式及び（２）式を満たすことを特徴とするガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤ。
    Ｓｉ×Ｍｎ≦０．３０・・・（１）式
    （Ｓｉ＋Ｍｎ/５）／（Ｔｉ＋Ａｌ）≦３．０・・・（２）式
    　ただし、（１）式及び（２）式における元素記号は、各元素の含有量（質量％）である。
  2. 　Ａｌ含有量が０．０１～０．１４％である
    ことを特徴とする請求項１に記載のガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤ。
  3. 　前記ソリッドワイヤは、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｓ、Ｓｂが下記（３）式及び（４）式を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載のガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤ。
    ０．０１２≦４×Ｓ＋Ｓｂ≦０．１２０・・・（３）式
    （Ｓｉ＋Ｍｎ/５）／（（Ｔｉ＋Ａｌ）×（４×Ｓ＋Ｓｂ））≦２２０・・・（４）式
    　ただし、（３）式及び（４）式における元素記号は、各元素の含有量（質量％）である。
  4. 　Ｎｂ含有量が０．００５％以下である
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載のガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤ。
  5. 　Ｂ含有量が０．００３２％以上である
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載のガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤ。
  6. 　Ｍｎ含有量が０．３～１．７％である
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載のガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤ。
  7. 　前記ソリッドワイヤは、Ｂ、Ｔｉが下記（５）式を満たす
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載のガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤ。
    Ｂ≧（－５４Ｔｉ＋４３）／１００００・・・（５）式
    　ただし、（５）式における元素記号は、各元素の含有量（質量％）である。
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