JP2022061805A - 溶接継手の製造方法及び開先充填用のフラックス入りカットワイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】予熱作業の負担を減らしながら、低温割れを防止することができ、しかも、作業環境やコスト性においても有利に溶接継手を得ることができる溶接継手の製造方法、及びこれに用いられるフラックス入りカットワイヤを提供する。
【解決手段】所定の弗化物を含むフラックスを有したフラックス入りカットワイヤを開先内の少なくとも一部に充填して溶接するフラックス入りカットワイヤ溶接工程を備えた溶接継手の製造方法であり、また、これに用いられるフラックス入りカットワイヤであって、鋼製外皮と、この鋼製外皮の内部に充填されて弗化物を含むフラックスとを有したものである。
【選択図】図１

Description

この発明は、母材間に設けた開先内にカットワイヤを充填して溶接する溶接継手の製造方法、及び、これに用いられる開先充填用のフラックス入りカットワイヤに関する。

近年、造船、鉄骨、橋梁などの大型鋼構造物の製作分野において、軽量化と高性能化を両立させるため、鋼板の高強度化が進んでいる。また、施工効率向上の観点から、主に板継溶接で採用されるサブマージアーク溶接（SAW）では、片面溶接、両面一層溶接等の大入熱溶接に対応可能な溶接材料が要求される。

一般に、溶接金属の強度は母材強度以上とすることが求められる。そのため、鋼板の高強度化に伴い、溶接金属も高強度化することが必要となる。しかしながら、引張強さが７８０ＭＰａ以上の高強度鋼板を溶接するような場合には、溶接部での低温割れが問題となる。特に、板厚が厚い極厚の高強度鋼の多層盛り溶接の初層では、その発生確率が高くなってしまう。そのため、この低温割れを防ぐために溶接部の予熱作業が必要となるが、極厚鋼板のような場合には、予熱作業自体が多大な負荷となってしまう。

この低温割れについては、溶接金属中の拡散性水素が影響するため、サブマージアーク溶接に用いられるフラックスや溶接ワイヤに弗化物を添加することで、水素イオン（H^＋）を弗化物イオン（F^－）と結合させて、アーク外に排出させ、溶融池中に取り込まれる水素濃度を低減させる方法が知られている。

例えば、特許文献１には、サブマージアーク溶接に用いられる溶接ワイヤであって、ワイヤ中に充填されるフラックス成分中に、融点が１０００℃以下であり、かつ粉末状のフッ素化合物を０．１質量％以上１０質量％未満含んだフラックス入りワイヤが記載されている。また、特許文献２には、ＳｉＯ_２等のほかに、ＣａＦ_２を９～２１％、ＭｇＦ_２、ＭｎＦ_２の一種又は二種を２～１０％、Ｌｉ弗化物をＬｉ換算で０．０２～１．０％含有するフラックスを用いて、所定のワイヤと共に、７８０ＭＰａ高張力鋼をサブマージアーク溶接することが記載されている。

しかしながら、上記特許文献１では、原油輸送用高強度パイプライン等のような鋼管の製管溶接を目的にしており、その実施例で使用される鋼板の板厚も２５ｍｍである。つまり、板厚が５０ｍｍ以上の極厚の高強度鋼板について、特許文献１のようなフラックス入りワイヤで多層盛り溶接を行おうとすると、ヒュームやスパッタの発生による作業環境の問題が顕著になる。しかも、全てのパスにこのようなフラックス入りワイヤを用いることは、コスト高を招いてしまう。

また、上記特許文献２では、実施例において板厚が８０ｍｍの７８０ＭＰａ鋼を２パスで１層の多層盛り溶接する例を示しているが、その明細書中の記載から明らかなように、予熱温度１００℃での予熱作業を必要としている（段落0044参照）。更に、特許文献１のフラックス入りワイヤや、特許文献２のフラックスを用いて、サブマージアーク溶接を行うと、弗化物がアークによって乖離するため、アークが不安定になり、ビード形状が不良となってしまう。

一方で、サブマージアーク溶接において大入熱にて継手を製造する際には、高い溶着効率及び溶込み深さの制御のために、細径鋼素線を所定の長さに細かく裁断したカットワイヤを開先内に充填することが行われている。そして、特許文献３には、カットワイヤ素線がＣｕ被着層で覆われており、その表面に油が塗布されたカットワイヤが記載されている。

この特許文献３において、Ｃｕ被着層を設ける理由は、その高い通電性によりアークスタート性を考慮したものであり、また、ワイヤ表面に適切な油分量の油を塗布するのは、アークスタート性を損なうことなく耐錆性を向上させるものであって、低温割れ性が低下するのを防止するためとする（段落0013、0021参照）。つまり、特許文献３におけるカットワイヤの油量制御では、拡散性水素の増加を抑えることはできても、低減を図ることにはならない。そのため、鋼板や溶接金属の高強度化が進む場合において、低温割れの問題を確実に防止するのは難しい。なお、上述したような開先内に充填するカットワイヤは、これまでにソリッドワイヤをカットしたものが主に使用されてきた。

特開２０１３－１２３７１１号公報 特開平５－２１２５８３号公報 特開平９－９４６９０号公報

このように、鋼板の高強度化や溶接金属の高強度化が進むにあたり、本発明者らは、極厚の高強度鋼板の場合であっても、予熱作業の負担を減らしながら、低温割れを防ぐことができ、しかも、ヒュームやスパッタによる作業環境の問題を極力抑えることができる方法について鋭意検討した結果、所定の弗化物を含んだフラックス入りのカットワイヤを開先内に充填して溶接することで、上記の課題を解決することができることを見出し、本発明を完成させた。

したがって、本発明の目的は、予熱作業の負担を減らしながら、低温割れを防止することができ、しかも、作業環境やコスト性においても有利に溶接継手を得ることができる溶接継手の製造方法を提供することにある。

また、本発明の別の目的は、このような溶接継手の製造方法に用いられるフラックス入りカットワイヤを提供することにある。

すなわち、本発明の要旨は次のとおりである。
（１）母材間に設けた開先内にカットワイヤを充填して溶接する溶接継手の製造方法であって、
鋼製外皮と、この鋼製外皮の内部に充填されて弗化物を含むフラックスとを有したフラックス入りカットワイヤを、前記開先内の少なくとも一部に充填して溶接するフラックス入りカットワイヤ溶接工程を備えたことを特徴とする溶接継手の製造方法。
（２）前記弗化物が、ＣａＦ_２、ＭｇＦ_２、ＬｉＦ、ＮａＦ、Ｋ_２ＺｒＦ_６、Ｋ_２ＳｉＦ_６、及びＮａ_３ＡｌＦ_６からなる群から選ばれる１種又は２種以上である請求項（１）に記載の溶接継手の製造方法。
（３）前記フラックス入りカットワイヤは、該フラックス入りカットワイヤの全質量に対する質量割合で、
前記弗化物をＦ換算値で０．０１質量％以上含むと共に、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｂ、及びＢｉからなる化学成分の含有量がＣ：０．１２０％以下、Ｓｉ：２．００％以下、Ｍｎ：３．５０％以下、Ｃｕ：５．００％以下、Ｎｉ：５．００以下、Ｃｒ：５．００％以下、Ｍｏ：５．００％以下、Ｎｂ：０．５０％以下、Ｖ：０．５０％以下、Ｔｉ：０．５０％以下、Ａｌ：１．７０％以下、Ｂ：０．０２０％以下、及びＢｉ：０．０３０％以下であり、また、
Ｐ及びＳからなる不純物元素の含有量がＰ：０．０３０％以下及びＳ：０．０２０％以下である（１）又は（２）に記載の溶接継手の製造方法。
（４）前記フラックス入りカットワイヤ溶接工程が、開先内に前記フラックス入りカットワイヤを充填して１パスで溶接するフラックス入りカットワイヤ充填１パス溶接からなる（１）～（３）のいずれかに記載の溶接継手の製造方法。
（５）前記フラックス入りカットワイヤ溶接工程が、開先内の初層に前記フラックス入りカットワイヤを充填して溶接する１層盛りの溶接、又は、開先内の初層と２層目以降に前記フラックス入りカットワイヤを充填して溶接する多層盛りの溶接からなり、少なくとも前記母材の温度が予熱相当温度に達するまで行われるものである（１）～（３）のいずれかに記載の溶接継手の製造方法。
（６）前記溶接の手段がサブマージアーク溶接又はガスシールドアーク溶接である（１）～（５）のいずれかに記載の溶接継手の製造方法。
（７）前記母材は、引張強さが７８０ＭＰａ以上の高強度鋼材からなる（１）～（６）のいずれかに記載の溶接継手の製造方法。
（８）前記母材は、厚さが５０ｍｍ以上の極厚鋼材からなる（１）～（７）のいずれかに記載の溶接継手の製造方法。
（９）溶接継手を製造する際に母材間に設けた開先内に充填する開先充填用のカットワイヤであって、鋼製外皮と、この鋼製外皮の内部に充填されて弗化物を含むフラックスとを有することを特徴とする開先充填用のフラックス入りカットワイヤ。
（１０）前記弗化物が、ＣａＦ_２、ＭｇＦ_２、ＬｉＦ、ＮａＦ、Ｋ_２ＺｒＦ_６、Ｋ_２ＳｉＦ_６、及びＮａ_３ＡｌＦ_６からなる群から選ばれる１種又は２種以上である（９）に記載の開先充填用のフラックス入りカットワイヤ。
（１１）該フラックス入りカットワイヤの全質量に対する質量割合で、
前記弗化物をＦ換算値で０．０１質量％以上含むと共に、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｂ、及びＢｉからなる化学成分の含有量がＣ：０．１２０％以下、Ｓｉ：２．００％以下、Ｍｎ：３．５０％以下、Ｃｕ：５．００％以下、Ｎｉ：５．００以下、Ｃｒ：５．００％以下、Ｍｏ：５．００％以下、Ｎｂ：０．５０％以下、Ｖ：０．５０％以下、Ｔｉ：０．５０％以下、Ａｌ：１．７０％以下、Ｂ：０．０２０％以下、及びＢｉ：０．０３０％以下であり、また、
Ｐ及びＳからなる不純物元素の含有量がＰ：０．０３０％以下及びＳ：０．０２０％以下である（９）又は（１０）に記載の開先充填用のフラックス入りカットワイヤ。
（１２）前記母材は、引張強さが７８０ＭＰａ以上の高強度鋼材からなる（９）～（１１）のいずれかに記載の開先充填用のフラックス入りカットワイヤ。
（１３）前記母材は、厚さが５０ｍｍ以上の極厚鋼材からなる（９）～（１２）のいずれかに記載の開先充填用のフラックス入りカットワイヤ。

本発明によれば、例えば、極厚の高強度鋼板を溶接する場合であっても、予熱作業の負担を減らして、低温割れを防ぐことができるようになり、しかも、ヒュームやスパッタによる作業環境の問題を極力抑えて、コスト性においても有利に溶接継手を製造することができるようになる。

図１は、本発明におけるフラックス入りカットワイヤ溶接工程の一例を示す説明図である。 図２は、本発明におけるフラックス入りカットワイヤ溶接工程の他の一例を示す説明図である。 図３は、実施例において耐低温割れ性の評価に使用した開先形状とフラックス入りカットワイヤを充填する様子を示す説明図である。 図４は、実施例において開先初層での耐低温割れ性の評価に使用した開先形状とフラックス入りカットワイヤを充填する様子を示す説明図である。

本発明は、鋼製外皮とこの鋼製外皮の内部に充填されるフラックスとを有したフラックス入りカットワイヤを用いるものであり、母材間に設けた開先内の少なくとも一部にこのフラックス入りカットワイヤを充填して溶接するフラックス入りカットワイヤ溶接工程を備えるようにして、溶接継手を製造する。以下、本発明に係るフラックス入りカットワイヤについて説明すると共に、これを用いた溶接継手の製造方法について説明する。

〔フラックス入りカットワイヤ〕
先ず、フラックス入りカットワイヤについて、フラックスとしては、弗化物を含んだものを用いるようにする。弗化物は、溶接金属中の拡散性水素量を減少させて、溶接金属の耐低温割れ性を顕著に向上させる働きを持つ。これは、フラックス入りカットワイヤを溶接した際にフラックスが溶融し、そのフラックス中の弗素（F^－）が水素（H^＋）と結合して弗化水素（HF）となり、このＨＦが溶接金属外に放出されるためと推測される。

これらの弗化物について、好ましくは、ＣａＦ_２、ＭｇＦ_２、ＬｉＦ、ＮａＦ、Ｋ_２ＺｒＦ_６、Ｋ_２ＳｉＦ_６、及びＮａ_３ＡｌＦ_６からなる群から選ばれた１種又は２種以上であるのがよい。これらの化合物によれば、電離して生じるＣａ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｚｒ、Ｓｉ、及びＡｌが、いずれも酸素と結合して溶接金属中の酸素量を低減させることができ、脱酸元素として作用する。これにより、溶接金属の靭性や伸びを改善する点で有利である。

上述したように、弗化物は、溶接金属中の拡散性水素量を十分に低減できる観点から、この弗化物の含有量について、弗化物に含まれる弗素（Ｆ）の量をフラックス入りカットワイヤの全質量に対する質量％で表すＦ換算値で規定すれば、フラックス入りカットワイヤの全質量に対する質量割合で０．０１％以上含まれるようにするのがよく、好ましくは０．０３％以上であるのがよく、より好ましくは０．０５％以上であるのがよく、更に好ましくは０．１０％以上であるのがよい。この含有量はフラックス中に含まれる弗化物の合計量を表す。つまり、フラックス中に含まれる弗化物の質量割合の合計がＦ換算値で０．０１％以上となる限り、各弗化物の含有量の下限値は特に制限されるものではない。また、このＦ換算値は、弗化物に含まれる弗素（Ｆ）の量をフラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で示すものであることから、弗化物の種類が上述した好ましい例の弗化物である場合には、Ｆ換算値は次の式Ａより求めることができる。
０．４８７×ＣａＦ_２＋０．６１０×ＭｇＦ_２＋０．７３２×ＬｉＦ＋０．４５２×ＮａＦ＋０．４０２×Ｋ_２ＺｒＦ_６＋０．５１７×Ｋ_２ＳｉＦ_６＋０．５４３×Ｎａ_３ＡｌＦ_６ … …式Ａ
ここで、式Ａ中の弗化物の化学式は、各化学式に対応する弗化物の、フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％を示す。各弗化物の化学式の係数は、各弗化物の化学式量から算出したものである。なお、弗化物の種類がこれらの場合であるとして、そのときの含有量は、フラックス入りカットワイヤの全質量に対する質量割合で０．１０％以上含まれるようにするのがよく、好ましくは０．５％以上、より好ましくは１．０％以上、更に好ましくは２．０％以上であるのがよい。

ここで、本発明におけるフラックス入りカットワイヤでは、フラックスが鋼製外皮の内部（内側）に充填されているため、弗化物が多量に含まれていても溶接中のスパッタ量は増大しない。そのため、拡散性水素量を低減する観点から、弗化物の質量割合の上限は特に制限されないことになる。但し、鋼製外皮の存在と、それによりフラックスの充填がなされることを考慮すると、実質的に、弗化物の質量割合の上限はＦ換算値で７１．８０％であると言える。また、この上限はＦ換算値で６０％であってもよく、Ｆ換算値で５５％であってもよく、Ｆ換算値で５０％であってもよい。

また、本発明におけるフラックス入りカットワイヤは、弗化物以外に、例えば、溶接金属の化学成分や炭素当量（Ceq）等を制御するための合金成分を含有させてもよい（これらの化学成分や合金成分を単に「化学成分」という。）。その際、例えば、金属粉や合金粉は、溶接の際に鋼製外皮と同様に溶融する。そのため、弗化物以外の化学成分は、例えば、金属粉や合金粉の形態でフラックスに含めるようにしてもよく、鋼製外皮の形態で含まれるようにしてもよく、鋼製外皮の外表面にめっきとして含まれるようにしてもよく、いずれも同様の効果を奏する。なお、弗化物以外のこれらの化学成分は、カットワイヤではないフラックス入りワイヤの場合のように、アーク安定性や全姿勢溶接性が求められないことから、酸化物や炭酸塩の状態である必要がなく、上記のような金属粉や合金粉の形態で含有させることができる。

具体的には、本発明のフラックス入りカットワイヤは、フラックス入りカットワイヤの全質量に対する質量割合で、弗化物をＦ換算値で０．０１％以上含むと共に、任意成分としてＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｂ、及びＢｉからなる群から選ばれるいずれか１種又は２種以上の化学成分を含み、これらの化学成分の含有量はＣ：０．１２０％以下、Ｓｉ：２．００％以下、Ｍｎ：３．５０％以下、Ｃｕ：５．００％以下、Ｎｉ：５．００以下、Ｃｒ：５．００％以下、Ｍｏ：５．００％以下、Ｎｂ：０．５０％以下、Ｖ：０．５０％以下、Ｔｉ：０．５０％以下、Ａｌ：１．７０％以下、Ｂ：０．０２０％以下、及びＢｉ：０．０３０％以下であり、また、Ｐ及びＳからなる不純物元素の含有量がそれぞれＰ：０．０３０％以下及びＳ：０．０２０％以下であるのが好ましい。なお、本発明においては、上述した弗化物を含むことにより、これら任意の化学成分を含むことなく、拡散性水素量の低減を図ることができるため、これら任意の化学成分のそれぞれの含有量の下限値は０％である。

このうち、任意成分としての化学成分において、「Ｃ：０．１２０％以下」におけるＣは、固溶強化によって溶接金属の耐力及び引張強さを確保するために重要な元素である。但し、フラックス入りカットワイヤにおけるＣ含有量が０．１２０％を超えると、溶接金属中のＣ含有量が過剰になり、溶接金属の耐力及び引張強さが過度に上昇して、溶接金属の靭性が低下する。溶接金属の靭性、耐力、及び引張強さの全てを安定的に確保するためには、このＣ含有量の上限値を０．１０％にするのが好ましい。一方、Ｃ含有量の下限は０％であるが、必要に応じて、Ｃ含有量の下限を０．０１０％、０．０２０％、０．０３０％、０．０４０％、又は０．０５０％としてもよい。同様に、Ｃ含有量の上限を０．１００％、０．０９０％、０．０８０％、又は０．０７０％としてもよい。

「Ｓｉ：２．００％以下」におけるＳｉは、脱酸元素であり、溶接金属の酸素量を低減して溶接金属の清浄度を高める働きを有する。フラックス入りカットワイヤにおけるＳｉ含有量が２．００％を超える場合、Ｓｉが溶接金属の靱性を劣化させる。溶接金属の靭性を安定して確保するために、このＳｉ含有量の上限は１．９０％、１．８０％、１．７０％、又は１．５０％としてもよい。一方、Ｓｉ含有量の下限は０％であるが、必要に応じて、Ｓｉ含有量の下限を０．０１％、０．０２％、０．０３％、又は０．０４％としてもよい。

「Ｍｎ：３．５０％以下」におけるＭｎは、溶接金属の焼入性を確保して溶接金属の強度を高めるために必要な元素であるが、０％でもよい。溶接金属の強度を高めるために、フラックス入りカットワイヤにおけるＭｎ含有量の下限値を０．５０％、０．７５％、１．０％としてもよい。一方、このＭｎ含有量が３．５０％を超える場合、溶接金属の粒界脆化感受性が増加して溶接金属の靱性が劣化する。従って、Ｍｎ含有量の上限値は３．５０％であるが、Ｍｎ含有量の上限値を３．００％、２．５０％、又は２．００％としてもよい。

「Ｃｕ：５．００％以下」におけるＣｕは、溶接金属の強度と靭性を向上させる効果を有するが、０％でもよい。Ｃｕは、フラックス入りカットワイヤにおける鋼製外皮の表面のめっきに含まれてもよく、フラックスに単体又は合金として含まれてもよい。このＣｕ含有量は、鋼製外皮やフラックスに含まれるＣｕと表面のめっきに含まれるＣｕとの合計量である。このＣｕ含有量が５．００％を超えると、溶接金属の靭性が低下する。Ｃｕ含有量の上限値は、好ましくは４．００％、３．００％、又は２．００％である。一方、Ｃｕ含有量の下限値は、好ましくは０．０５％、０．１％、又は０．１５％である。

「Ｎｉ：５．００％以下」におけるＮｉは必須成分ではないので、フラックス入りカットワイヤでのＮｉ含有量の下限値は０％である。また、このＮｉ含有量が５．００％を超えると、凝固割れが起こり易くなる。Ｎｉ含有量の上限値は、好ましくは４．００％、３．００％、又は２．００％である。一方で、Ｎｉ含有量の下限値は、好ましくは０．０５％、０．１％、又は０．１５％である。

「Ｃｒ：５．００％以下」におけるＣｒは必須成分ではないので、フラックス入りカットワイヤでのＣｒ含有量の下限値は０％である。一方、Ｃｒは、溶接金属の焼入性を高めるので、溶接金属の強度を向上させるために有効な元素である。その効果を十分に得るためには、Ｃｒ含有量を０．１０％以上とすることが好ましい。また、Ｃｒ含有量が５．００％を超える場合、溶接金属が過剰に硬化し、溶接金属の靱性を劣化させる。Ｃｒ含有量の上限値は、好ましくは４．００％、３．００％、２．００％、又は１．００％である。

「Ｍｏ：５．００％以下」におけるＭｏは必須成分ではないので、フラックス入りカットワイヤでのＭｏ含有量の下限値は０％である。一方、Ｍｏは、溶接金属の焼入れ性を向上させる効果を有するので、溶接金属の高強度化に有効な元素である。その効果を得るためには、Ｍｏ含有量を０．０１％以上とすることが好ましい。しかしながら、このＭｏ含有量が５．００％を超える場合、溶接金属の靭性が劣化することがあるので、Ｍｏ含有量は５．００％以下とする。Ｍｏ含有量の上限値は、好ましくは４．００％、３．００％、２．００％、１．００％、又は０．６０％である。

「Ｎｂ：０．５０％以下」におけるＮｂは必須成分ではないので、フラックス入りカットワイヤでのＮｂ含有量の下限値は０％である。一方、Ｎｂは、溶接金属において微細炭化物を形成し、この微細炭化物が溶接金属中で析出強化を生じさせるので、Ｎｂは溶接金属の引張強さを向上させる。その効果を十分に得るためには、Ｎｂ含有量を０．００５％以上とすることが好ましい。しかしながら、このＮｂ含有量が０．５０％を超えることは、Ｎｂが溶接金属中で粗大な析出物を形成して溶接金属の靭性を劣化させるので、好ましくない。Ｎｂ含有量の上限値は、好ましくは０．４０％、０．３０％、０．２０％、又は０．１０％である。

「Ｖ：０．５００％以下」におけるＶは必須成分ではないので、フラックス入りカットワイヤでのＶ含有量の下限値は０％である。一方、Ｖは溶接金属の焼入れ性を向上させるので、溶接金属の高強度化に有効な元素である。その効果を十分に得るためには、Ｖ含有量を０．０１０％以上とすることが好ましい。このＶ含有量が０．５００％を超える場合、溶接金属中のＶ炭化物の析出量が過剰となり、溶接金属が過剰に硬化し、溶接金属の靭性を劣化させる。Ｖ含有量の上限値は、好ましくは０．４００％、０．３００％、０．２００％、又は０．１００％である。

「Ｔｉ：０．５０％以下」におけるＴｉは必須成分ではないので、フラックス入りカットワイヤでのＴｉ含有量の下限値は０％である。一方、Ｔｉは脱酸元素であり、溶接金属中の酸素量を低減させる効果がある。また、フラックス入りカットワイヤに含まれるＴｉは、溶接金属中に僅かに残留して固溶Ｎを固定するので、固溶Ｎが溶接金属の靱性に及ぼす悪影響を緩和する効果を有する。そのため、フラックス入りカットワイヤが０．０１％以上のＴｉを含有してもよい。しかしながら、Ｔｉ含有量が０．５０％を越えると、溶接金属において過度な析出物の生成による靱性劣化が生じるおそれがある。ここで、フラックス入りカットワイヤにＴｉを含有させる場合、フェロチタン（鉄とチタンとの合金）をフラックス中に含有させることが考えられる。Ｔｉ含有量の上限値は、好ましくは０．４０％、０．３０％、０．２０％、又は０．１０％である。

「Ａｌ：１．７０％以下」におけるＡｌは脱酸元素であり、Ｓｉと同様に、溶接金属中の酸素量を低減させ、溶接金属の清浄度向上効果を有する。フラックス入りカットワイヤにおけるＡｌ含有量が１．７０％を超える場合、Ａｌが窒化物及び酸化物等を形成して、溶接金属の靱性を減少させる。そのため、フラックス入りカットワイヤにおけるＡｌ含有量の上限を１．７０％とする。この上限値は、好ましくは１．６０％、１．５０％、１．４０％、又は１．３０％である。Ａｌ含有量の下限値は、好ましくは０．００５％、０．０１０％、０．０５０％、０．１００％、０．１５０％又は０．２００％である。

「Ｂ：０．０２０％以下」におけるＢは必須成分ではないので、フラックス入りカットワイヤでのＢ含有量の下限値は０％である。一方、Ｂは、溶接金属において固溶Ｎと結びついてＢＮを形成するので、固溶Ｎが溶接金属の靭性に及ぼす悪影響を減じる効果を有する。また、Ｂは溶接金属の焼入性を高めるので溶接金属の強度を向上させる効果も有する。そのため、フラックス入りカットワイヤが０．０００５％以上のＢを含有してもよい。しかしながら、このＢ含有量が０．０２０％超になると、溶接金属中のＢが過剰となり、粗大なＢＮ及びＦｅ_２３（Ｃ、Ｂ）_６等のＢ化合物を形成して溶接金属の靭性を劣化させるので、好ましくない。Ｂ含有量の上限値は、好ましくは０．０１５％、０．０１０％、０．００５％、０．００３％、又は０．００１％である。

「Ｂｉ：０．０３０％以下」におけるＢｉは必須成分ではないので、フラックス入りカットワイヤでのＢｉ含有量の下限値は０％である。一方、Ｂｉは、スラグの剥離性を改善する元素である。その効果を十分に得るために、Ｂｉ含有量を０．００５％以上、０．０１０％以上又は０．０１２％以上とすることが好ましい。一方で、Ｂｉ含有量が０．０３０％を超える場合、溶接金属に凝固割れが発生しやすくなるので、Ｂｉ含有量の上限値は０．０３０％である。このＢｉ含有量の上限値は、好ましくは０．０２５％、０．０２０％、又は０．０１０％である。

また、前記不純物元素として存在する「Ｐ：０．０３０％以下」におけるＰは、溶接金属の靱性を低下させるので、フラックス入りカットワイヤ中のＰ含有量は極力低減させる必要がある。そのため、Ｐ含有量の下限値は０％である。また、このＰ含有量が０．０３０％以下であれば、Ｐの靱性への悪影響が許容できる範囲内となる。溶接金属の凝固割れを防止するために、より好適には、このＰ含有量は０．０２０％以下、０．０１５％以下、又は０．０１０％以下である。

また、前記不純物元素として存在する「Ｓ：０．０２０％以下」におけるＳは、溶接金属中に過大に存在すると、溶接金属の靱性と延性を共に劣化させるので、フラックス入りカットワイヤにおけるＳ含有量は極力低減させるのが望ましい。そのため、このＳ含有量の下限値は０％である。また、Ｓ含有量が０．０２０％以下であれば、溶接金属の靱性及び延性にＳが及ぼす悪影響が許容できる範囲内となる。より好適には、０．０１０％以下、０．００８％以下、０．００６％以下、又は０．００５％以下である。

本発明におけるフラックス入りカットワイヤは、上述したような化学成分を含んでもよく、また、含まなくてもよいが、これらの化学成分と前記弗化物及び不純物元素のほかに、Ｆｅ及び不純物を含む。このうち、Ｆｅとしては、鋼製外皮に加えて、鉄粉を含むようにしてもよい。すなわち、フラックス入りカットワイヤにおけるフラックスの充填率の調整のために、或いは、溶着効率の向上のために、必要に応じてフラックス中に鉄粉を含有させるようにしてもよい。この鉄粉の含有量は特に制限されないが、鉄粉の表層に付着した酸素が溶接金属の酸素量を増加させて、靭性を低下させることも考えられることから、最大でも、フラックス入りカットワイヤの全質量に対する質量割合で９０．０％未満、望ましくは８０．０％未満にするのがよい。鉄粉の含有量の上限値については８．０％、６．０％、４．０％、２．０％、又は１．０％に制限してもよい。勿論、本発明に係るフラックス入りカットワイヤにおいて鉄粉は必須ではないので、鉄粉の含有量の下限値は０％である。

また、不純物については、フラックス入りカットワイヤを工業的に製造する際に、原料に由来して、又は、製造工程の種々の要因によって混入する成分である。これらは、本発明に係るフラックス入りカットワイヤに悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。

更に、本発明におけるフラックス入りカットワイヤは、上述された弗化物、化学成分、及び不純物元素以外の他の金属元素の酸化物や炭酸塩等も、その特性を損なわない範囲で含有してもよい。この場合、これらの酸化物や炭酸塩は、上述された弗化物、化学成分、不純物元素、並びにＦｅ及び不純物の含有量には含まれないものとする。但し、これらの酸化物や炭酸塩については、それを含有する場合を排除するものではないことを表すものである。すなわち、本発明におけるフラックス入りカットワイヤは、前述の弗化物をＦ換算値で所定の割合で含むと共に、前述の化学成分及び不純物元素の含有量がそれぞれ所定の範囲であり、残部がＦｅ及び不純物、又は、Ｆｅ、不純物、及びこれらの酸化物や炭酸塩からなる化学組成を有するものである。好ましくは、前述の弗化物をＦ換算値で所定の割合で含むと共に、前述の化学成分及び不純物元素の含有量がそれぞれ所定の範囲であり、残部がＦｅ及び不純物からなる化学組成を有する。

更に、上述した事項が満たされる限り、本発明に係るフラックス入りカットワイヤの鋼製外皮は特に制限されないが、例えば、鋼製外皮が軟鋼外皮からなる場合、その外皮の化学組成は、Ｃ：０．１％以下、Ｓｉ：０．１０％以下、Ｍｎ：３．００％以下、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０２０％以下、Ａｌ：０．１％以下、及びＮ：０．０３０％以下であり、残部が鉄及び不純物であるものを挙げることができる。

本発明におけるフラックス入りカットワイヤは、鋼製外皮にフラックスが充填されたワイヤ形状の状態で、所定の長さに細かく裁断することで得ることができる。カットされたフラックス入りカットワイヤの形状について特に制限はなく、細径鋼素線を所定の長さに細かく裁断して、断面が円形をなした一般的なカットワイヤと同程度にすることができるが、フラックスが充填されることなどを考慮すると、その直径としてはφ１．０～φ３．０ｍｍであるのがよい。ちなみに、従来のカットワイヤの直径はφ１．０～φ２．０ｍｍ程度である。一方で、フラックス入りカットワイヤの長さは０．５～３．５ｍｍであるのがよい。一般的なカットワイヤでは、その長さはワイヤ径の０．５～２．０倍相当である。

また、フラックスの充填率については、上述した条件が満たされる限り、特に制限されない。例えば、フラックス入りカットワイヤの全質量に対する質量割合で、フラックスの充填率の下限値を１０％、又は１２％としてもよい。また、フラックスの充填率の上限値を８０％、又は９０％としてもよい。

ここで、溶接金属の拡散性水素量を低減するために、好ましくは、フラックス入りカットワイヤに含まれる水素量が、フラックス入りカットワイヤの全質量に対して１２ｐｐｍ以下であるのがよい。この水素量は、フラックス入りカットワイヤの製造時に侵入するほか、フラックス入りカットワイヤの保管の間に水分が侵入することにより増大するおそれがあることから、カットワイヤ製造後から使用までの期間が長い場合には、水分の浸入を防止しながら保管することが望ましい。

本発明におけるフラックス入りカットワイヤを製造するにあたり、その手順等は特に制限されないが、裁断する前のフラックスが充填されたワイヤを製造する方法として、以下のような例を示すことができる。
先ず、鋼製外皮の継目が溶接されてスリット状の隙間がないシームレス形状のフラックス入りカットワイヤの製造方法としては、弗化物や化学成分等が所定の範囲内になるようにフラックスを調製する工程のほか、鋼帯を長手方向に送りながら、成形ロールを用いて成形してＵ字型のオープン管を得る工程と、オープン管の開口部を通じてオープン管内にフラックスを供給する工程と、オープン管の開口部の相対するエッジ部を突合せ溶接してシームレス管を得る工程と、シームレス管を伸線して所定の線径を有するフラックス入りのワイヤを得る工程と、伸線する工程の途中、又は完了後にフラックス入りのワイヤを焼鈍する工程とを備える。その後、ワイヤを所定の長さに裁断することで、フラックス入りカットワイヤを得ることができる。

ここで、突合せ溶接は、電縫溶接、レーザ溶接、又はＴＩＧ溶接等により行われる。また、伸線工程の途中又は伸線工程の完了後に、ワイヤ中の水分を除去するために焼鈍を行う。好ましくは、ワイヤに含まれるＨ含有量を１２ｐｐｍ以下とするために、焼鈍温度は６５０℃以上とし、焼鈍時間は４時間以上とするのがよい。但し、フラックスの変質を防ぐために、焼鈍温度は９００℃以下とする。なお、突合せ溶接のかわりに、鋼製外皮の隙間をろう付けしても、スリット状の隙間がないワイヤを得ることができる。

また、鋼製外皮の継目を溶接せずに、スリット状の隙間を有したままのフラックス入りカットワイヤを得るようにしてもよい。その場合には、オープン管の端部を突き合わせ溶接してシームレス管を得る工程のかわりに、オープン管を成形して、オープン管の端部を突き合わせてスリット状の隙間有りの管を得る工程を有する点以外は、シームレス形状を有するワイヤの製造方法と同様である。スリット状の隙間を有するワイヤの製造方法は、突き合わせられたオープン管の端部をかしめる工程を更に備えてもよい。スリット状の隙間を有するワイヤの製造方法では、スリット状の隙間を有した状態で管を伸線する。

本発明に係るフラックス入りカットワイヤは、上述したように、鋼製外皮の継目が溶接されてスリット状の隙間がないシームレス形状のワイヤを裁断したものであってもよく、鋼製外皮の継目が溶接されずに、スリット状の隙間を有したワイヤを裁断したものであってもよいが、好ましくは、鋼製外皮にスリット状の隙間がないワイヤをカットしたフラックス入りカットワイヤであるのがよい。溶接時に溶接部に侵入するＨ（水素）は、溶接金属及び被溶接材中に拡散し、応力集中部に集積して低温割れの発生原因となる。Ｈの供給源は様々であるが、溶接部の清浄度や溶接条件が厳密に管理された状態であれば、フラックス入りカットワイヤ中に含まれる水分（H₂O）がＨの供給源となり得て、この水分の量が溶接継手の拡散性水素量に影響する場合がある。そのため、スリット状の隙間がないシームレス形状のワイヤを裁断したものが望ましいが、スリット状の隙間を有したワイヤを裁断したものである場合には、例えば、真空包装して保管したり、乾燥した状態を保持できる容器内でフラックス入りカットワイヤを保管するようにすればよい。

また、本発明におけるフラックス入りカットワイヤは、その表面に油（潤滑剤）が塗布されたものであってもよい。充填材表面に塗布された潤滑剤は、保管時の錆発生を抑える効果がある。このような潤滑剤としては、様々な種類のもの（例えばパーム油等の植物油）を使用できるが、溶接金属の低温割れを抑制するためには、Ｈ（水素）を含有しないパーフルオロポリエーテル油（PFPE油）を使用するのが好ましい。なお、フラックス入りカットワイヤが、その表面にめっきを備えたものである場合には、潤滑剤はめっきの表面に塗布される。

〔溶接継手の製造方法〕
次に、上述したフラックス入りカットワイヤを用いて溶接継手を製造するにあたり、本発明では、母材間に設けた開先内の少なくとも一部にフラックス入りカットワイヤを充填して溶接するフラックス入りカットワイヤ溶接工程を備えるようにする。つまり、溶接継手を製造するにあたり、１パスから最終パスのいずれか１つ以上において、本発明に係るフラックス入りカットワイヤを母材の開先内に充填して溶接する。溶接が１パスのみである場合、その１パスにおいて本発明のフラックス入りカットワイヤを用いるようにする。

なかでも、このフラックス入りカットワイヤ溶接工程については、少なくとも開先内の初層に本発明に係るフラックス入りカットワイヤを充填して、溶接を行うのが好ましい。すなわち、低温割れの発生確率が高い開先内の初層にフラックス入りカットワイヤを充填することで、例えば予熱温度を５０℃以下に下げることができるなど、予熱作業の負荷を確実に低減することができ、或いは、予熱作業自体を不要にすることができる。

図１及び図２には、それぞれ本発明におけるフラックス入りカットワイヤ溶接工程の一例が示されている。このうち、図１は、母材１と母材２との間に設けられた開先３内の一部にフラックス入りカットワイヤ４を充填して、溶接を行う例である。先ず、図１（ａ）に示されるように、母材１、２の裏面に裏当材５を取り付けた上で、開先３内の初層に本発明に係るフラックス入りカットワイヤ４を充填する。次いで、図１（ｂ）に示したように、充填したフラックス入りカットワイヤ４の略中心部上に溶接用ワイヤ６を配置し、アークを発生させて溶接を行う。

ここで、図１（ｂ）における溶接により、母材１及び母材２の温度が、予熱作業を行う場合の予熱温度（予熱相当温度）に達していれば、例えば１００℃に達していれば、低温割れのおそれが排除されることから、以降の溶接では、本発明のフラックス入りカットワイヤを用いずに、溶接継手を製造するようにしてもよい。もし、母材１及び母材２が、予熱相当温度に達していない場合には、図１（ｃ）に示したように、初層に充填したフラックス入りカットワイヤ４を含んで得られた溶接金属７の上に、再度、本発明のフラックス入りカットワイヤ４を散布して開先３内に充填し、溶接用ワイヤ６を配置して溶接を行う。以降、これを繰り返して、母材１及び母材２の温度が予熱相当温度に達するまで、本発明のフラックス入りカットワイヤ４を充填して溶接し、予熱相当温度に達したところで、先の場合と同様に、本発明のフラックス入りカットワイヤを用いずに、溶接するようにすればよい。

図１に示したフラックス入りカットワイヤ溶接工程の例は、開先内の初層にフラックス入りカットワイヤを充填して溶接する１層盛りの溶接か、又は、開先内の初層と２層目以降にフラックス入りカットワイヤを充填して溶接する多層盛りの溶接からなる場合であって、少なくとも母材の温度が１００℃に達するまで、フラックス入りカットワイヤを充填して溶接するものである。つまり、開先内の初層溶接に本発明に係るフラックス入りカットワイヤを用いることで、溶接金属の拡散性水素量を減らすことができる。しかも、このフラックス入りカットワイヤ溶接工程が予熱作業を兼ねることになることから、予熱作業を不要にしたり、予熱作業の負担を大幅に減らすことができる。

また、図２に示したように、本発明に係るフラックス入りカットワイヤ溶接工程は、開先内にフラックス入りカットワイヤを充填して１パスで溶接するフラックス入りカットワイヤ充填１パス溶接からなるようにしてもよい。すなわち、図２（ａ）に示したように、母材１、２の裏面に裏当材５を取り付けた上で、この図２の例では、開先３内のほぼ全て、例えば、開先内高さの８０％程度を充填するように、本発明に係るフラックス入りカットワイヤ４を散布する。次いで、図２（ｂ）のように、充填したフラックス入りカットワイヤ４の略中心部上に溶接用ワイヤ６を配置し、アークを発生させて溶接することで、図２（ｃ）に示したように、フラックス入りカットワイヤ４を含んだ溶接金属７によって溶接継手を製造する。

図２に示したフラックス入りカットワイヤ溶接工程の例では、開先内のほぼ全てに本発明に係るフラックス入りカットワイヤが用いられるため、やはり、予熱作業を不要にしたり、予熱作業の負担を大幅に減らすことができる。

これらの図１、図２では、母材間の開先がいわゆるＶ型開先の例を示したが、本発明においてはこの開先形状に制限はなく、Ｖ型以外にも、例えばＩ型、レ型、Ｋ型、Ｊ型、Ｘ型、Ｕ型、Ｈ形等の開先形状や、これら以外の任意の形状の開先であってもよい。また、本発明においては、片面溶接の場合であってもよく、両面溶接の場合であっても適用可能である。更には、図１の例のように多層盛りの溶接の場合、各層を２パス以上に分けて溶接するようにしてもよい。

本発明において用いられる溶接方法（溶接手段）については特に制限されないが、開先内に充填したフラックス入りカットワイヤを確実に溶かすために、好ましくは、サブマージアーク溶接であるか、又はガスシールドアーク溶接であるのがよい。ただし、立向溶接や上向溶接では、フラックス入りカットワイヤを開先内に充填することが困難な場合があるため、溶接姿勢は下向又は横向きであるのが望ましい。

また、本発明における溶接継手の製造方法では、母材の種類や形状等は特に制限されないが、低温割れが問題となり、予熱作業に負担がかかるような場面での適用が最も効果的である。すなわち、代表的には、引張強さが７８０ＭＰａ以上１５００ＭＰａ以下の高強度鋼材からなる母材の溶接である。また、厚さが５０ｍｍ以上２５０ｍｍ以下の極厚鋼材の場合には、予熱作業の負担が特に大きくなることから、特に、極厚の高強度鋼材が母材となる場合に本発明を適用するのは極めて効果的であると言える。なお、開先を形成する母材の組み合わせは任意であり、同じ種類同士の母材であってもよく、互いに異なる母材であっても構わない。

また、一般に、溶接継手の製造方法では、母材鋼板（母材）と、溶接金属及び溶接熱影響部から構成される溶接部とを備えた溶接継手が得られるところ、本発明では、所定の弗化物を含んだフラックス入りカットワイヤを開先充填材として用いることから、好適には、溶接金属の拡散性水素量が１．０ml/100g以下の溶接継手を得ることができ、特に、所定の化学成分を更に含んだフラックス入りカットワイヤを用いることで、高強度、高靱性の溶接継手が得られるようになる。

（実施例）
次に、実施例等に基づき本発明をより具体的に説明する。但し、下記の実施例は本発明を限定する性質のものではなく、前・後記の趣旨に徹して設計変更することはいずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。

本発明例及び比較例のフラックス入りカットワイヤ（試料番号１～４７）は、次の方法により製造した。
先ず、鋼帯を長手方向に送りながら、成形ロールを用いて成形してＵ型のオープン管を得た。このオープン管の開口部を通じてオープン管内にフラックスを供給し、オープン管の開口部の相対するエッジ部を突合わせ溶接してシームレス管を得た。このシームレス管を伸線して、スリット状の隙間がないフラックス入りのワイヤを得た。但し、その際に、一部の試料は、シーム溶接をしないスリット状の隙間有りの管とし、それを伸線してワイヤとした。このようにして、最終の充填材径がφ２．０ｍｍのフラックス入りのワイヤを試作した。
なお、これらワイヤの伸線作業の途中で、フラックス入りのワイヤを６５０～９５０℃の温度範囲内で４時間以上焼鈍した。試作後、一部のワイヤ表面には潤滑剤を塗布した。そして、製造したフラックス入りのワイヤを長さが２．０ｍｍになるように裁断して、フラックス入りカットワイヤの各試料を準備した。これらフラックス入りカットワイヤの構成を表１及び表２に示す。

表１～２に開示された各弗化物、任意成分としての化学成分及び鉄粉（Fe粉）、並びに不純物元素として含まれる各元素の含有量の単位は、フラックス入りカットワイヤの全質量に対する質量割合（質量％）である。表中で開示されたフラックス入りカットワイヤのＦ換算値は、フラックス入りカットワイヤ中の弗化物に含まれる弗素（Ｆ）の量について、フラックス入りカットワイヤの全質量に対する質量％で示すものであり、上述した式Ａによって求められた値である。

また、フラックス入りカットワイヤの化学組成における残部（すなわち、表１及び表２に開示された各元素以外の成分）は、鉄（意図的に添加されたFe粉を含む。）及び不純物である。また、各フラックス入りカットワイヤのワイヤ構造は表１に示したとおりであり、更に、備考欄で特に断りが無い限り、油は塗布していない。一方で、表２に開示されたフラックス入りカットワイヤに化学成分として含まれる各元素は、鋼製外皮又は金属粉の形態で含まれるものである。なお、表において、化学成分や化合物などの含有量に係る表中の空欄は、その化学成分や化合物などが意図的に添加されていないことを意味する。また、弗化物や化学成分については不可避的に混入されることもある。

発明例及び比較例のフラックス入りカットワイヤは、以下に説明する方法により評価した。
先ず、ｉ）耐低温割れ性の評価として、板厚が５０ｍｍである引張強さ７８０ＭＰａ級鋼に対して、表３の溶接条件１で溶接を行い、ＪＩＳ Ｚ３１５９：１９９３に準じてＨ型拘束割れ試験で評価した。開先形状は、図３に示すＹ型として、スリット長さ３００ｍｍとした。また、開先３内でのフラックス入りカットワイヤ４の散布厚さは８ｍｍとした。更には、溶接フラックスとして日鉄溶接工業（株）製ＮＢ－２５０Ｈを使用し、溶接ワイヤには日鉄溶接工業（株）製Ｙ－８０Ｍ（ワイヤ径φ4.8mm）を使用した。

また、ii）開先内の初層における耐低温割れ性の評価として、板厚が５０ｍｍである引張強さ７８０ＭＰａ級鋼に対して、表３の溶接条件２で溶接を行った。その際、開先形状は、図４に示すＶ型として、開先３内でのフラックス入りカットワイヤ４の散布厚さは２ｍｍとした。更には、溶接ワイヤは日鉄溶接工業（株）製Ｙ－８２Ｃ（ワイヤ径φ1.2mm）を使用し、裏当材５には日鉄溶接工業（株）製ＳＢ－４１を使用した。なお、これらの評価における溶接条件１、２では、いずれも母材（鋼材）１、２の予熱作業は行わずに試験を実施した。

また、iii）溶接金属の拡散性水素量について、次の評価を行った。すなわち、溶接金属の拡散性水素量を評価する際の溶接条件は、表３に記載の溶接条件３とした。また、試験板及びエンドタブに対して発明例及び比較例のフラックス入りカットワイヤを２ｍｍの厚さとなるように散布し、その後、溶接フラックスを１０ｍｍの厚さとなるように散布した。ここで、溶接フラックスとして日鉄溶接工業（株）製ＮＢ－２５０Ｈを使用し、溶接ワイヤには日鉄溶接工業（株）製Ｙ－８０Ｍ（ワイヤ径φ4.0mm）を使用した。また、溶接金属の拡散性水素量の測定は、ＪＩＳ Ｚ ３１１８：２００７（鋼溶接部の水素量測定方法）に準拠したガスクロマトグラフ法によって実施した。溶接金属の拡散性水素量が１．０ｍｌ／１００ｇ以下となるフラックス入りカットワイヤについて、拡散性水素量に関して合格とした。

更には、ｉ）Ｈ型溶接割れ試験後、及び、ii）初層における耐低温割れ性の評価後において、ビード表面の凹凸について、ビード長さ２５ｍｍピッチで高低差を測定し、ビード形状を評価した。このとき、ｉ）Ｈ型溶接割れ試験後、ii）初層における耐低温割れ性の評価後ともに、ビード形状の表面凹凸が３ｍｍ以下である場合を良好（○）とし、３ｍｍ超の場合を不良（×）として評価した。そして、ii）初層における耐低温割れ性とビード形状の評価について、「割れ無し」であり、かつビード形状が良好（○）である場合を総合判定で合格とし、１つ以上で不良（×）と評価された場合には総合判定を不合格とした。

上述の方法により評価した各試験結果は表４に示されている。発明例のフラックス入りカットワイヤを用いて溶接を行った場合、鋼材の予熱が行われなくても、Ｈ型溶接割れ試験、初層における耐低温割れ性の評価のいずれの断面においても断面割れ無し（断面割れが発生していないこと）であった。つまり、発明例のフラックス入りカットワイヤが極めて高い耐低温割れ性を有していることが確認された。また、表４の試験結果に示されているように、発明例のフラックス入りカットワイヤを用いることで、ビード形状評価が合格であり、良好な溶接作業性を示した。一方、比較例のフラックス入りカットワイヤを用いた場合には、Ｈ型溶接割れ試験、初層における耐低温割れ性の評価のいずれの断面においても断面割れが有り（断面割れが発生していること）であった。

以上のとおり、本発明によれば、極厚の高強度鋼板を溶接する場合であっても、予熱作業の負担を減らして、低温割れを防ぐことができるようになり、しかも、ヒュームやスパッタによる作業環境の問題を極力抑えながら、良好なビード形状を有する溶接することができ、コスト性においても有利に溶接継手を製造することができるようになる。

１、２：母材（鋼材）、３：開先、４：フラックス入りカットワイヤ、５：裏当材、６：溶接用ワイヤ、７：溶接金属。

Claims (13)

1. 母材間に設けた開先内にカットワイヤを充填して溶接する溶接継手の製造方法であって、
   鋼製外皮と、この鋼製外皮の内部に充填されて弗化物を含むフラックスとを有したフラックス入りカットワイヤを、前記開先内の少なくとも一部に充填して溶接するフラックス入りカットワイヤ溶接工程を備えたことを特徴とする溶接継手の製造方法。
2. 前記弗化物が、ＣａＦ_２、ＭｇＦ_２、ＬｉＦ、ＮａＦ、Ｋ_２ＺｒＦ_６、Ｋ_２ＳｉＦ_６、及びＮａ_３ＡｌＦ_６からなる群から選ばれる１種又は２種以上である請求項１に記載の溶接継手の製造方法。
3. 前記フラックス入りカットワイヤは、該フラックス入りカットワイヤの全質量に対する質量割合で、
   前記弗化物をＦ換算値で０．０１質量％以上含むと共に、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｂ、及びＢｉからなる化学成分の含有量がＣ：０．１２０％以下、Ｓｉ：２．００％以下、Ｍｎ：３．５０％以下、Ｃｕ：５．００％以下、Ｎｉ：５．００以下、Ｃｒ：５．００％以下、Ｍｏ：５．００％以下、Ｎｂ：０．５０％以下、Ｖ：０．５０％以下、Ｔｉ：０．５０％以下、Ａｌ：１．７０％以下、Ｂ：０．０２０％以下、及びＢｉ：０．０３０％以下であり、また、
   Ｐ及びＳからなる不純物元素の含有量がＰ：０．０３０％以下及びＳ：０．０２０％以下である請求項１又は２に記載の溶接継手の製造方法。
4. 前記フラックス入りカットワイヤ溶接工程が、開先内に前記フラックス入りカットワイヤを充填して１パスで溶接するフラックス入りカットワイヤ充填１パス溶接からなる請求項１～３のいずれかに記載の溶接継手の製造方法。
5. 前記フラックス入りカットワイヤ溶接工程が、開先内の初層に前記フラックス入りカットワイヤを充填して溶接する１層盛りの溶接、又は、開先内の初層と２層目以降に前記フラックス入りカットワイヤを充填して溶接する多層盛りの溶接からなり、少なくとも前記母材の温度が予熱相当温度に達するまで行われるものである請求項１～３のいずれかに記載の溶接継手の製造方法。
6. 前記溶接の手段がサブマージアーク溶接又はガスシールドアーク溶接である請求項１～５のいずれかに記載の溶接継手の製造方法。
7. 前記母材は、引張強さが７８０ＭＰａ以上の高強度鋼材からなる請求項１～６のいずれかに記載の溶接継手の製造方法。
8. 前記母材は、厚さが５０ｍｍ以上の極厚鋼材からなる請求項１～７のいずれかに記載の溶接継手の製造方法。
9. 溶接継手を製造する際に母材間に設けた開先内に充填する開先充填用のカットワイヤであって、鋼製外皮と、この鋼製外皮の内部に充填されて弗化物を含むフラックスとを有することを特徴とする開先充填用のフラックス入りカットワイヤ。
10. 前記弗化物が、ＣａＦ_２、ＭｇＦ_２、ＬｉＦ、ＮａＦ、Ｋ_２ＺｒＦ_６、Ｋ_２ＳｉＦ_６、及びＮａ_３ＡｌＦ_６からなる群から選ばれる１種又は２種以上である請求項９に記載の開先充填用のフラックス入りカットワイヤ。
11. 該フラックス入りカットワイヤの全質量に対する質量割合で、
    前記弗化物をＦ換算値で０．０１質量％以上含むと共に、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｂ、及びＢｉからなる化学成分の含有量がＣ：０．１２０％以下、Ｓｉ：２．００％以下、Ｍｎ：３．５０％以下、Ｃｕ：５．００％以下、Ｎｉ：５．００以下、Ｃｒ：５．００％以下、Ｍｏ：５．００％以下、Ｎｂ：０．５０％以下、Ｖ：０．５０％以下、Ｔｉ：０．５０％以下、Ａｌ：１．７０％以下、Ｂ：０．０２０％以下、及びＢｉ：０．０３０％以下であり、また、
    Ｐ及びＳからなる不純物元素の含有量がＰ：０．０３０％以下及びＳ：０．０２０％以下である請求項９又は１０に記載の開先充填用のフラックス入りカットワイヤ。
12. 前記母材は、引張強さが７８０ＭＰａ以上の高強度鋼材からなる請求項９～１１のいずれかに記載の開先充填用のフラックス入りカットワイヤ。
13. 前記母材は、厚さが５０ｍｍ以上の極厚鋼材からなる請求項９～１２のいずれかに記載の開先充填用のフラックス入りカットワイヤ。
    

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