JP2024146286A - 溶接ワイヤ、ガスシールドアーク溶接方法、及び溶接金属の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた電着塗装性を有する溶接ビードを得ることができるとともに、溶接ビード上に塊状スラグが生成されることを抑制し、優れたビード外観を得ることができるガスシールドアーク溶接用の溶接ワイヤを提供する。【解決手段】アーク溶接に使用される溶接ワイヤは、溶接ワイヤ全質量に対して、Ｍｎ：１．８０質量％超２．２０質量％未満、Ｔｉ：０．０５質量％以上０．２３質量％以下、Ａｌ：０．１０質量％超０．２５質量％以下、を含有し、Ｓｉ：０．４５質量％以下、であり、溶接ワイヤ中に含有されるＡｌ、Ｔｉの含有量を、溶接ワイヤ全質量に対する質量％で、それぞれ［Ａｌ］、［Ｔｉ］と表す場合に、（式１）：［Ａｌ］＋［Ｔｉ］により算出される値Ｍ１が０．４５以下であるとともに、（式２）：［Ｔｉ］／［Ａｌ］により算出される値Ｍ２が０．３０以上２．５０以下である。【選択図】図５

Description

本発明は、ガスシールドアーク溶接に用いられる溶接ワイヤ、該溶接ワイヤを用いたガスシールドアーク溶接方法、及び該ガスシールドアーク溶接方法を用いた溶接金属の製造方法に関する。

自動車の足回り部品は、路面からの水分や融雪剤に含まれる塩害により腐食環境にさらされるため、腐食を防止する技術が必要とされている。一般的に、腐食環境から足回り部品を防護する方法としては、アーク溶接後に電着塗装する方法が採用されている。しかしながら、溶接後に電着塗装を実施した場合に、溶接スラグ（以下、単に「スラグ」ともいう。）の上に電着塗装膜が形成されず、塗装欠陥となり、この欠陥を起点として腐食が進行するという問題が発生する。また、電着塗装膜の膜厚を厚く形成する等の方法により、塗装欠陥の発生を抑制する方法もあるが、スラグ上に塗膜が形成された場合であっても、走行時に小石があたるなどの衝撃により、スラグとともに塗膜が剥離することがあり、剥離した部分から腐食が進行するという問題がある。このように、従来の方法により製造された部品においては、溶接スラグ上の塗装不良に起因する腐食が発生するか、又は、塗膜が形成された場合であっても、走行時のスラグ剥離により腐食が発生する虞があった。

上記のような問題に対し、例えば、特許文献１には、溶接時に発生するスパッタが少なく、溶接後にスラグの除去等の工程が不要かつ優れた電着塗装性を有し、ビード形状が良好な溶接部を得ることができるガスシールドアーク溶接用ワイヤが提案されている。上記溶接用ワイヤは、ワイヤ全質量あたり、Ｃ：０．０１質量％以上０．１０質量％以下、Ｓｉ：０．０５質量％以上０．５５質量％以下、Ｍｎ：１．６０質量％以上２．４０質量％以下、Ｔｉ：０．０５質量％以上０．２５質量％以下、Ｃｕ：０．０１質量％以上０．３０質量％以下、Ｓ：０．００１質量％以上０．０２０質量％以下、Ｎ：０．００４５質量％以上０．０１５０質量％以下、Ｏ：０．００１０質量％以上０．００５０質量％以下、を含有し、Ａｌ：０．１０質量％以下、Ｐ：０．０２５質量％以下、残部がＦｅ及び不可避的不純物であり、０．１≦［Ｔｉ］／［Ｓｉ］≦３．０、である。特許文献１には、上記ガスシールドアーク溶接用ワイヤを使用すると、溶接部に薄いスラグを均一に形成させることができ、溶接後にスラグの除去をすることなく、優れた電着塗装性を得ることができることが記載されている。

また、特許文献２には、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ガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤ、及び溶接継手の製造方法が提案されている。上記ソリッドワイヤは、ワイヤ全質量に対する質量％で、Ｃ：０．０５～０．２０％、Ｓｉ：０．０１～０．１８％、Ｍｎ：１．０～３．０％、Ｔｉ：０．０６～０．２５％、Ａｌ：０．００３～０．１０％、Ｂ：０～０．０１００％、Ｐ：０超～０．０１５％、Ｓ：０超～０．０１５％、及び任意元素を含み、残部が鉄および不純物からなり、Ｓｉ×Ｍｎ≦０．３０及び（Ｓｉ＋Ｍｎ／５）／（Ｔｉ＋Ａｌ）≦３．０を満たし、さらにＣｅｑが０．４０～０．９０％である。特許文献２には、上記ガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤを使用すると、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ことが記載されている。

このように、特許文献１及び特許文献２に記載の溶接用ワイヤにおいては、いずれもＳｉ含有量を低くすることによって、導電性が極端に低いＳｉ、Ｍｎ系スラグの形成を抑制している。これにより、溶接ビードの上にスラグが生成されている場合であっても、優れた電着塗装膜を形成することを可能としている。

特開２０２１－７４７７７号公報 特開２０２１－３７３２号公報

しかしながら、スラグは、溶接ワイヤ中に添加される元素に応じて凝集することがあり、この凝集によって厚みのある塊状のスラグが生成される虞がある。この塊状のスラグが生成されると、スラグ上に電着塗装膜が形成された場合であっても、上述のとおり、走行時に生じる衝撃などによって、スラグが剥離または粉砕し、結果として電着塗装膜が剥離する。

特許文献１には、薄いスラグを均一に形成できることが記載されているが、上記溶接用ワイヤを使用しても、溶接ビード上の全てのスラグを薄く形成することは困難である。例えば、溶接ワイヤ中に含有される脱酸元素であるＴｉ、Ｓｉ、Ｍｎの含有量によっては、溶融池内又は溶融池表面上でスラグが凝集し、塊状のスラグが生成されることがある。また、特許文献２においても、塊状のスラグについて何ら検討されておらず、溶接ワイヤ中に、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｍｎなどの脱酸元素が添加されている以上、塊状のスラグは少なからず生成される。そのため、溶接ビードとしては、良好な電着塗装性を有するものであるとともに、表面に塊状スラグが生成されないような優れたビード外観を有するものであることが要求される。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、優れた電着塗装性を有する溶接ビードを得ることができるとともに、溶接ビード上に塊状スラグが生成されることを抑制し、優れたビード外観を得ることができるガスシールドアーク溶接用の溶接ワイヤ、該溶接ワイヤを用いたガスシールドアーク溶接方法、及び該ガスシールドアーク溶接方法を用いた溶接金属の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の上記目的は、溶接ワイヤに係る下記［１］の構成により達成される。

［１］ ガスシールドアーク溶接に使用される溶接ワイヤであって、
溶接ワイヤ全質量に対して、
Ｍｎ：１．８０質量％超、２．２０質量％未満、
Ｔｉ：０．０５質量％以上、０．２３質量％以下、
Ａｌ：０．１０質量％超、０．２５質量％以下、を含有し、
Ｓｉ：０．４５質量％以下、であり、
溶接ワイヤ中に含有されるＡｌの含有量を、溶接ワイヤ全質量に対する質量％で［Ａｌ］、
溶接ワイヤ中に含有されるＴｉの含有量を、溶接ワイヤ全質量に対する質量％で［Ｔｉ］と表す場合に、
下記（式１）により算出される値Ｍ１が０．４５以下であるとともに、
下記（式２）により算出される値Ｍ２が０．３０以上２．５０以下であることを特徴とする、溶接ワイヤ。
Ｍ１＝［Ａｌ］＋［Ｔｉ］ ・・・（式１）
Ｍ２＝［Ｔｉ］／［Ａｌ］ ・・・（式２）

また、溶接ワイヤに係る本発明の好ましい実施形態は、以下の［２］～［５］に関する。

［２］ さらに、溶接ワイヤ全質量に対して、
Ｃ：０．３０質量％以下、
Ｎｉ：１．００質量％以下、
Ｃｒ：１．００質量％以下、
Ｍｏ：１．００質量％以下、
Ｃｕ：１．００質量％以下、
Ｍｇ：０．１０質量％以下、
Ｚｒ：０．１０質量％以下、
Ｎｂ：０．１０質量％以下、
Ｖ：０．１０質量％以下、
Ｂ：０．００５０質量％以下、
Ｓｎ：０．０１質量％以下、
Ｓｂ：０．０１質量％未満、
Ｐ：０．０５０質量％以下、及び
Ｓ：０．０５０質量％以下、から選択された少なくとも１種を含有し、
残部がＦｅ及び不可避不純物であることを特徴とする、［１］に記載の溶接ワイヤ。

［３］ フラックスを含む溶接ワイヤであって、
合金成分と、前記フラックスに含まれる化合物と、を含有し、
前記合金成分として、
溶接ワイヤ全質量に対して、
Ｃ：０．３０質量％以下、
Ｎｉ：１．００質量％以下、
Ｃｒ：１．００質量％以下、
Ｍｏ：１．００質量％以下、
Ｃｕ：１．００質量％以下、
Ｍｇ：０．１０質量％以下、
Ｚｒ：０．１０質量％以下、
Ｎｂ：０．１０質量％以下、
Ｖ：０．１０質量％以下、
Ｂ：０．００５０質量％以下、
Ｓｎ：０．０１質量％以下、
Ｓｂ：０．０１質量％未満、
Ｐ：０．０５０質量％以下、及び
Ｓ：０．０５０質量％以下、から選択された少なくとも１種を含有し、
残部がＦｅ及び不可避不純物であり、
前記化合物は、溶接ワイヤ全質量に対して、０質量％超、５質量％以下であることを特徴とする、［１］に記載の溶接ワイヤ。

［４］ 溶接ワイヤ中に含有されるＳｉの含有量を、溶接ワイヤ全質量に対する質量％で［Ｓｉ］と表し、溶接ワイヤ中に含有されるＭｎの含有量を、溶接ワイヤ全質量に対する質量％で［Ｍｎ］と表す場合に、下記（式３）により算出される値Ｍ３が０．２５未満であることを特徴とする、［１］～［３］のいずれか１つに記載の溶接ワイヤ。
Ｍ３＝［Ｓｉ］／［Ｍｎ］ ・・・（式３）

［５］ 溶接ワイヤ中に含有されるＭｎの含有量を、溶接ワイヤ全質量に対する質量％で［Ｍｎ］と表す場合に、下記（式４）により算出される値Ｍ４が０．７０以上０．９５以下であることを特徴とする、［１］～［４］のいずれか１つに記載の溶接ワイヤ。
Ｍ４＝［Ｍｎ］／（［Ｍｎ］＋［Ａｌ］＋［Ｔｉ］） ・・・（式４）

本発明の上記目的は、ガスシールドアーク溶接方法に係る下記［６］の構成により達成される。

［６］ 溶接ワイヤを使用して、シールドガスを供給しつつ溶接を行うガスシールドアーク溶接方法であって、
前記溶接ワイヤは、溶接ワイヤ全質量に対して、
Ｍｎ：１．８０質量％超、２．２０質量％未満、
Ｔｉ：０．０５質量％以上、０．２３質量％以下、
Ａｌ：０．１０質量％超、０．２５質量％以下、を含有し、
Ｓｉ：０．４５質量％以下、であり、
溶接ワイヤ中に含有されるＡｌの含有量を、溶接ワイヤ全質量に対する質量％で［Ａｌ］、
溶接ワイヤ中に含有されるＴｉの含有量を、溶接ワイヤ全質量に対する質量％で［Ｔｉ］と表す場合に、
下記（式１）により算出される値Ｍ１が０．４５以下であるとともに、
下記（式２）により算出される値Ｍ２が０．３０以上２．５０以下であることを特徴とする、ガスシールドアーク溶接方法。
Ｍ１＝［Ａｌ］＋［Ｔｉ］ ・・・（式１）
Ｍ２＝［Ｔｉ］／［Ａｌ］ ・・・（式２）

また、ガスシールドアーク溶接方法に係る本発明の好ましい実施形態は、以下の［７］～［９］に関する。

［７］ 前記シールドガスは、Ａｒ及びＣＯ_２から選択される少なくとも１種のガスを含むことを特徴とする、［６］に記載のガスシールドアーク溶接方法。

［８］ 前記溶接ワイヤの送給を、正送給期間と逆送給期間とを交互に切り替える送給制御方法を用いて溶接することを特徴とする、［６］に記載のガスシールドアーク溶接方法。

［９］ 前記送給制御方法において、
前記正送給期間と前記逆送給期間とを１周期としたときの周波数を、所定の範囲に設定し、
前記溶接ワイヤの送給速度を表す位相、及び前記溶接ワイヤの先端位置を表す位相の少なくとも一方の情報に基づき、前記溶接ワイヤに供給する溶接電流を、電流抑制期間と電流非抑制期間とに切り替えることを特徴とする、［８］に記載のガスシールドアーク溶接方法。

本発明の上記目的は、溶接金属の製造方法に係る下記［１０］に関する。

［１０］ 溶接ワイヤを使用して、シールドガスを供給しつつ溶接を行い、溶接金属を製造する溶接金属の製造方法であって、
前記シールドガスは、Ａｒ及びＣＯ_２から選択される少なくとも１種のガスを含み、
前記溶接ワイヤは、溶接ワイヤ全質量に対して、
Ｍｎ：１．８０質量％超、２．２０質量％未満、
Ｔｉ：０．０５質量％以上、０．２３質量％以下、
Ａｌ：０．１０質量％超、０．２５質量％以下、を含有し、
Ｓｉ：０．４５質量％以下、であり、
溶接ワイヤ中に含有されるＡｌの含有量を、溶接ワイヤ全質量に対する質量％で［Ａｌ］、
溶接ワイヤ中に含有されるＴｉの含有量を、溶接ワイヤ全質量に対する質量％で［Ｔｉ］と表す場合に、
下記（式１）により算出される値Ｍ１が０．４５以下であるとともに、
下記（式２）により算出される値Ｍ２が０．３０以上２．５０以下であることを特徴とする、溶接金属の製造方法。
Ｍ１＝［Ａｌ］＋［Ｔｉ］ ・・・（式１）
Ｍ２＝［Ｔｉ］／［Ａｌ］ ・・・（式２）

本発明によれば、優れた電着塗装性を有する溶接ビードを得ることができるとともに、溶接ビード上に塊状スラグが生成されることを抑制し、優れたビード外観を得ることができるガスシールドアーク溶接用の溶接ワイヤ、該溶接ワイヤを用いたガスシールドアーク溶接方法、及び該ガスシールドアーク溶接方法を用いた溶接金属の製造方法を提供することができる。

図１は、縦軸をワイヤ送給速度Ｆｗとし、横軸を時間（位相）とした場合における、ワイヤ送給速度Ｆｗの時間変化を説明する波形図である。 図２は、縦軸を溶接ワイヤの先端位置（以下、「ワイヤ先端位置」ともいう。）とし、横軸を時間（位相）とした場合における、ワイヤ先端位置の時間変化を説明する波形図である。 図３は、縦軸を電流検出信号Ｉｏとし、横軸を時間とした場合における、電流設定信号の制御例を示す図である。 図４は、本実施例で使用したガスシールドアーク溶接時の溶接姿勢を示す模式図である。 図５は、発明例Ｎｏ．１～４について、溶接後のビード外観、電着塗装後のビード外観及び衝撃付与後のビード外観を撮影した図面代用写真である。 図６は、発明例Ｎｏ．５～８について、溶接後のビード外観、電着塗装後のビード外観及び衝撃付与後のビード外観を撮影した図面代用写真である。 図７は、比較例Ｎｏ．１～４について、溶接後のビード外観、電着塗装後のビード外観及び衝撃付与後のビード外観を撮影した図面代用写真である。 図８は、比較例Ｎｏ．５～７について、溶接後のビード外観、電着塗装後のビード外観及び衝撃付与後のビード外観を撮影した図面代用写真である。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、以下の知見を得た。すなわち、溶接ワイヤに含有される脱酸元素の組み合わせや、それらの含有量を規定することにより、溶融池中又は溶融池表面上に生成される酸化物の組成を制御し、さらに、非導電性のガラス質の酸化物の生成を抑制することができる。その結果、優れた電着塗装性を有する溶接ビードを得ることができ、また、酸化物を分散させることにより、塊状スラグの生成が抑制され、優れたビード外観を有する溶接金属を得ることができる。

具体的には、溶接ワイヤに含有されるＳｉを、ワイヤ全質量に対して０．４５質量％以下にすることによって、非導電性のガラス質の酸化物の生成を抑制し、電着塗装性を確保することができる。また、溶接ワイヤに含有されるＭｎ、Ｔｉ及びＡｌの含有量について、ワイヤ全質量に対して、Ｍｎを１．８０質量％超、２．２０質量未満、Ｔｉを０．０５質量％以上、０．２３質量％以下、Ａｌを０．１０質量％超、０．２５質量％以下とし、ＴｉとＡｌの合計量及び比率を規定することにより、分散しやすい酸化物を生成でき、溶接ビードの表面に塊状スラグが形成されることを抑制することができる。

塊状スラグは、主に溶融池中または溶融池上の酸化物が凝集することが原因となって生成されると考えられ、一般的には、酸化物と溶融金属間の濡れ性が悪いほど、凝集がしやすく、かつ溶融池表面上に浮上しやすくなる。言い換えれば、酸化物と溶融金属間の濡れ性が悪いほど、溶接ビード上に塊状スラグが生じやすくなる。例えば、Ａｌの酸化物であるＡｌ_２Ｏ_３は、溶鋼との濡れが悪いため、一般的に、溶接ワイヤ中のＡｌの含有は忌避される。しかしながら、本発明者は、あえてＡｌを溶接ワイヤ中に適量含有させるとともに、さらにＭｎ及びＴｉを含有させることで、ビード表面上のスラグが分散されることを見出した。これは、ワイヤ中のこれらの含有元素に基づいて、溶融池中又は溶融池表面上で生成される複合酸化物と溶融金属間との濡れ性が良好であるからであると推測できる。

［溶接ワイヤ］
以下、上記メカニズムに沿って、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。以下、本実施形態に係る溶接ワイヤに含有される合金成分について、その添加理由及び数値限定理由を詳細に説明する。以下の説明において、溶接ワイヤ中の各元素の含有量は、合金成分として含有される元素の、溶接ワイヤ全質量に対する含有量で規定される。なお、本願発明では、上述のとおり、優れた電着塗装性を有するとともに、ビード表面に塊状スラグが生成されることを抑制し、優れたビード外観を有するビードを得るため、少なくとも、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｔｉ及びＡｌを以下の範囲で規定する必要がある。ただし、その他の合金元素は、使用する母材や用途に応じて任意で添加すればよい。すなわち、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｔｉ及びＡｌ以外の成分は、ワイヤ中に含有させる必要はなく、０質量％であってもよい。

また、溶接ワイヤは、合金元素で構成するソリッドワイヤ、フラックスが金属粉のみで形成されているフラックス入りワイヤ（以下、メタル系フラックス入りワイヤともいう。）でもよい。さらに、化合物（主に酸化物、フッ化物など）を少量でもフラックス中に含むフラックス入りワイヤ（以下、スラグ系フラックス入りワイヤともいう。）でもよい。なお、メタル系フラックス入りワイヤ又はスラグ系フラックス入りワイヤにおいて、以下に説明する合金元素は、フープまたはフラックスのどちらに含有されていてもよい。

（Ｓｉ：０．４５質量％以下（０質量％を含む））
Ｓｉは、脱酸剤であり、溶接ワイヤ中にＳｉが含有されていると、溶接金属の機械的性能を高める効果を得ることができる。Ｓｉの含有量は、要求される強度に応じて、適宜調整することができるが、本実施形態においては、他の元素で強度が確保できるのであれば、溶接ワイヤ中にＳｉが含有されていなくてもよく、０質量％でもよい。

一方、Ｓｉの酸化物であるＳｉＯ_２は、非導電性のガラス質の酸化物であり、溶接ビード上にスラグとして残ると、電着塗装膜を形成することができなくなる。したがって、電着塗装性の観点から、Ｓｉの含有量は溶接ワイヤ全質量に対して、０．４５質量％以下に抑制する必要がある。なお、Ｓｉの含有量は低いほど好ましく、０．３０質量％以下とすることが好ましく、０．２０質量％以下とすることがさらに好ましい。

（Ｍｎ：１．８０質量％超、２．２０質量％未満）
Ｍｎは、Ｓｉと同様に、脱酸剤であり、溶接ワイヤ中にＭｎが含有されていると、溶接金属の機械的性能を高める効果を得ることができる。また、後述するＴｉ及びＡｌと組み合わせることによって、ビード上に生成されるスラグを分散させることができる。さらに、ＭｎＯは比較的導電性が高いため、溶接ワイヤ中のＭｎ含有量が多いほど、電着塗装性は良好となる。溶接ワイヤ中のＭｎ含有量が、１．８０質量％以下であると、上記効果を得ることができない。したがって、溶接ワイヤ中のＭｎ含有量は、溶接ワイヤ全質量に対して、１．８０質量％超とし、１．９０質量％超とすることが好ましい。
一方、ワイヤ中のＭｎ含有量が２．２０質量％以上であると、過剰に脱酸が進行し、溶融池の酸素量が減少するため、溶滴の表面張力が高くなることで、ビード形状が損なわれる。したがって、溶接ワイヤ中のＭｎ含有量は、ワイヤ全質量に対して、２．２０質量％未満とし、好ましくは２．１０質量％未満とするとよい。

（Ｔｉ：０．０５質量％以上、０．２３質量％以下）
Ｔｉは、強脱酸元素であり、脱酸作用によって優先的に酸化物を形成する元素である。このため、ＭｎやＡｌと同様に、Ｔｉは、スラグの組成に大きく寄与する元素である。上述のとおり、Ｔｉを、溶接ワイヤ中のＭｎやＡｌと組み合わせることによって、ビード上に生成されるスラグを分散させる効果を得ることができる。溶接ワイヤ中のＴｉ含有量が、０．０５質量％未満であると、上記効果を得ることができない。したがって、溶接ワイヤ中のＴｉ含有量は、溶接ワイヤ全質量に対して、０．０５質量％以上とし、０．０８質量％以上とすることが好ましい。
一方、Ｔｉが、０．２３質量％を超えて過度に溶接ワイヤ中に含有されると、スラグの組成が変わり、所望のスラグ分散効果を得ることができない。したがって、溶接ワイヤ中のＴｉ含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．２３質量％以下とし、０．２１質量％以下とすることが好ましい。

（Ａｌ：０．１０質量％超、０．２５質量％以下）
ＡｌはＴｉと同様に強脱酸元素であり、脱酸作用によって優先的に酸化物を形成する元素である。このため、ＭｎやＴｉと同様に、スラグの組成に大きく寄与する元素となる。上述のとおり、Ａｌを、溶接ワイヤ中のＭｎやＴｉと組み合わせることによって、ビード上に生成されるスラグを分散させる効果を得ることができる。溶接ワイヤ中のＡｌ含有量が０．１０質量％以下であると、上記効果を得ることができない。したがって、溶接ワイヤ中のＡｌ含有量は、溶接ワイヤ全質量に対して、０．１０質量％超とし、０．１２質量％以上とすることが好ましい。
一方、Ａｌが、０．２５質量％を超えて過度に溶接ワイヤ中に含有されると、スラグの組成が変わり、所望のスラグ分散効果を得ることができない。したがって、溶接ワイヤ中のＡｌ含有量は、ワイヤ全質量に対して、０．２５質量％以下とし、０．２２質量％以下とすることが好ましい。

（Ｍ１：０．４５以下、Ｍ２：０．３０以上２．５０以下）
上述のとおり、本実施形態においては、ＴｉとＡｌの合計量及び比率を規定することによって、分散しやすい酸化物を生成し、溶接ビードの表面に塊状スラグが形成されることを抑制する。Ａｌ及びＴｉの含有量の合計値、すなわち、下記（式１）により算出される値Ｍ１が０．４５を超えると、スラグ量自体が多くなるとともに、スラグ組成も変化し、スラグ分散効果を得ることが困難になる。したがって、Ｍ１は０．４５以下とし、０．４０以下とすることが好ましく、０．３９以下とすることがより好ましく、０．３５以下とすることがさらに好ましい。

なお、本実施形態においては、Ａｌ含有量及びＴｉ含有量の下限値がそれぞれ規定されており、これらが下限値であっても、スラグ分散効果を十分に得ることができるため、Ｍ１の下限については特に限定しない。ただし、より一層スラグ分散効果を得るためには、Ｍ１は０．２４以上とすることが好ましく、０．２５以上とすることがより好ましく、０．２７以上とすることがさらに好ましい。

本実施形態においては、上記Ａｌ及びＴｉの含有量の合計値を規定するとともに、ＴｉとＡｌとの含有量の比率、すなわち、下記（式２）により算出される値Ｍ２を規定することも重要である。Ｍ２が０．３０未満であると、スラグ分散効果を十分に得ることができない。したがって、Ｍ２は０．３０以上とし、０．４０以上とすることが好ましい。

一方、Ｍ２が２．５０を超える場合であっても、スラグ分散効果を十分に得ることができなくなる。したがって、Ｍ２は２．５０以下とし、１．８０以下とすることが好ましく、１．３０以下とすることがより好ましい。

このように、Ａｌ及びＴｉの含有量の合計値、並びにこれらの比率の範囲内で、ワイヤ中のＡｌ含有量及びＴｉ含有量を制御することによって、最適なスラグ組成を得ることができると考えられ、結果として、優れたスラグ分散効果を得ることができる。

Ｍ１＝［Ａｌ］＋［Ｔｉ］ ・・・（式１）
Ｍ２＝［Ｔｉ］／［Ａｌ］ ・・・（式２）
ただし、［Ａｌ］は、溶接ワイヤ中に含有されるＡｌの含有量を、溶接ワイヤ全質量に対する質量％で表した値であり、［Ｔｉ］は、溶接ワイヤ中に含有されるＴｉの含有量を、溶接ワイヤ全質量に対する質量％で表した値である。

本実施形態に係る溶接ワイヤは、上述のとおり、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｔｉ及びＡｌの各含有量が規定されているとともに、上記Ｍ１及びＭ２が適切に制御されており、これにより、溶接ビード上の電着塗装性と、塊状スラグの生成の抑制を実現している。したがって、上記元素以外の以下に示す元素は、母材や要求される特性に応じて適宜調整することができ、０質量％であってもよい。以下、本実施形態に係る溶接ワイヤにおいて、任意元素の好ましい含有量の範囲及びその限定理由について、詳細に説明する。なお、本実施形態に係る溶接ワイヤが、上記Ｓｉ、Ｍｎ、Ｔｉ及びＡｌ以外の元素を含有する場合に、下記元素のうち、少なくとも１種を以下に示す範囲で含有していればよく、要求される特性等に応じて含有させる元素を選択することができる。

（Ｃ：０．３０質量％以下（０質量％を含む））
Ｃは、脱酸作用を有するとともに、溶接ワイヤ中にＣが含有されていると、溶接金属の機械的性能を高める効果を得ることができる。Ｃの含有量は、要求される強度に応じて適宜調整することができるが、本実施形態においては、他の元素で強度が確保できるのであれば、溶接ワイヤ中にＣが含有されていなくてもよく、０質量％でもよい。
ただし、Ｃが、溶接ワイヤ中に過度に含有されると、脱酸作用が大きくなり、アーク近傍でＣＯが発生することによって、爆発によるスパッタの発生や、ヒューム量が増加する虞がある。したがって、溶接作業性の観点から、溶接ワイヤ中のＣ含有量は、溶接ワイヤ全質量に対して、０．３０質量％以下とすることが好ましく、０．１０質量％以下とすることがより好ましく、０．０８質量％以下とすることがさらに好ましい。

（Ｎｉ：１．００質量％以下（０質量％を含む））
溶接ワイヤ中にＮｉが含有されていると、溶接金属の機械的性能を高める効果を得ることができる。Ｎｉの含有量は、要求される強度に応じて適宜調整することができるが、本実施形態においては、他の元素で強度が確保できるのであれば、溶接ワイヤ中にＮｉが含有されていなくてもよく、０質量％でもよい。なお、自動車の足回り部品に適用される４４０～９８０ＭＰａ級鋼板の重ね隅肉溶接において、本実施形態に係る溶接ワイヤを使用する場合に、Ｎｉ含有量は、溶接ワイヤ全質量に対して１．００質量％以下とすることが好ましい。Ｎｉ含有量を上記のように抑制することによって、他の機械的性能を高める元素とバランスがとれ、溶接金属が過剰な強度になることを抑制することができる。

（Ｃｒ：１．００質量％以下（０質量％を含む））
溶接ワイヤ中にＣｒが含有されていると、溶接金属の機械的性能を高める効果を得ることができる。Ｃｒの含有量は、要求される強度に応じて適宜調整することができるが、本実施形態においては、他の元素で強度が確保できるのであれば、溶接ワイヤ中にＣｒが含有されていなくてもよく、０質量％でもよい。なお、自動車の足回り部品に適用される４４０～９８０ＭＰａ級鋼板の重ね隅肉溶接において、本実施形態に係る溶接ワイヤを使用する場合に、Ｃｒ含有量は、溶接ワイヤ全質量に対して１．００質量％以下とすることが好ましい。Ｃｒ含有量を上記のように抑制することによって、他の機械的性能を高める元素とバランスがとれ、溶接金属が過剰な強度になることを抑制することができる。

（Ｍｏ：１．００質量％以下（０質量％を含む））
溶接ワイヤ中にＭｏが含有されていると、溶接金属の機械的性能を高める効果を得ることができる。Ｍｏの含有量は、要求される強度に応じて適宜調整することができるが、本実施形態においては、他の元素で強度が確保できるのであれば、溶接ワイヤ中にＭｏが含有されていなくてもよく、０質量％でもよい。なお、自動車の足回り部品に適用される４４０～９８０ＭＰａ級鋼板の重ね隅肉溶接において、本実施形態に係る溶接ワイヤを使用する場合に、Ｍｏ含有量は、溶接ワイヤ全質量に対して１．００質量％以下とすることが好ましい。Ｍｏ含有量を上記のように抑制することによって、他の機械的性能を高める元素とバランスがとれ、溶接金属が過剰な強度になることを抑制することができる。

（Ｃｕ：１．００質量％以下（０質量％を含む））
溶接ワイヤ中にＣｕが含有されていると、溶接金属の機械的性能を高める効果を得ることができる。Ｃｕの含有量は、要求される強度に応じて適宜調整することができるが、本実施形態においては、他の元素で強度が確保できるのであれば、溶接ワイヤ中にＣｕが含有されていなくてもよく、０質量％でもよい。ここで、本明細書におけるＣｕ含有量とは、溶接ワイヤ表面に形成されていてもよいメッキ中のＣｕも含まれる。なお、自動車の足回り部品に適用される４４０～９８０ＭＰａ級鋼板の重ね隅肉溶接において、本実施形態に係る溶接ワイヤを使用する場合に、メッキを含む溶接ワイヤ中のＣｕ含有量は、溶接ワイヤ全質量に対して１．００質量％以下とすることが好ましい。Ｃｕ含有量を上記のように抑制することによって、他の機械的性能を高める元素とバランスがとれ、溶接金属が過剰な強度になることを抑制することができる。

（Ｍｇ：０．１０質量％以下（０質量％を含む））
（Ｚｒ：０．１０質量％以下（０質量％を含む））
Ｍｇ及びＺｒは、ＡｌやＴｉと同様に強脱酸元素であり、脱酸作用によって優先的に酸化物を形成する。溶接ワイヤ中のＭｇ及びＺｒの含有量が多くなるほど、スラグ組成が変わるため、スラグ分散効果を得ることができない可能性が生じる。したがって、スラグ分散効果を低下させることなく、溶接ワイヤ中にＭｇやＺｒを含有させることによって脱酸効果を得たい場合は、Ｍｇ含有量及びＺｒ含有量は、溶接ワイヤ全質量に対して、それぞれ０．１０質量％以下とすることが好ましい。

（Ｎｂ：０．１０質量％以下（０質量％を含む））
（Ｖ：０．１０質量％以下（０質量％を含む））
溶接ワイヤ中にＮｂやＶが含有されていると、溶接金属の機械的性能を高める効果を得ることができる。Ｎｂ及びＶの含有量は、要求される強度に応じて適宜調整することができるが、本実施形態においては、他の元素で強度が確保できるのであれば、溶接ワイヤ中にＮｂやＶが含有されていなくてもよく、０質量％でもよい。なお、自動車の足回り部品に適用される４４０～９８０ＭＰａ級鋼板の重ね隅肉溶接において、本実施形態に係る溶接ワイヤを使用する場合に、溶接ワイヤ中のＮｂ含有量及びＶ含有量は、溶接ワイヤ全質量に対して、それぞれ０．１０質量％以下とすることが好ましい。Ｎｂ含有量及びＶ含有量を上記のように抑制することによって、他の機械的性能を高める元素とバランスがとれ、溶接金属が過剰な強度になることを抑制することができる。

（Ｂ：０．００５０質量％以下（０質量％を含む））
溶接ワイヤ中にＢが含有されていると、溶接金属の機械的性能を高める効果を得ることができる。Ｂの含有量は、要求される強度に応じて適宜調整することができるが、本実施形態においては、他の元素で強度が確保できるのであれば、溶接ワイヤ中にＢが含有されていなくてもよく、０質量％でもよい。なお、自動車の足回り部品に適用される４４０～９８０ＭＰａ級鋼板の重ね隅肉溶接において、本実施形態に係る溶接ワイヤを使用する場合に、Ｂ含有量は、溶接ワイヤ全質量に対して０．００５０質量％以下とすることが好ましい。Ｂ含有量を上記のように抑制することによって、他の機械的性能を高める元素とバランスがとれ、溶接金属が過剰な強度になることを抑制することができる。

（Ｓｎ：０．０１質量％以下（０質量％を含む））
Ｓｎは低融点元素であり、溶接ワイヤ中に所定の範囲を超えてＳｎが含有されていると、高温割れが発生しやすくなる。したがって、溶接ワイヤ中のＳｎ含有量は、不純物レベルとすることが好ましく、０質量％でもよい。なお、溶接ワイヤがＳｎを含有する場合に、溶接ワイヤ中のＳｎ含有量は、溶接ワイヤ全質量に対して、０．０１質量％未満に抑制することが好ましい。

（Ｓｂ：０．０１質量％未満（０質量％を含む））
Ｓｂは、溶融金属の物性に影響を及ぼす元素であり、溶接ワイヤ中のＳｂは、溶融池の挙動に影響を及ぼす。具体的に、Ｓｂの沸点は１５８７℃であり、溶融池内で気化しやすいため、気孔欠陥（ピットやブローホール）の原因になるとともに、気孔の放出により溶融池表面の対流が乱れる原因となる。このため、溶接ワイヤ中に所定の範囲以上の含有量でＳｂが含有されていると、スラグ同士が衝突しやすくなり、スラグの凝集が促進される虞がある。したがって、溶接ワイヤ中のＳｂ含有量は、不純物レベルとすることが好ましく、０質量％でもよい。なお、溶接ワイヤがＳｂを含有する場合に、溶接ワイヤ中のＳｂ含有量は、溶接ワイヤ全質量に対して、０．０１質量％未満に抑制することが好ましい。

（Ｐ：０．０５０質量％以下（０質量％を含む））
Ｐは、溶接金属の割れ性に影響を及ぼす元素であり、溶接ワイヤ中のＰ含有量が少ないほど、溶接金属の耐割れ性が良好となるため、本実施形態に係る溶接ワイヤにおいては、Ｐが含有されていなくてもよく、０質量％でもよい。なお、溶接ワイヤがＰを含有する場合に、耐割れ性の観点から、溶接ワイヤ中のＰ含有量は、溶接ワイヤ全質量に対して、０．０５０質量％以下とすることが好ましい。

（Ｓ：０．０５０質量％以下（０質量％を含む））
Ｓは、溶融金属の表面張力を低下させる元素であり、溶接ワイヤ中にＳが含有されていると、溶接ビードをフラットに形成させる効果を得ることができる。溶接ビードをフラットに形成させる効果は、他の表面活性元素（酸素、セレン、テルルなど）で代用することにより得ることができるため、Ｓ含有量の下限は特に設けず、０質量％でもよい。ただし、溶接ワイヤ中にＳを含有させることによって、溶接ビードをフラットに形成させる場合に、溶接ワイヤ中のＳ含有量は、溶接ワイヤ全質量に対して、０．００１質量％以上とすることが好ましい。
一方、溶接ワイヤ中のＳ含有量が多くなるほど、硫化物が生成しやすくなり、スラグ組成が変わるため、所望のスラグ分散効果を得ることができない可能性が生じる。したがって、溶接ワイヤ中のＳの含有量は、溶接ワイヤ全質量に対して、０．０５０質量％以下とすることが好ましい。

（合金元素の残部：Ｆｅ及び不可避不純物）
本実施形態において、使用することが好ましいワイヤの合金元素の残部は、Ｆｅ及び不可避不純物である。不可避不純物としては、例えば、Ｏ、Ｎ、Ｌｉ、Ｂｉ及びＡｓ等が挙げられる。これらの不可避不純物の含有量は、ワイヤ全質量に対して、それぞれ、０．０１００質量％以下であることが好ましく、０．００５０質量％以下であることがより好ましい。また、これらの不可避不純物の含有量の合計は、ワイヤ全質量に対して、０．０２００質量％以下であることが好ましい。

本実施形態に係る溶接ワイヤは、フラックスを含む溶接ワイヤであって、合金成分と、フラックスに含まれる化合物と、を含有するものであってもよい。このように、フラックス中に化合物を含むスラグ系フラックス入りワイヤである場合に、上述した合金成分の他に、さらにフラックス中に、ワイヤ全質量に対して０質量％超、５質量％以下の化合物が含有されていてもよく、３質量％以下の化合物が含有されているとより好ましく、１質量％以下の化合物が含有されているとさらにより好ましい。化合物の種類としては、酸化物、硫化物、炭化物、窒化物、フッ化物等が挙げられ、例えば、Ｂ_２Ｏ_３、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、等が挙げられる。なお、溶接ワイヤがスラグ系フラックス入りワイヤであっても、各合金成分の含有量の好ましい範囲は、上述したとおりである。

本実施形態においては、溶接ワイヤ中のＳｉ含有量とＭｎ含有量との比を規定することにより、溶接金属の機械的性能を調整することができるとともに、より一層優れたスラグ分散効果を得ることができる。また、Ｍｎ、Ａｌ及びＴｉの含有量を用いて、特定の式により算出される値を規定すると、さらに一層優れたスラグ分散効果を得ることができる。以下、これらの値についての限定範囲及びその理由について、説明する。

（Ｍ３：０．２５未満）
Ｓｉは、電着塗装性を低下させる元素であるため、溶接ワイヤ中のＳｉ含有量はできるだけ低減することが好ましい。ただし、Ｓｉは溶接金属の機械的性能を高める効果を有する元素でもあるため、Ｓｉ含有量を低減させることによって、溶接金属の機械的性能を別の元素で補う必要がある。本実施形態においては、上述のとおりＡｌ含有量とＴｉ含有量との関係を調整して、スラグ組成を制御し、優れたスラグ分散効果を得ることを実現している。このため、機械的性能の調整を行う方法としては、Ｍｎ含有量を増加し、できるだけ他の元素を加えないようにすることが好ましい。Ｍｎ含有量に対するＳｉ含有量の比率、すなわち、下記（式３）により算出される値Ｍ３を０．２５未満とすると、溶接金属の機械的性能及びスラグ分散効果をより一層向上させることができる。したがって、Ｍ３が０．２５未満となるように、Ｍｎ含有量及びＳｉ含有量を調整することが好ましく、Ｍ３が０．２０以下となるように、Ｍｎ含有量及びＳｉ含有量を調整することがより好ましく、Ｍ３が０．１５以下となるように、Ｍｎ含有量及びＳｉ含有量を調整することがより好ましい。

Ｍ３＝［Ｓｉ］／［Ｍｎ］ ・・・（式３）
なお、［Ｓｉ］は、溶接ワイヤ中に含有されるＳｉの含有量を、溶接ワイヤ全質量に対する質量％で表した値であり、［Ｍｎ］は、溶接ワイヤ中に含有されるＭｎの含有量を、溶接ワイヤ全質量に対する質量％で表した値である。

（Ｍ４：０．７０以上０．９５以下）
本実施形態においては、溶接ワイヤ中のＭｎ、Ａｌ及びＴｉの含有量の合計値に対するＭｎ含有量の比率、すなわち、下記（式４）により算出される値Ｍ４を適切に規定すると、さらに優れたスラグ分散効果を得ることができるスラグ組成となる。したがって、Ｍ４は、０．７０以上とすることが好ましく、０．８０以上とすることがより好ましい。また、Ｍ４は、０．９５以下とすることが好ましく、０．９０以下とすることがより好ましい。

Ｍ４＝［Ｍｎ］／（［Ｍｎ］＋［Ａｌ］＋［Ｔｉ］） ・・・（式４）
なお、［Ｍｎ］は、溶接ワイヤ中に含有されるＭｎの含有量を、溶接ワイヤ全質量に対する質量％で表した値であり、［Ａｌ］は、溶接ワイヤ中に含有されるＡｌの含有量を、溶接ワイヤ全質量に対する質量％で表した値であり、［Ｔｉ］は、溶接ワイヤ中に含有されるＴｉの含有量を、溶接ワイヤ全質量に対する質量％で表した値である。

（ワイヤ径）
本実施形態に係る溶接ワイヤにおいて、ワイヤ径（直径）については、特に限定されるものではないが、ＡＷＳ又はＪＩＳ等の溶接材料規格に規定された直径のワイヤを使用することができる。

（ワイヤの製造）
本実施形態に係る溶接ワイヤにおいて、その製造方法も特に限定されず、特別な製造条件は必要でなく、常法により製造することができる。例えば、ソリッドワイヤの場合、上記合金元素が規定の含有量で含有された鋼を溶製し、鋳塊を得る。次に、鋳塊に対して、必要に応じて熱間鍛造等が施された後、熱間圧延され、更に冷間伸線が施されて、素線が形成される。その後、得られた素線は、必要に応じて５００～９００℃程度の温度で焼鈍され、酸洗された後、必要に応じて銅めっきが施され、更に必要に応じて仕上伸線が施されて、目標線径とされる。その後、必要に応じ潤滑剤が付与され、溶接ワイヤを製造することができる。

次に、本実施形態に係るガスシールドアーク溶接方法について、以下に説明する。

［ガスシールドアーク溶接方法］
本実施形態に係るガスシールドアーク溶接方法は、上記本実施形態に係る溶接ワイヤを使用して、シールドガスを供給しつつ溶接を行う方法である。溶接ワイヤ中のＳｉ、Ｍｎ、Ｔｉ及びＡｌの各含有量や、Ｔｉ含有量及びＡｌ含有量に基づいて算出されるＭ１及びＭ２の値については、上述のとおりである。また、その他の合金元素の好ましい範囲についても、上述のとおりである。

（シールドガス）
本実施形態に係るガスシールドアーク溶接方法において、使用するシールドガスについては、特に限定されないが、本実施形態で用いることが好ましい制御の特性上、グロビュール移行の形態を取るガス組成にすることが好ましい。具体的には、電位傾度の高い炭酸ガス、窒素ガス、水素ガス、酸素ガスのうち少なくとも１種のガスが含まれることが好ましい。また、汎用性の観点から、Ａｒ及びＣＯ_２から選択される少なくとも１種のガスを含むシールドガスを使用することが好ましい。例えば、アルゴンガス（以降、「Ａｒガス」とも称する）を含む混合ガスを使用する場合に、少なくとも炭酸ガスを１０体積％以上含む混合ガスを使用することがより好ましい。さらに、炭酸ガスを９０体積％以上含む混合ガスを使用することが好ましく、炭酸ガス単体のシールドガスを使用することが特に好ましい。

上記本実施形態に係るガスシールドアーク溶接方法によって溶接を実施することにより、表面の電着塗装性が優れているとともに、塊状スラグの生成が抑制された溶接ビードを形成することができる。

なお、本実施形態に係るガスシールドアーク溶接方法において、本実施形態に係る溶接ワイヤと、上記所定のシールドガスを使用する他の溶接条件については、特に限定されない。例えば、パルスＭＡＧ溶接方法を使用してもよいし、送給制御方法を使用してもよいが、溶接作業性の観点から送給制御方法を使用することが好ましい。送給制御方法について、以下に詳細に説明する。

（送給制御方法）
送給制御方法とは、溶接ワイヤの送給を、正送給期間と逆送給期間とを交互に切り替えて溶接する方法である。さらに送給制御方法は、「短絡型送給制御法」と、「短絡抑制型送給制御法」とが挙げられる。短絡型送給制御法は、溶接ワイヤの送給速度を正送給期間と逆送給期間とに交互に切り換え、短絡期間とアーク期間とを発生させる短絡移行の形態をベースとして溶接するタイプである。また、短絡抑制型送給制御法は、溶接ワイヤの送給速度を正送給期間と逆送給期間とに交互に切り換え、短絡期間の発生を抑制するグロビュール移行の形態をベースとして溶接するタイプである。本実施形態に係るガスシールドアーク溶接方法においては、短絡抑制型送給制御法を使用することがより好ましく、より一層良好な外観を有する溶接ビードを得ることができるとともに、溶接作業性も向上させることができる。また、母材に亜鉛めっき鋼板を用いた場合は、亜鉛めっき鋼板の溶接で問題となる気孔欠陥（ピットまたはブローホール）の発生を抑制することができる。

本実施形態において、使用することが好ましい短絡抑制型送給制御法について、さらに詳細に説明する。

図１は、縦軸をワイヤ送給速度Ｆｗとし、横軸を時間（位相）とした場合における、ワイヤ送給速度Ｆｗの時間変化を説明する波形図である。縦軸の単位はメートル毎分又は回転数である。図１においては、平均送給速度Ｆａｖｅよりも大きい速度となる期間を、「正送給期間Ｔ_Ｐ」と表し、平均送給速度Ｆａｖｅよりも小さい速度となる期間を、「逆送給期間Ｔ_Ｎ」と表している。また、各送給期間の前半を「前期」、後半を「後期」という。
ここで、平均送給速度Ｆａｖｅは、ワイヤ溶融速度Ｆｍとみなすことができる。

図２は、縦軸を溶接ワイヤの先端位置（以下、「ワイヤ先端位置」ともいう。）とし、横軸を時間（位相）とした場合における、ワイヤ先端位置の時間変化を説明する波形図である。図２において、溶接ワイヤが最大の送給速度、又は最小の送給速度で送給される場合における位置（高さ）を基準距離としている。また、図２において、溶接ワイヤの先端位置が母材側に最も近づいた位置（以下、「最下端」ともいう。）に対応する時点をＴ０、Ｔ４で表し、溶接ワイヤの先端位置が母材側から最も遠ざかり、給電チップ側に最も近づいた位置（以下、「最上端」ともいう。）に対応する時点をＴ２で表している。

図２に示すように、溶接ワイヤの先端位置が時間の経過とともに母材側に近づく期間、具体的には、溶接ワイヤの先端位置が、最上端から最下端へ移動する期間が「正送給期間Ｔ_Ｐ」である。また、溶接ワイヤの先端位置が時間の経過とともに給電チップ側に近づく期間、具体的には、溶接ワイヤの先端位置が、最下端から最上端へ移動する期間が「逆送給期間Ｔ_Ｎ」である。

また、基準距離に対応する時点をＴ１、Ｔ３とする。Ｔ１は、溶接ワイヤの先端位置が母材側に最も近づいた位置となる最下端から、給電チップ側に最も近づいた位置となる最上端に向かう中間の時点である。一方、Ｔ３は、最上端から最下端に向かう中間の時点である。図２に示すように、最上端から最下端の変化幅が「波高Ｗｈ」である。

図３は、縦軸を電流検出信号Ｉｏとし、横軸を時間とした場合における、電流設定信号の制御例を示す図である。図中の時点Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４は、それぞれ図２の時点Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４に対応する。

本実施形態においては、図１に示すような溶接ワイヤの送給速度を表す位相（以下、「送給速度位相」ともいう。）、及び、図２に示すような溶接ワイヤの先端位置を表す位相（以下、「ワイヤ位置位相」ともいう。）の少なくとも一方の情報に基づいて、溶接ワイヤに供給する溶接電流を、電流非抑制期間Ｔ_ＩＰと電流抑制期間Ｔ_ＩＢとに切り替えるように制御することが好ましい。例えば、ワイヤ先端位置が給電チップ側に最も近づく場合を０ｄｅｇとし、ワイヤ先端位置が母材側に最も近づく場合を１８０ｄｅｇとして、０～３６０ｄｅｇ（０～２π）のワイヤ位置位相に基づいて、溶接電流を電流抑制期間Ｔ_ＩＢと電流非抑制期間Ｔ_ＩＰとに切り替える。なお、電流非抑制期間Ｔ_ＩＰの設定電流値Ｉｐを、ピーク電流ともいい、電流抑制期間Ｔ_ＩＢの設定電流値Ｉｂを、ベース電流ともいう。また、電流非抑制期間Ｔ_ＩＰが開始される時間は、ピーク電流開始時間と表し、電流非抑制期間Ｔ_ＩＰが終了する時間は、ピーク電流終了時間と表すことができる。

図３に示すように、ピーク電流終了時間のタイミングは、ワイヤ位置位相が０ｄｅｇとなる時点を開始としたときの設定期間ｄ１で決定され、ピーク電流開始時間のタイミングはピーク電流終了時間を開始としたときの設定期間ｄ２で決定されるとよい。この設定期間は位相で設定するとよく、例えば、ｄ１を１９０°、ｄ２を１２０°と設定した場合には、ワイヤ位置位相が１９０°（ｄ１）の位置でピーク電流が終了し、ワイヤ位置位相が３１０°（ｄ１＋ｄ２）の位置でピーク電流が開始することになる。なお、電流抑制期間Ｔ_ＩＢは、立下がり期間を含み、電流非抑制期間Ｔ_ＩＰは、立上り期間を含む。

また、上記短絡抑制型送給制御法において、正送給期間と逆送給期間を１周期としたときの周波数であるワイヤ正逆周波数は所定の範囲に設定することが好ましく、例えば、ワイヤ正逆周波数を５０Ｈｚ以上１５０Ｈｚ以下、波高Ｗｈで示すワイヤ振幅を３．３ｍｍ以上６．３ｍｍ以下の範囲に設定すると、溶接作業性の観点から好ましい。

（溶接姿勢）
本実施形態に係るガスシールドアーク溶接方法において、溶接姿勢も特に限定されない。ただし、本実施形態に係る溶接ワイヤは、水平の重ね隅肉溶接に用いられることが好ましく、溶接姿勢としては、下向姿勢又は横向姿勢で溶接を実施することが好ましい。

（母材）
本実施形態に係るガスシールドアーク溶接方法において、母材も特に限定されない。鋼板組成については特に問わず、鋼板表面に亜鉛がメッキされた亜鉛めっき鋼板を適用してもよい。

［溶接金属の製造方法］
本実施形態に係る溶接金属の製造方法は、上述の本実施形態に係る溶接ワイヤを使用して、溶接金属を製造する方法である。また、本実施形態に係る溶接金属の製造方法は、上述の本実施形態に係るガスシールドアーク溶接方法を使用して溶接金属を製造する方法でもある。本実施形態に係る溶接金属の製造方法の具体的な例は、上記溶接ワイヤ及び上記ガスシールドアーク溶接方法に関する実施形態で説明したとおりである。本実施形態に係る溶接金属の製造方法により製造された溶接金属は、表面の電着塗装性が優れているとともに、塊状のスラグが形成されず、優れた外観を有するものとなる。

［溶接金属］
本実施形態に係る溶接金属の製造方法により得られる溶接金属は、所定の成分を含有する物であることが好ましい。溶接金属の組成は、上記本実施形態に係る溶接ワイヤの成分組成及び母材の成分組成から影響を受けるが、本実施形態においては、溶接金属中の各元素について、溶接金属全質量に対する含有量が、以下の範囲であることが好ましい。

すなわち、溶接金属は、Ｍｎ：０．５０質量％超、２．００質量％未満、Ｔｉ：０．００５質量％以上、０．１０質量％以下、Ａｌ：０．００５質量％超、０．１５質量％以下、を含有し、Ｓｉ：０．４５質量％以下であり、Ｃ：０．３０質量％以下、Ｎｉ：１．００質量％以下、Ｃｒ：１．００質量％以下、Ｍｏ：１．００質量％以下、Ｃｕ：１．００質量％以下、Ｍｇ：０．１０質量％以下、Ｚｒ：０．１０質量％以下、Ｎｂ：０．１０質量％以下、Ｖ：０．１０質量％以下、Ｂ：０．００５０質量％以下、Ｓｎ：０．０１質量％以下、Ｓｂ：０．０１質量％未満、Ｐ：０．０５０質量％以下、及びＳ：０．０５０質量％以下、から選択された少なくとも１種を含有し、残部がＦｅ及び不可避不純物であることが好ましい。

以下、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。

［ガスシールドアーク溶接］
種々の組成を有する溶接ワイヤを使用して、ガスシールドアーク溶接を実施した。
図４は、本実施例で使用したガスシールドアーク溶接時の溶接姿勢を示す模式図である。図４に示すように、鋼板１と鋼板２とを互いにずらした位置で配置し、鋼板１の上面と鋼板２の端面とにより形成された隅肉部に向けて、給電チップ３により溶接ワイヤ４の送給速度を制御しつつ、シールドガスを流しながら溶接を実施した。使用した溶接ワイヤの組成を下記表１に示し、送給制御の条件及びその他の溶接条件を以下に示す。

＜送給制御の条件＞
ワイヤ周波数：７０Ｈｚ
波高：５ｍｍ（振幅±２．５ｍｍ）
電流制御の切替タイミング：ピーク電流終了時のワイヤ位置位相１００～１５０ｄｅｇ
ベース電流終了時のワイヤ位置位相３００～３６０ｄｅｇ

＜その他の溶接条件＞
鋼板１、鋼板２：縦２００ｍｍ×横５０ｍｍ×厚さ２．３ｍｍ、亜鉛めっき鋼板（ＳＧＡＨ４４０）
溶接姿勢：水平重ね隅肉溶接
トーチ角度（鋼板１と溶接ワイヤ４とがなす角度）θ：６０°
シールドガス：１００体積％ＣＯ_２ガス
平均電流：２００～２５０Ａ
平均電圧：１９～２７Ｖ
ワイヤ送給量：７．０ｍ／ｍｉｎ
溶接速度：１００ｃｍ／ｍｉｎ
溶接長：１５０ｍｍ

＜評価試験＞
（溶接後のビード外観の観察）
得られた溶接ビードの表面の写真を撮影し、ビード外観を評価した。
本実施例において、ビード外観は、撮影した画像内において、２０ｍｍ^２以上の面積のスラグを塊状スラグとして判定し、溶接長１５０ｍｍ上に１つでも塊状スラグが形成されていた場合を不合格として、Ｃと表記した。一方、２０ｍｍ^２以上の面積の塊状スラグが形成されていない場合を合格とし、合格と評価したもののうち、２ｍｍ^２以上、２０ｍｍ^２未満の面積の小さいスラグが形成されていた場合をＢと表記した。さらに、２ｍｍ^２未満の塊状スラグのみが形成されていたか、または塊状スラグが全く形成されていなかった場合を、より好ましい結果であったと評価し、Ａと表記した。

（電着塗装後のビード外観）
次に、得られた継手に対して電着塗装を実施し、表面に電着塗装膜を形成した。
本実施例においては、ビード外観を観察し、溶接ビードの表面全面に電着塗装膜が形成されていた場合を合格とし、Ｇｏｏｄと表記した。また、電着塗装膜が形成されていない箇所があった場合を不合格とし、Ｂａｄと表記した。

（衝撃付与後のビード外観）
電着塗装膜が形成された継手に対して、溶接ビードの裏側に対して、ハンマーによって複数回の衝撃を付与し、電着塗装膜の剥離の有無を観察した。
本実施例においては、溶接ビードの表面全面において、スラグの剥離の有無を観察し、スラグ（電着塗装膜）の剥離が全く発生しなかった場合を合格とし、Ｇｏｏｄと表記した。また、スラグ（電着塗装膜）の剥離が１箇所でも発生した場合を不合格とし、Ｂａｄと表記した。

（ピットの観察）
溶接金属の表面について、目視でピットの有無を観察した。
本実施例においては、溶接長１５０ｍｍ上にピットが全く観察されなかった場合を無と表記し、ピットが観察された場合を有と表記した。

＜評価結果＞
図５～図８は、各発明例及び比較例について、溶接後のビード外観、電着塗装後のビード外観及び衝撃付与後のビード外観を撮影した図面代用写真である。また、これらの外観から得られた評価結果を下記表２に示す。

なお、下記表１に示した成分以外の残部は、Ｆｅ及び不可避不純物である。また、表１中の成分の含有量の欄において、「－」は、検出限界以下であったことを表す。さらに、比較例Ｎｏ．４及び５のＭ２の値、比較例Ｎｏ．６及び７のＭ４の値は、それぞれ、Ｔｉ及びＡｌの含有量を０質量％として算出した。比較例Ｎｏ．６及び７のＭ２の値は、算出不能であったため、「－」と表記した。
また、下記表１において、Ｍ１～Ｍ４は、それぞれ、下記（式１）～（式４）により得られる値である。

Ｍ１＝［Ａｌ］＋［Ｔｉ］ ・・・（式１）
Ｍ２＝［Ｔｉ］／［Ａｌ］ ・・・（式２）
Ｍ３＝［Ｓｉ］／［Ｍｎ］ ・・・（式３）
Ｍ４＝［Ｍｎ］／（［Ｍｎ］＋［Ａｌ］＋［Ｔｉ］） ・・・（式４）
ただし、［Ａｌ］は、溶接ワイヤ中に含有されるＡｌの含有量を、溶接ワイヤ全質量に対する質量％で表した値であり、［Ｔｉ］は、溶接ワイヤ中に含有されるＴｉの含有量を、溶接ワイヤ全質量に対する質量％で表した値である。
また、［Ｓｉ］は、溶接ワイヤ中に含有されるＳｉの含有量を、溶接ワイヤ全質量に対する質量％で表した値であり、［Ｍｎ］は、溶接ワイヤ中に含有されるＭｎの含有量を、溶接ワイヤ全質量に対する質量％で表した値である。

図５～図８における溶接後ビード外観の欄において、黒く見える領域は、塊状のスラグが形成されていることを示す。また、衝撃付与後のビード外観の欄において、白く見える領域は、電着塗装膜が剥離していることを示す。

図５～図８並びに上記表１及び表２に示すように、発明例Ｎｏ．１～８は、溶接ワイヤ中のＭｎ、Ｔｉ、Ａｌ及びＳｉの含有量、並びにＭ１及びＭ２の値が本発明において規定する範囲内であるため、表面の電着塗装性が優れているとともに、塊状のスラグが形成されず、優れた外観を有する溶接ビードを得ることができた。したがって、電着塗装後に衝撃を付与しても、スラグが剥離せず、優れた継手を得ることができた。

一方、比較例Ｎｏ．１～７は、溶接ワイヤ中のＭｎ、Ｔｉ、Ａｌ及びＳｉの含有量、並びにＭ１及びＭ２の値の少なくとも１つが、本発明において規定する範囲から外れている。したがって、表面の電着塗装性は優れていたが、塊状のスラグが形成され、電着塗装後に衝撃を付与した場合に、電着塗装膜がスラグごと剥離した。

１、２ 鋼板
３ 給電チップ
４ 溶接ワイヤ

Claims (10)

1. ガスシールドアーク溶接に使用される溶接ワイヤであって、
   溶接ワイヤ全質量に対して、
   Ｍｎ：１．８０質量％超、２．２０質量％未満、
   Ｔｉ：０．０５質量％以上、０．２３質量％以下、
   Ａｌ：０．１０質量％超、０．２５質量％以下、を含有し、
   Ｓｉ：０．４５質量％以下、であり、
   溶接ワイヤ中に含有されるＡｌの含有量を、溶接ワイヤ全質量に対する質量％で［Ａｌ］、
   溶接ワイヤ中に含有されるＴｉの含有量を、溶接ワイヤ全質量に対する質量％で［Ｔｉ］と表す場合に、
   下記（式１）により算出される値Ｍ１が０．４５以下であるとともに、
   下記（式２）により算出される値Ｍ２が０．３０以上２．５０以下であることを特徴とする、溶接ワイヤ。
   Ｍ１＝［Ａｌ］＋［Ｔｉ］ ・・・（式１）
   Ｍ２＝［Ｔｉ］／［Ａｌ］ ・・・（式２）
2. さらに、溶接ワイヤ全質量に対して、
   Ｃ：０．３０質量％以下、
   Ｎｉ：１．００質量％以下、
   Ｃｒ：１．００質量％以下、
   Ｍｏ：１．００質量％以下、
   Ｃｕ：１．００質量％以下、
   Ｍｇ：０．１０質量％以下、
   Ｚｒ：０．１０質量％以下、
   Ｎｂ：０．１０質量％以下、
   Ｖ：０．１０質量％以下、
   Ｂ：０．００５０質量％以下、
   Ｓｎ：０．０１質量％以下、
   Ｓｂ：０．０１質量％未満、
   Ｐ：０．０５０質量％以下、及び
   Ｓ：０．０５０質量％以下、から選択された少なくとも１種を含有し、
   残部がＦｅ及び不可避不純物であることを特徴とする、請求項１に記載の溶接ワイヤ。
3. フラックスを含む溶接ワイヤであって、
   合金成分と、前記フラックスに含まれる化合物と、を含有し、
   前記合金成分として、
   溶接ワイヤ全質量に対して、
   Ｃ：０．３０質量％以下、
   Ｎｉ：１．００質量％以下、
   Ｃｒ：１．００質量％以下、
   Ｍｏ：１．００質量％以下、
   Ｃｕ：１．００質量％以下、
   Ｍｇ：０．１０質量％以下、
   Ｚｒ：０．１０質量％以下、
   Ｎｂ：０．１０質量％以下、
   Ｖ：０．１０質量％以下、
   Ｂ：０．００５０質量％以下、
   Ｓｎ：０．０１質量％以下、
   Ｓｂ：０．０１質量％未満、
   Ｐ：０．０５０質量％以下、及び
   Ｓ：０．０５０質量％以下、から選択された少なくとも１種を含有し、
   残部がＦｅ及び不可避不純物であり、
   前記化合物は、溶接ワイヤ全質量に対して、０質量％超、５質量％以下であることを特徴とする、請求項１に記載の溶接ワイヤ。
4. 溶接ワイヤ中に含有されるＳｉの含有量を、溶接ワイヤ全質量に対する質量％で［Ｓｉ］と表し、溶接ワイヤ中に含有されるＭｎの含有量を、溶接ワイヤ全質量に対する質量％で［Ｍｎ］と表す場合に、下記（式３）により算出される値Ｍ３が０．２５未満であることを特徴とする、請求項１～３のいずれか１項に記載の溶接ワイヤ。
   Ｍ３＝［Ｓｉ］／［Ｍｎ］ ・・・（式３）
5. 溶接ワイヤ中に含有されるＭｎの含有量を、溶接ワイヤ全質量に対する質量％で［Ｍｎ］と表す場合に、下記（式４）により算出される値Ｍ４が０．７０以上０．９５以下であることを特徴とする、請求項１～３のいずれか１項に記載の溶接ワイヤ。
   Ｍ４＝［Ｍｎ］／（［Ｍｎ］＋［Ａｌ］＋［Ｔｉ］） ・・・（式４）
6. 溶接ワイヤを使用して、シールドガスを供給しつつ溶接を行うガスシールドアーク溶接方法であって、
   前記溶接ワイヤは、溶接ワイヤ全質量に対して、
   Ｍｎ：１．８０質量％超、２．２０質量％未満、
   Ｔｉ：０．０５質量％以上、０．２３質量％以下、
   Ａｌ：０．１０質量％超、０．２５質量％以下、を含有し、
   Ｓｉ：０．４５質量％以下、であり、
   溶接ワイヤ中に含有されるＡｌの含有量を、溶接ワイヤ全質量に対する質量％で［Ａｌ］、
   溶接ワイヤ中に含有されるＴｉの含有量を、溶接ワイヤ全質量に対する質量％で［Ｔｉ］と表す場合に、
   下記（式１）により算出される値Ｍ１が０．４５以下であるとともに、
   下記（式２）により算出される値Ｍ２が０．３０以上２．５０以下であることを特徴とする、ガスシールドアーク溶接方法。
   Ｍ１＝［Ａｌ］＋［Ｔｉ］ ・・・（式１）
   Ｍ２＝［Ｔｉ］／［Ａｌ］ ・・・（式２）
7. 前記シールドガスは、Ａｒ及びＣＯ_２から選択される少なくとも１種のガスを含むことを特徴とする、請求項６に記載のガスシールドアーク溶接方法。
8. 前記溶接ワイヤの送給を、正送給期間と逆送給期間とを交互に切り替える送給制御方法を用いて溶接することを特徴とする、請求項６に記載のガスシールドアーク溶接方法。
9. 前記送給制御方法において、
   前記正送給期間と前記逆送給期間とを１周期としたときの周波数を、所定の範囲に設定し、
   前記溶接ワイヤの送給速度を表す位相、及び前記溶接ワイヤの先端位置を表す位相の少なくとも一方の情報に基づき、前記溶接ワイヤに供給する溶接電流を、電流抑制期間と電流非抑制期間とに切り替えることを特徴とする、請求項８に記載のガスシールドアーク溶接方法。
10. 溶接ワイヤを使用して、シールドガスを供給しつつ溶接を行い、溶接金属を製造する溶接金属の製造方法であって、
    前記シールドガスは、Ａｒ及びＣＯ_２から選択される少なくとも１種のガスを含み、
    前記溶接ワイヤは、溶接ワイヤ全質量に対して、
    Ｍｎ：１．８０質量％超、２．２０質量％未満、
    Ｔｉ：０．０５質量％以上、０．２３質量％以下、
    Ａｌ：０．１０質量％超、０．２５質量％以下、を含有し、
    Ｓｉ：０．４５質量％以下、であり、
    溶接ワイヤ中に含有されるＡｌの含有量を、溶接ワイヤ全質量に対する質量％で［Ａｌ］、
    溶接ワイヤ中に含有されるＴｉの含有量を、溶接ワイヤ全質量に対する質量％で［Ｔｉ］と表す場合に、
    下記（式１）により算出される値Ｍ１が０．４５以下であるとともに、
    下記（式２）により算出される値Ｍ２が０．３０以上２．５０以下であることを特徴とする、溶接金属の製造方法。
    Ｍ１＝［Ａｌ］＋［Ｔｉ］ ・・・（式１）
    Ｍ２＝［Ｔｉ］／［Ａｌ］ ・・・（式２）