WO2024069984A1 - 被覆アーク溶接棒及び溶接継手の製造方法 - Google Patents

被覆アーク溶接棒及び溶接継手の製造方法 Download PDF

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WO2024069984A1
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oxides
core wire
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孟 松尾
孝浩 加茂
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日本製鉄株式会社
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    • B23K35/3073—Fe as the principal constituent with Mn as next major constituent

Definitions

  • This disclosure relates to a method for manufacturing a covered metal arc welding rod and a welded joint.
  • Ni-based low-temperature steel containing 6 to 9% Ni is used for the steel materials used in liquid hydrogen tanks, liquid carbon dioxide tanks, LNG tanks, etc., because of the need to ensure toughness at the extremely low temperature of -196°C.
  • Austenitic covered metal arc welding electrodes that can produce weld metal with excellent low-temperature toughness are used for welding these Ni-based low-temperature steels. These covered metal arc welding electrodes are mainly designed with a Ni content of 70%.
  • Patent Document 1 describes a welding material with a Ni content of 70% as follows: "Ni content is 35 to 70%, and the flux contains TiO 2 , SiO 2 and ZrO 2 in a total amount of 4.0 mass% or more with respect to the total mass of the wire, and further contains Mn oxides in an amount of 0.6 to 1.2 mass% calculated as MnO 2 , and when the contents of TiO 2 , SiO 2 , ZrO 2 and MnO 2 (converted amounts) are [TiO 2 ], [SiO 2 ], [ZrO 2 ] and [MnO 2 ], respectively, the ratio [TiO 2 ]/[ZrO 2 ] is 2.3 to 3.3, the ratio [SiO 2 ]/[ZrO 2 ] is 0.9 to 1.5, and the ratio ([TiO 2 ]+[SiO 2 ]+[ZrO 2 ])/[MnO 2 ] is 0.9 to 1.5.”
  • ] is 5 to 13.
  • the object of the present invention is to provide a covered metal arc welding rod that is inexpensive and produces a weld metal with excellent low-temperature toughness while reducing the amount of fume generated, and a method for manufacturing a welded joint using the covered metal arc welding rod.
  • a covered metal arc welding rod including a steel core wire and a flux covering the core wire, the chemical composition of the core wire being expressed as, in mass% with respect to a total mass of the core wire, C: 0 to 0.650%, Si: 0.03 to 0.50%, Mn: 2.1 to 30.0%, P: 0 to 0.050%, S: 0 to 0.050%, Cu: 0 to 5.0%, Ni: 1.0 to 30.0%, Cr: 0 to 10.0%, Mo: 0 to 10.0%, Nb: 0 to 1.00%, V: 0 to 1.00%, Co: 0 to 1.00%, Pb: 0 to 1.00%, Sn: 0 to 1.00%, Al: 0 to 0.10%, Ti: 0 to 0.10%, B: 0 to 0.1000%, N: 0 to 0.5000%, O: 0 to 0.0050%, and the balance: Fe and impurities; and the sum of the Mn content and
  • ⁇ 2> The covered metal arc welding rod according to ⁇ 1>, wherein a mass ratio (Ni/Mn) of the Mn content to the Ni content is 0.10 or more.
  • ⁇ 3> The covered metal arc welding rod according to ⁇ 2>, wherein the mass ratio (Ni/Mn) is 1.00 or more.
  • ⁇ 4> The covered metal arc welding rod according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>, wherein the Ti content is Ti: 0.003 to 0.10%.
  • the chemical components of the flux are expressed in mass% relative to the total mass of the flux, Total of Ti oxides converted into TiO2 : 0 to 25.00%, Total of Si oxides converted into SiO2 : 0 to 25.00%, Total Zr oxide converted into ZrO2 : 0 to 5.00%, Sum of Al oxides converted into Al 2 O 3 : 0 to 5.00%, Sum of Mg oxides converted into MgO: 0 to 5.00%, Sum of Ca oxides converted into CaO: 0 to 25.00%, Sum of Na oxides converted into Na 2 O: 0 to 5.00%, Total K oxide converted into K 2 O: 0 to 5.00%, CaF2 : 0 to 30.00%, CaCO3 : 0-60.00%, BaCO3 : 0-15.00%, MgCO 3 : 0 to 15.00%, and Li 2 CO 3 : 0 to 15.00%, The metal components in the chemical components of the flux are, in mass% relative to the total mass of the flux
  • ⁇ 6> The covered metal arc welding electrode according to ⁇ 5>, wherein the total content (Mn+Ni) of the Mn and Ni in the flux is 1.00% or more.
  • the present disclosure provides a covered metal arc welding rod that is inexpensive and has excellent low-temperature toughness while reducing the amount of fume generated, and a method for manufacturing a welded joint using the covered metal arc welding rod.
  • the covered metal arc welding rod according to the present disclosure (hereinafter, sometimes simply referred to as a "welding rod") includes a steel core wire and flux that covers the core wire.
  • the chemical composition of the core wire has a predetermined composition.
  • the covered metal arc welding electrode according to the present disclosure is inexpensive, and can provide a weld metal having excellent low-temperature toughness, while also providing a welding electrode capable of reducing the amount of fume generation.
  • the covered metal arc welding electrode according to the present disclosure was discovered based on the following findings.
  • the inventors have investigated a technique for obtaining a welding rod that can improve the low-temperature toughness of the weld metal and reduce the amount of fume generation even when the Ni content is reduced and the Mn content is increased.
  • Fumes are metal vapors generated from the molten pool that are released into the air by the arc force and then solidify.
  • the amount of fumes generated can be reduced by controlling this arc force.
  • the arc force varies not only with the welding conditions but also with the components of the core wire.
  • the covered metal arc welding electrode according to the present disclosure is inexpensive, can provide a weld metal having excellent low-temperature toughness, and can reduce the amount of fume generation.
  • the inventors have investigated the metal carbonates, oxides, and Mn and Ni in the flux and found that controlling the amounts of these elements further improves low-temperature toughness. From the above findings, it has been found that the covered metal arc welding rod according to the present disclosure preferably contains oxides, as well as Mn and Ni in predetermined amounts, and thereby a welding rod that is inexpensive and has excellent low-temperature toughness and can reduce the amount of fume generation can be obtained.
  • the chemical composition of the core wire is: C: 0 to 0.650%, Si: 0.03 to 0.50%, Mn: 2.1 to 30.0%, P: 0 to 0.050%, S: 0 to 0.050%, Cu: 0 to 5.0%, Ni: 1.0 to 30.0%, Cr: 0 to 10.0%, Mo: 0 to 10.0%, Nb: 0 to 1.00%, V: 0 to 1.00%, Co: 0 to 1.00%, Pb: 0 to 1.00%, Sn: 0 to 1.00%, Al: 0 to 0.10%, Ti: 0 to 0.10%, B: 0 to 0.1000%, N: 0 to 0.5000%, O: 0 to 0.0050%, and the balance: Fe and impurities; and the sum of the Mn content and the Ni content (Mn + Ni) is 5.0% or more; The total content of Mn, Ni and Cr (Mn+Ni+Cr) is 15.0% or more;
  • the core wire has an fcc ratio
  • C is an element that generates spatter.
  • C is also an interstitial solid solution strengthening element. If the C content of the core wire is excessive, the core wire becomes hard and processing of the core wire becomes difficult. Spatter also increases. Therefore, the C content of the core wire is set to 0 to 0.650%. However, to reduce the C content of the core wire to 0%, the cost of decarbonization increases. In addition, the C content of the welding rod may be insufficient, and there is a concern that the strength of the weld metal may be insufficient. Therefore, if the C content of the core wire is low, the C content of the flux must be increased.
  • the lower limit of the C content of the core wire may be 0.003%, 0.005%, or 0.008%.
  • the upper limit of the C content of the core wire is preferably 0.600%, 0.500%, 0.400%, 0.300%, 0.200%, less than 0.200%, 0.190%, 0.180%, 0.150%, or 0.120%.
  • Silicon is a deoxidizing element. If the silicon content of the core wire is too low, the phosphorus content of the core wire increases. On the other hand, Si has a low solid solubility in the austenite phase, and the greater the Si content, the greater the amount of brittle phases such as intermetallic compounds and ⁇ ferrite that are generated at high temperatures, resulting in a deterioration in high-temperature ductility. Therefore, the Si content of the core wire is set to 0.03 to 0.50%. The lower limit of the Si content of the core wire is preferably 0.04%, 0.05%, or 0.08%. The upper limit of the Si content of the core wire is preferably less than 0.50%, 0.48%, 0.45%, 0.40%, 0.35%, 0.30%, or 0.20%.
  • Mn is an element that causes an increase in the amount of fume generation.
  • the lower the Mn content of the core wire the more advantageous it is.
  • Mn is added in excess, the stacking fault energy decreases and the toughness deteriorates.
  • Mn is an austenite stabilizing element. If the Mn content of the core wire is too low, the Mn content of the entire welding rod becomes insufficient, the austenitization of the weld metal becomes difficult to proceed, and the low-temperature toughness deteriorates. In addition, in order to ensure the low-temperature toughness of the weld metal, it becomes necessary to excessively increase the Mn content of the flux.
  • the Mn content of the core wire is set to 2.1 to 30.0%.
  • the lower limit of the Mn content of the core wire is preferably 3.0%, 5.0%, more than 5.0%, 5.2%, more than 6.0%, 6.2%, 7.0%, more than 7.0%, 7.2%, more than 10.0%, or 10.2%.
  • the upper limit of the Mn content of the core wire is preferably 25.0%, 20.0%, 19.0%, 18.0%, 15.0%, or 12.0%.
  • the P content of the core wire is preferably 0.040% or less, 0.030% or less, 0.020% or less, 0.015% or less, or 0.010% or less.
  • the S content of the core wire is preferably 0.040% or less, 0.030% or less, 0.020% or less, 0.015% or less, or 0.010% or less.
  • Cu is a precipitation strengthening element and may be contained in the core wire to improve the strength of the weld metal.
  • the Cu content of the core wire is set to 0 to 5.0%.
  • the lower limit of the Cu content of the core wire is preferably 0.3%, 0.5%, or 0.7%.
  • the upper limit of the Cu content of the core wire is preferably 4.5%, 4.0%, or 3.5%.
  • Ni is an austenite stabilizing element. If the Ni content of the core wire is too low, the Ni content of the entire welding rod becomes insufficient, the austenitization of the weld metal becomes difficult to proceed, and the low-temperature toughness deteriorates. In addition, in order to ensure the low-temperature toughness of the weld metal, it becomes necessary to excessively increase the Ni content of the flux. On the other hand, increasing the Ni content of the core wire increases the cost of the welding rod. Therefore, the Ni content of the core wire is set to 1.0 to 30.0%.
  • the lower limit of the Ni content of the core wire is preferably 2.0%, 3.0%, 5.0%, more than 6.0%, 6.2%, 7.0%, more than 8.0%, or 8.2%.
  • the upper limit of the Ni content of the core wire is preferably 28.0%, 26.0%, 24.0%, 22.0%, 20.0%, 19.0%, 18.0%, 15.0%, or 12.0%.
  • Cr is an austenite stabilizing element and may be contained in the core wire in order to improve the low-temperature toughness of the weld metal.
  • Cr content of the core wire is excessive, a martensite structure is formed in the core wire, making it difficult to process the core wire.
  • the Cr content of the core wire is set to 0 to 10.0%.
  • the lower limit of the Cr content of the core wire is preferably 0.01%, 0.02%, 1.0%, 2.0%, or 3.0%.
  • the upper limit of the Cr content of the core wire is preferably 9.0%, 8.0%, less than 8.0%, 7.8%, 7.0%, less than 6.0%, or 5.8%.
  • Mo is a precipitation strengthening element and may be contained in the core wire to improve the strength of the weld metal.
  • Mo content of the core wire is set to 0 to 10.0%.
  • the lower limit of the Mo content of the core wire is preferably 1.0%, 2.0%, or 3.0%.
  • the upper limit of the Mo content of the core wire is preferably 9.0%, 8.0%, or 7.0%.
  • Nb is an element that forms carbides in the weld metal and increases the strength of the weld metal, and therefore may be contained in the core wire.
  • the Nb content of the core wire is set to 0 to 1.00%.
  • the lower limit of the Nb content of the core wire is preferably 0.01%, 0.05%, 0.10%, 0.15%, or 0.20%.
  • the upper limit of the Nb content of the core wire is preferably 0.95%, 0.90%, 0.85%, or 0.80%.
  • V (V: 0 to 1.00%) V is an element that forms carbonitrides in the weld metal and increases the strength of the weld metal, and therefore may be contained in the core wire.
  • the V content of the core wire is set to 0 to 1.00%.
  • the lower limit of the V content of the core wire is preferably 0.01%, 0.05%, 0.10%, 0.15%, or 0.20%.
  • the upper limit of the V content of the core wire is preferably 0.95%, 0.90%, 0.85%, or 0.80%.
  • Co (Co: 0 to 1.00%) Co is an element that increases the strength of the weld metal through solid solution strengthening, and therefore may be contained in the core wire.
  • the Co content of the core wire is set to 0 to 1.00%.
  • the lower limit of the Co content of the core wire is preferably 0.01%, 0.05%, 0.10%, 0.15%, or 0.20%.
  • the upper limit of the Co content of the core wire is preferably 0.95%, 0.90%, 0.85%, or 0.80%.
  • Pb 0 to 1.00%
  • Pb has the effect of improving the toe formability between the base steel material and the weld metal and improving the machinability of the weld metal, and therefore may be contained in the core wire.
  • the Pb content of the core wire is set to 0 to 1.00%.
  • the lower limit of the Pb content of the core wire is preferably 0.01%, 0.05%, 0.10%, 0.15%, or 0.20%.
  • the upper limit of the Pb content of the core wire is preferably 0.95%, 0.90%, 0.85%, or 0.80%.
  • Sn is an element that improves the corrosion resistance of the weld metal, and therefore may be contained in the core wire.
  • the Sn content of the core wire is set to 0 to 1.00%.
  • the lower limit of the Sn content of the core wire is preferably 0.01%, 0.05%, 0.10%, 0.15%, or 0.20%.
  • the upper limit of the Sn content of the core wire is preferably 0.95%, 0.90%, 0.85%, or 0.80%.
  • Al is a deoxidizing element and may be contained in the core wire in order to suppress welding defects and improve the cleanliness of the weld metal.
  • Al content of the core wire is set to 0 to 0.10%.
  • the lower limit of the Al content of the core wire is preferably 0.01%, 0.02%, or 0.03%.
  • the upper limit of the Al content of the core wire is preferably 0.09%, 0.08%, or 0.07%.
  • Ti is a deoxidizing element and may be contained in the core wire in order to suppress welding defects and improve the cleanliness of the weld metal.
  • Ti content of the core wire is set to 0 to 0.10%.
  • the lower limit of the Ti content of the core wire is preferably 0.003%, 0.01%, 0.02%, or 0.03%.
  • the upper limit of the Ti content of the core wire is preferably 0.09%, 0.08%, or 0.07%.
  • B is an austenite stabilizing element and an interstitial solid solution strengthening element, and may be contained in the core wire in order to improve the low temperature toughness and strength of the weld metal.
  • the core wire has an excessive B content, the core wire becomes hard and is difficult to process.
  • M 23 (C, B) 6 precipitates, which causes a decrease in toughness. Therefore, the B content of the core wire is set to 0 to 0.1000%.
  • the lower limit of the B content of the core wire is preferably 0.0005%, 0.0010%, or 0.0020%.
  • the upper limit of the B content of the core wire is preferably 0.0800%, 0.0500%, or 0.0100%.
  • N is an austenite stabilizing element and an interstitial solid solution strengthening element, and may be contained in the core wire in order to improve the low temperature toughness and strength of the weld metal.
  • the N content of the core wire is set to 0 to 0.5000%.
  • the lower limit of the N content of the core wire is preferably 0.0010%, 0.0100%, or 0.0500%.
  • the upper limit of the N content of the core wire is preferably 0.4500%, 0.4000%, or 0.3500%.
  • O may be contained in the core wire as an impurity.
  • the upper limit of the O content of the core wire is set to 0.0050% or less.
  • the upper limit of the O content of the core wire is preferably 0.0040% or 0.0030%.
  • the lower limit of the O content of the core wire is preferably 0.0003% or 0.0005%.
  • the remaining components in the chemical composition of the core wire are Fe and impurities.
  • impurities refers to components that are mixed in due to raw materials such as ores or scraps, or various factors in the manufacturing process, when the core wire is industrially manufactured, and are acceptable within a range that does not adversely affect the characteristics of the welding rod.
  • Mn and Ni are austenite stabilizing elements that improve the low-temperature toughness of the weld metal.
  • Ni is an expensive metal
  • the Mn content and Ni content in the core wire each satisfy the above-mentioned range, and the total content of Mn and Ni (Mn+Ni) is set to 5.0% or more.
  • the total content of Mn and Ni in the core wire (Mn+Ni) is preferably 7.0% or more, 10.0% or more, or 15.0% or more.
  • Mn is an element that causes an increase in the amount of fume generation. Moreover, excessive addition of Mn reduces stacking fault energy and deteriorates toughness. Therefore, from the viewpoint of reducing the amount of fume generation while suppressing the cost of the welding rod and improving the low-temperature toughness of the weld metal, it is preferable that the Mn content and Ni content in the core wire each satisfy the above range, and the total of the Mn content and Ni content (Mn + Ni) is 37.0% or less.
  • the total content of Mn and Ni in the core wire (Mn+Ni) is more preferably 35.0% or less, 32.0% or less, or 30.0% or less.
  • Mn, Ni, and Cr are each an austenite stabilizing element and improve the low-temperature toughness of the weld metal.
  • Ni is an expensive metal
  • the Mn content, Ni content, and Cr content in the core wire each satisfy the above-mentioned ranges, and the total of the Mn content, Ni content, and Cr content (Mn+Ni+Cr) is set to 15.0% or more.
  • the total of the Mn content, Ni content and Cr content (Mn+Ni+Cr) in the core wire is preferably 17.0% or more, 19.0% or more, 20.0% or more, 22.0% or more, 24.0% or more, 26.0% or more, 28.0% or more, or 30.0% or more.
  • Mn is an element that causes an increase in the amount of fume generation. Moreover, excessive addition of Mn reduces stacking fault energy and deteriorates toughness.
  • Cr is an element that forms martensite structure and affects the workability of the core wire. Moreover, Cr causes an increase in the amount of low melting point compounds in the molten metal.
  • the Mn content, Ni content, and Cr content in the core wire each satisfy the above range, and the total of the Mn content, Ni content, and Cr content (Mn + Ni + Cr) is 47.0% or less.
  • the total content of Mn, Ni and Cr (Mn+Ni+Cr) in the core wire is more preferably 45.0% or less, 42.0% or less, or 40.0% or less.
  • Mn and Ni are austenite stabilizing elements and improve the low temperature toughness of the weld metal.
  • Ni is an expensive metal
  • Mn is an element that causes an increase in the amount of fume generated.
  • Mn is added in excess, the stacking fault energy decreases, and the toughness deteriorates.
  • Ni improves the toughness by increasing the stacking fault energy. Therefore, from the viewpoint of improving the low-temperature toughness of the weld metal and reducing the amount of fume generation while suppressing the cost of the welding rod, it is preferable that the mass ratio (Ni/Mn) of the Mn content to the Ni content in the core wire is 0.10 or more.
  • the lower limit of the mass ratio (Ni/Mn) of the Mn content to the Ni content in the core wire is more preferably 0.20, 0.30, 0.50, 0.70, 1.00, 1.10, or 1.20.
  • the upper limit of the mass ratio (Ni/Mn) of the Mn content to the Ni content in the core wire is preferably 10.00, 8.00, or 5.00.
  • the fcc proportion in the core wire is set to 70% or more.
  • the fcc proportion is preferably 80% or more, or 90% or more, and may be 100%.
  • the remainder of the structure is bcc.
  • the fcc ratio in the structure of the core wire can be determined by the following method.
  • a sample is taken from the core wire, and the bcc ratio (%) is measured on the surface of the sample by a magnetic induction method using a FERITSCOPE (registered trademark) FMP30 (manufactured by Fisher Instruments Inc.) and a Fisher Instruments Inc. probe (FGAB 1.3-Fe) as the probe of the measuring instrument, and the arithmetic mean value of the measured bcc ratios is calculated.
  • the chemical composition of the flux according to the present disclosure is: Total of Ti oxides converted into TiO2 : 0 to 25.00%, Total of Si oxides converted into SiO2 : 0 to 25.00%, Total Zr oxide converted into ZrO2 : 0 to 5.00%, Sum of Al oxides converted into Al 2 O 3 : 0 to 5.00%, Sum of Mg oxides converted into MgO: 0 to 5.00%, Sum of Ca oxides converted into CaO: 0 to 25.00%, Sum of Na oxides converted into Na 2 O: 0 to 5.00%, Total K oxide converted into K 2 O: 0 to 5.00%, CaF2 : 0 to 30.00%, CaCO3 : 0-60.00%, BaCO3 : 0-15.00%, It is preferable that the composition contains MgCO 3 : 0 to 15.00%, and Li 2 CO 3 : 0 to 15.00%.
  • Ti oxide is a slag component and has the effect of uniformly covering the entire bead with slag.
  • Ti oxide has the effect of stabilizing the duration of the arc and reducing the amount of spatter generated, thereby improving welding workability (especially vertical welding). Therefore, Ti oxide may be contained.
  • the sum of the total of the Ti oxides converted into TiO2 and the total of the Si oxides converted into SiO2 is 5.00% or more, that is, only one of Ti oxide and Si oxide may be contained. Therefore, the lower limit of the total of the Ti oxides converted into TiO2 may be 0%.
  • the total of the Ti oxides in terms of TiO2 25.00% or less the amount of oxygen in the weld metal can be suppressed, and low-temperature toughness can be ensured. Also, by making the total of the Ti oxides in terms of TiO2 25.00% or less, the increase in viscosity of the slag can be suppressed, so that the slag does not become too thick, and the toe of the bead can be prevented from becoming bulged. Also, by making the total of the Ti oxides in terms of TiO2 25.00% or less, the occurrence of pits can be suppressed. Also, the occurrence of slag entrapment can be suppressed.
  • the total amount of Ti oxides in the flux calculated as TiO2 is preferably 0 to 25.00%.
  • the lower limit of the total value of Ti oxides calculated as TiO2 is more preferably 1.00%, 2.00%, 3.00%, or 5.00%.
  • the upper limit of the total value of Ti oxides calculated as TiO2 is more preferably 23.00%, 20.00%, 18.00%, 15.00%, 13.00%, or 10.00%.
  • Ti oxides can exist mainly in the flux as rutile, titanium oxide, titanium slag, ilmenite, sodium titanate, potassium titanate, etc. Therefore, the Ti oxide content in the flux can be adjusted to the above range mainly by controlling the Ti oxide content.
  • the total TiO2 equivalent value of Ti oxides refers to the mass % of TiO2 relative to the total mass of the welding rod when all Ti oxides contained in the flux (e.g., TiO, TiO2, Ti2O3, Ti3O5 , etc. , added as rutile, titanium oxide, titanium slag, ilmenite, sodium titanate, potassium titanate, etc.) are converted into TiO2 .
  • the total TiO2 equivalent value of Ti oxides is determined by analyzing the mass of Ti present as oxides in the flux using an X-ray fluorescence analyzer and an X-ray diffraction (XRD) device.
  • the amount of Ti present as oxides in the flux and the amount of Ti present as metal components can be determined separately by analyzing the components contained in the flux by X-ray fluorescence analysis and then analyzing the molecular structures of the components contained by X-ray diffraction (XRD). Specifically, first, the flux is collected from the welding rod and analyzed by the above method. For example, if TiO2 , Ti2O3 , and Ti3O5 are detected by the analysis, the mass percentages of each Ti oxide are expressed as [TiO2], [Ti2O3 ] , and [ Ti3O5 ], and the total of the Ti oxides converted into TiO2 is expressed as [converted TiO2 ], which is calculated by the following formula 1.
  • [Converted TiO 2 ] (0.60 ⁇ [TiO 2 ]+0.67 ⁇ [Ti 2 O 3 ]+0.64 ⁇ [Ti 3 O 5 ]) ⁇ 1.67
  • the coefficients (0.60, 0.67, 0.64) in Equation 1 are coefficients for calculating the amount of Ti contained in each oxide, and the multiplier (1.67) at the end is a multiplier for calculating the TiO2 equivalent value from the total amount of Ti present as an oxide in the flux.
  • the 1.67 in formula 1 corresponds to the multiplier calculated in formula 3 above.
  • the oxide may be a compound that combines two metal elements.
  • the sum of the SiO2 equivalent values of Si oxides, the sum of the ZrO2 equivalent values of Zr oxides, the sum of the Al2O3 equivalent values of Al oxides, the sum of the MgO equivalent values of Mg oxides, the sum of the CaO equivalent values of Ca oxides, the sum of the Na2O equivalent values of Na oxides, the sum of the K2O equivalent values of K oxides, the sum of the MnO2 equivalent values of Mn oxides, and the sum of the FeO equivalent values of Fe oxides are also obtained by the same calculation as the sum of the TiO2 equivalent values of Ti oxides.
  • the flux collected by the X-ray fluorescence analyzer and the X-ray diffraction (XRD) device is analyzed, and the coefficients and multipliers are calculated according to the various oxides detected in accordance with the above formulas 2, 3, and 4, and the calculation is performed in the same manner as the above formula 1.
  • Representative oxides detected by analysis are listed below.
  • Si oxides SiO, SiO2 , Si2O3 , Si2O4 Zr oxide; ZrO2 Al oxide: AlO , Al2O3 , Al3O5 Mg oxide; MgO, MgO2 , Mg2O Ca oxide; CaO, CaO2 Na oxide; Na2O , Na2O2 K oxide; K2O , KO2 Mn oxides; MnO, Mn2O , MnO2 Fe oxides: FeO , Fe2O4 , FeO3
  • Silicon oxide is a slag component that has the effect of increasing the viscosity of molten slag and improving the removability of the slag. From this viewpoint, silicon oxide may be contained. However, it is preferable that the sum of the total of the TiO2 converted values of the Ti oxides and the total of the SiO2 converted values of the Si oxides is 5.00% or more, that is, only one of the Ti oxides and the Si oxides may be contained. Therefore, the lower limit of the total of the SiO2 converted values of the Si oxides may be 0%.
  • the slag encapsulation state is improved, the slag removability is enhanced, and the bead shape and bead appearance can be improved.
  • the welding workability (especially vertical welding ability) can be ensured.
  • the total SiO2 equivalent value of the Si oxides 25.00% or less the amount of oxygen in the weld metal can be suppressed, and low-temperature toughness can be ensured.
  • the total SiO2 equivalent value of the Si oxides 25.00% or less the amount of spatter generation can be suppressed.
  • the total SiO2 equivalent value of the Si oxides 25.00% or less the generation of pits and gas grooves can be suppressed. Also, the generation of slag inclusion can be suppressed.
  • the total SiO2 equivalent value of the Si oxides in the flux is preferably 0 to 25.00%.
  • the lower limit of the total value of silicon oxide calculated as SiO2 is more preferably 0.05%, 0.10%, 0.15%, 0.20%, or 0.25%.
  • the upper limit of the total SiO2 equivalent value of Si oxides is more preferably 23.00%, 20.00%, 18.00%, 15.00%, 13.00%, or 10.00%.
  • silicon oxides can exist mainly in the flux as silica sand, zircon sand, feldspar, sodium silicate, potassium silicate, etc.
  • Ti oxide and Si oxide are slag components, and it is preferable to contain at least one of them from the viewpoint of improving the encapsulation state of the slag and from the viewpoint of welding workability.
  • the sum of the total of the Ti oxides in the flux converted into TiO2 and the total of the Si oxides in the flux converted into SiO2 is 5.0% or more.
  • the lower limit of the sum of the total value of Ti oxides converted into TiO 2 and the total value of Si oxides converted into SiO 2 in the flux is more preferably 7.0% or 10.0%.
  • the upper limit of the sum of the total value of Ti oxides converted into TiO2 and the total value of Si oxides converted into SiO2 in the flux is preferably 50.0%, 45.0%, 40.0%, 35.0%, or 30.0%.
  • Zr oxide increases the oxygen content in the weld metal and deteriorates low-temperature toughness. Therefore, from the viewpoint of low-temperature toughness, it is preferable that Zr oxide is not contained, and the lower limit of the total value of Zr oxide calculated as ZrO2 is set to 0%.
  • Zr oxide is a slag component and has the effect of improving slag coverage in horizontal fillet welding and smoothing the bead shape, so it may be contained from this viewpoint.
  • ZrO2 equivalent value of Zr oxide 5.00% or less it is possible to prevent the bead shape from becoming convex. Also, it is possible to prevent the occurrence of slag inclusion.
  • the total ZrO2 equivalent value of Zr oxide in the flux is preferably 0 to 5.00%.
  • the upper limit of the total value of Zr oxide calculated as ZrO2 is more preferably 4.50%, 4.00%, 3.50%, or 3.00%.
  • Zr oxides are mainly present in the flux as zircon sand, zirconium oxide, etc., and may also be contained in trace amounts in Ti oxides.
  • Total of Al oxide converted into Al 2 O 3 0 to 5.00% Since Al oxide is an oxygen source, the addition of Al oxide increases the amount of oxygen in the weld metal, which causes deterioration of toughness. Therefore, from the viewpoint of low temperature toughness, it is preferable not to include Al oxide, and the lower limit of the total Al oxide content calculated as Al2O3 is set to 0%.
  • the total content of Al oxide in the flux in terms of Al 2 O 3 is preferably 0 to 5.00%.
  • the upper limit of the total amount of Al oxide calculated as Al 2 O 3 is more preferably 4.50%, 4.00%, 3.50%, or 3.00%.
  • Al oxides are often present as components of alumina, feldspar, etc. in flux.
  • Mg oxides may be added because Mg decomposed during welding acts as a deoxidizer and reduces the oxygen content in the weld metal, thereby improving the low-temperature toughness of the weld metal.
  • the total of Mg oxides in terms of MgO is 0.10% or more, the effect of reducing the oxygen content in the weld metal is increased, and the low-temperature toughness is further improved.
  • the total Mg oxide equivalent value 5.00% or less the solidification temperature of the welding slag can be prevented from becoming lower, and welding workability (particularly vertical weldability) can be improved.
  • the total amount of Mg oxides in the flux calculated as MgO is preferably 0 to 5.00%.
  • the lower limit of the total amount of Mg oxides calculated as MgO is more preferably 0.10%, 0.20%, 0.30%, or 0.40%.
  • the upper limit of the total value of Mg oxides converted into MgO is more preferably 4.50%, 4.00%, 3.50%, or 3.00%.
  • Total of Ca oxides converted into CaO 0 to 25.00%
  • Ca oxide may be contained since it adjusts the slag shape, facilitates slag removal after welding, and stabilizes the arc.
  • the total Ca oxides converted into CaO be 25.00% or less, an increase in the amount of oxygen in the weld metal caused by the oxygen contained in the Ca oxides entering the molten pool can be suppressed, and a decrease in the toughness of the weld metal can be suppressed.
  • the total CaO2 equivalent value of Ca oxides in the flux is preferably 0 to 25.00%.
  • the lower limit of the total amount of Ca oxides calculated as CaO2 is more preferably 0.10%, 0.20%, 0.30%, or 0.40%.
  • the upper limit of the total CaO2 converted value of Ca oxides is more preferably 23.00%, 20.00%, 18.00%, 15.00%, 13.00%, or 10.00%.
  • Na oxides may be added because Na decomposed during welding acts as a deoxidizer and reduces the oxygen content in the weld metal, thereby improving the low-temperature toughness of the weld metal.
  • the total Na2O equivalent value of Na oxides is 0.10% or more, the oxygen content in the weld metal is significantly reduced, and the low-temperature toughness is further improved.
  • the total Na 2 O converted value of Na oxides 5.00% or less the solidification temperature of the welding slag can be prevented from becoming lower, and welding workability (particularly vertical weldability) can be improved.
  • the total Na 2 O converted value of Na oxides in the flux is preferably 0 to 5.00%.
  • the lower limit of the total value of Na oxides calculated as Na 2 O is more preferably 0.10%, 0.20%, 0.30%, or 0.40%.
  • the upper limit of the total Na oxide calculated as Na 2 O is more preferably 4.50%, 4.00%, 3.50%, or 3.00%.
  • K oxides may be added because K decomposed during welding acts as a deoxidizer and reduces the amount of oxygen in the weld metal, thereby improving the low-temperature toughness of the weld metal.
  • the total amount of K oxides converted to K2O is 0.10% or more, the effect of reducing the amount of oxygen in the weld metal is increased, and the low-temperature toughness is further improved.
  • the total K 2 O converted value of K oxides 5.00% or less the solidification temperature of the welding slag can be prevented from becoming lower, and welding workability (particularly vertical weldability) can be improved.
  • the total amount of K oxides in the flux calculated as K 2 O is preferably 0 to 5.00%.
  • the lower limit of the total amount of potassium oxides calculated as K 2 O is more preferably 0.10%, 0.20%, 0.30%, or 0.40%.
  • the upper limit of the total amount of potassium oxides calculated as K 2 O is more preferably 4.50%, 4.00%, 3.50%, or 3.00%.
  • the flux according to the present disclosure may contain other oxides, such as Fe oxide and Mn oxide.
  • the Fe oxide content means the total FeO-equivalent value of Fe oxide
  • the Mn oxide content means the total MnO-equivalent value of Mn oxide.
  • CaF2 may be contained since it has the effect of reducing the oxygen content of the weld metal.
  • the CaF2 content is 0.10% or more, the effect of reducing the oxygen content of the weld metal is increased, and the low temperature toughness is further improved.
  • the CaF2 content is 30.00% or less, the generation of fumes can be reduced and the occurrence of welding defects can be suppressed.
  • the CaF2 content in the flux is preferably 0 to 30.00%.
  • the lower limit of the CaF2 content is more preferably 0.10%, 0.20%, 0.30%, or 0.40%.
  • the upper limit of the CaF2 content is more preferably 28.00%, 25.00%, 23.00%, 20.00%, 18.00%, or 15.00%.
  • the flux according to the present disclosure may contain other fluorides, such as, for example, K2SiF6 , K2ZrF6 , NaF, Na3AlF6 , and MgF2 .
  • the contents of CaF 2 and other fluorides are measured by X-ray fluorescence analysis and X-ray diffraction (XRD) in the same manner as the above-mentioned Ti oxide content.
  • the flux according to the present disclosure may contain one or more metal carbonates selected from the group consisting of CaCO3 , BaCO3 , MgCO3 , and Li2CO3 .
  • the amount of spatter generated can be suppressed.
  • the CaCO 3 content in the flux is preferably 0 to 60.00%.
  • the lower limit of the CaCO3 content is more preferably 0.10%, 0.20%, 0.30%, or 0.40%.
  • the upper limit of the CaCO3 content is more preferably 55.00%, 50.00%, 45.00%, 40.00%, 35.00%, or 30.00%.
  • the BaCO3 content in the flux is preferably 0 to 15.00%.
  • the lower limit of the BaCO3 content is more preferably 0.10%, 0.20%, 0.30%, or 0.40%.
  • the upper limit of the BaCO3 content is more preferably 14.00%, 12.00%, 10.00%, 8.00%, 7.00%, or 5.00%.
  • the MgCO3 content in the flux is preferably 0 to 15.00%.
  • the lower limit of the MgCO3 content is more preferably 0.10%, 0.20%, 0.30%, or 0.40%.
  • the upper limit of the MgCO3 content is more preferably 14.00%, 12.00%, 10.00%, 8.00%, 7.00%, or 5.00%.
  • the Li 2 CO 3 content in the flux is preferably 0 to 15.00%.
  • the lower limit of the Li 2 CO 3 content is more preferably 0.10%, 0.20%, 0.30%, or 0.40%.
  • the upper limit of the Li2CO3 content is more preferably 14.00%, 12.00%, 10.00%, 8.00%, 7.00%, or 5.00%.
  • CaCO 3 , BaCO 3 , MgCO 3 , and Li 2 CO 3 are sources of shielding gas, and from the viewpoint of ensuring good mechanical properties, it is preferable to contain at least one of them.
  • the total content of CaCO 3 , BaCO 3 , MgCO 3 , and Li 2 CO 3 in the flux is 5.00% or more.
  • the lower limit of the total content of CaCO 3 , BaCO 3 , MgCO 3 and Li 2 CO 3 in the flux is more preferably 7.00% or 10.00%.
  • the upper limit of the total content of CaCO 3 , BaCO 3 , MgCO 3 and Li 2 CO 3 in the flux is preferably 90.00%, 80.00%, 70.00%, 65.00%, or 60.00%.
  • the flux according to the present disclosure may contain other metal carbonates such as, for example, Na2CO3, K2CO3 , FeCO3 , MnCO3 , and SrCO3 .
  • the contents of CaCO 3 , BaCO 3 , MgCO 3 , Li 2 CO 3 and other metal carbonates are measured by X-ray fluorescence analysis and X-ray diffraction (XRD) in the same manner as the above-mentioned Ti oxide content.
  • the chemical components of the flux according to the present disclosure are preferably such that the sum X of the total of Ti oxides in terms of TiO2 , the total of Si oxides in terms of SiO2 , the total of Zr oxides in terms of ZrO2 , the total of Al oxides in terms of Al2O3 , the total of Mg oxides in terms of MgO, the total of Ca oxides in terms of CaO, the total of Na oxides in terms of Na2O , the total of K oxides in terms of K2O , the CaF2 content, the CaCO3 content, the BaCO3 content, the MgCO3 content, and the Li2CO3 content (hereinafter simply referred to as the "sum X of specific additives”) is 94.98% or less in mass% relative to the
  • the sum X of the specific additives is more preferably 90.00% or less, 85.00% or less, 80.00% or less, 75.00% or less, or 70.00%.
  • Nitrides have the effect of reducing the amount of diffusible hydrogen in the weld metal and significantly improving the cold cracking resistance of the weld metal. The reason for this is not clear, but it is speculated that one of the reasons is that N in the nitrides combines with hydrogen (H) during welding to become ammonia ( NH3 ), and this NH3 is released outside the weld metal.
  • the flux according to the present disclosure may contain, as a nitride, one or more selected from the group consisting of AlN, BN, Ca3N2 , CeN , CrN , Cu3N, Fe4N , Fe3N , Fe2N , Mg3N , Mo2N , NbN, Si3N4 , TiN, VN, ZrN, Mn2N , and Mn4N .
  • a nitride one or more selected from the group consisting of AlN, BN, Ca3N2 , CeN , CrN , Cu3N, Fe4N , Fe3N , Fe2N , Mg3N , Mo2N , NbN, Si3N4 , TiN, VN, ZrN, Mn2N , and Mn4N .
  • the nitride content is measured by X-ray fluorescence analysis and X-ray diffraction (XRD) in the same manner as the Ti oxide content described above.
  • metal components in the chemical composition of flux-cored wire Metallic components in the chemical composition of flux-cored wire
  • metal components in the preferred chemical components of the flux %
  • mass % relative to the total mass of the flux
  • metal components in the chemical components of the flux means the components contained in the flux excluding oxides, fluorides, nitrides, and metal carbonates.
  • the flux according to the present disclosure has a metal component in the chemical composition of the flux, in mass % based on the total mass of the covered electrode, of: C: 0.020 to 5.000%, Si: 0 to 5.00%, Mn: 0 to 30.00%, P: 0 to 0.050%, S: 0 to 0.050%, Cu: 0 to 20.0%, Ni: 0 to 20.0%, Cr: 0 to 20.0%, Mo: 0 to 10.0%, Nb: 0 to 5.00%, V: 0 to 5.0%, Co: 0 to 1.00%, Pb: 0 to 1.00%, Sn: 0 to 1.00%, W: 0 to 20.0%, Mg: 0 to 5.00%, Al: 0 to 5.0%, Ca: 0 to 5.00%, Ti: 0 to 5.000%, B: 0 to 5.0000%, REM: 0-5.00%, Bi: 0 to 5.000%, It is preferable that N is 0 to 5.0000%, and the balance
  • the total Mn content and Ni content (Mn + Ni) in the flux is 1.00% or more.
  • C is an element that improves the strength of the weld metal and ensures the strength of the weld metal.
  • the C content of the flux is preferably 0.020 to 5.000%.
  • the lower limit of the C content of the flux is more preferably 0.050%, 0.100%, or 0.200%.
  • the upper limit of the C content of the flux is more preferably 4.500%, 4.000%, 3.500%, or 3.000%.
  • Si (Si: 0 to 5.00%) Silicon may be contained in the flux because it improves the cleanliness of the weld metal and suppresses the occurrence of welding defects such as blowholes.
  • the Si content of the flux is preferably 0 to 5.00%.
  • the lower limit of the Si content in the flux is more preferably 0.10%, 0.20%, 0.25%, 0.30%, or 0.35%.
  • the upper limit of the Si content in the flux is more preferably 4.50%, 4.00%, 3.50%, or 3.00%.
  • Mn is an austenite stabilizing element and can promote the austenitization of the weld metal, thereby ensuring low-temperature toughness.
  • Mn is an element that functions as a deoxidizer to improve the cleanliness of the weld metal.
  • Mn also forms MnS, which renders S in the weld metal harmless and improves the low-temperature toughness of the weld metal.
  • Mn has the effect of preventing high-temperature cracking. Therefore, Mn may be contained in the flux.
  • the total of the Mn content and the Ni content (Mn+Ni) is preferably 1.00% or more, that is, the flux may contain only one of Mn and Ni. Therefore, the lower limit of the Mn content may be 0%.
  • the Mn content of the flux is preferably 0 to 30.00%.
  • the lower limit of the Mn content in the flux is more preferably 0.10%, 0.50%, 1.00%, 2.00%, 5.00%, 7.00%, or 9.00%.
  • the upper limit of the Mn content of the flux is more preferably 28.00%, 25.00%, 22.00%, or 20.00%.
  • the P content of the flux is preferably 0.003% or more.
  • the P content of the flux is preferably 0 to 0.050%.
  • the P content of the flux is more preferably 0.040% or less, 0.030% or less, 0.020% or less, 0.015% or less, or 0.010% or less.
  • the S content of the flux is preferably 0.003% or more.
  • the S content of the flux is preferably 0 to 0.050%.
  • the S content of the flux is more preferably 0.040% or less, 0.030% or less, 0.020% or less, 0.015% or less, or 0.010% or less.
  • Cu is a precipitation strengthening element and may be contained in the flux to improve the strength of the weld metal
  • Cu is an austenite stabilizing element and may be contained in the flux to improve the low temperature toughness of the weld metal.
  • the Cu content of the flux is preferably 0 to 20.0%.
  • the lower limit of the Cu content in the flux is more preferably 0.5%, 0.7%, or 1.0%.
  • the upper limit of the Cu content in the flux is more preferably 19.0%, 18.0%, 17.0%, or 15.0%.
  • Ni is an austenite stabilizing element, and can promote the austenitization of the weld metal, thereby ensuring low-temperature toughness.
  • Ni may be contained in the flux.
  • the total of the Mn content and the Ni content (Mn+Ni) is preferably 1.00% or more, that is, the flux may contain only one of Mn and Ni. Therefore, the lower limit of the Ni content may be 0%.
  • the cost of the flux can be reduced.
  • the Ni content of the flux is preferably 0 to 20.0%.
  • the lower limit of the Ni content in the flux is more preferably 0.1%, 0.5%, 1.0%, 2.0%, 3.0%, 5.0%, 7.0%, 10.0%, or 12.0%.
  • the upper limit of the Ni content in the flux is more preferably 19.0%, 18.0%, 17.0%, or 15.0%.
  • Cr is an austenite stabilizing element, and can promote the austenitization of the weld metal, thereby ensuring low-temperature toughness.
  • Cr may be contained in the flux.
  • the Cr content of the flux is preferably 0 to 20.0%.
  • the lower limit of the Cr content in the flux is more preferably 0.1%, 0.5%, 1.0%, 2.0%, 2.5%, 3.0%, or 3.5%.
  • the upper limit of the Cr content in the flux is more preferably 19.0%, 18.0%, 17.0%, or 15.0%.
  • Mo is a solid solution strengthening element and a precipitation strengthening element, and may be contained in the flux in order to improve the strength of the weld metal.
  • the Mo content of the flux is preferably 0 to 10.0%.
  • the lower limit of the Mo content in the flux is more preferably 0.1%, 0.5%, 1.0%, 2.0%, 2.5%, 3.0%, or 3.5%.
  • the upper limit of the Mo content in the flux is more preferably 9.8%, 9.5%, 9.0%, 8.5%, or 8.0%.
  • Nb is an element that forms carbides in the weld metal and increases the strength of the weld metal, and therefore may be contained in the flux.
  • the Nb content of the flux is preferably 0 to 5.00%.
  • the lower limit of the Nb content in the flux is more preferably 0.10%, 0.50%, 1.00%, or 1.50%.
  • the upper limit of the Nb content of the flux is more preferably 4.50%, 4.00%, or 3.50%.
  • V is an element that forms carbonitrides in the weld metal and increases the strength of the weld metal, and therefore may be contained in the flux.
  • the V content of the flux is preferably 0 to 5.0%.
  • the lower limit of the V content in the flux is more preferably 0.1%, 0.5%, 1.0%, or 1.5%.
  • the upper limit of the V content of the flux is more preferably 4.5%, 4.0%, or 3.5%.
  • Co (Co: 0 to 1.00%) Co is an element that increases the strength of the weld metal through solid solution strengthening, and therefore may be contained in the flux.
  • the Co content of the flux is preferably 0 to 1.00%.
  • the lower limit of the Co content in the flux is more preferably 0.01%, 0.05%, 0.10%, 0.15%, or 0.20%.
  • the upper limit of the Co content in the flux is more preferably 0.90%, 0.80%, 0.70%, 0.60%, or 0.30%.
  • Pb 0 to 1.00%
  • the Pb content of the flux is preferably 0 to 1.00%.
  • the lower limit of the Pb content in the flux is more preferably 0.01%, 0.05%, 0.10%, 0.15%, or 0.20%.
  • the upper limit of the Pb content in the flux is more preferably 0.90%, 0.80%, 0.70%, 0.60%, or 0.30%.
  • Sn is an element that improves the corrosion resistance of the weld metal and may be contained in the flux.
  • the Sn content of the flux is preferably 0 to 1.00%.
  • the lower limit of the Sn content in the flux is more preferably 0.01%, 0.05%, 0.10%, 0.15%, or 0.20%.
  • the upper limit of the Sn content in the flux is more preferably 0.90%, 0.80%, 0.70%, 0.60%, or 0.30%.
  • W is a solid solution strengthening element and may be contained in the flux in order to improve the strength of the weld metal.
  • the W content of the flux is preferably 0 to 20.0%.
  • the lower limit of the W content in the flux is more preferably 0.1%, 0.5%, 1.0%, or 2.0%.
  • the upper limit of the W content of the flux is more preferably 19.0%, 180%, 17.0%, or 15.0%.
  • Mg is a deoxidizing element and is effective in reducing oxygen in the weld metal and improving the toughness of the weld metal, so it may be contained in the flux.
  • the Mg content of the flux is preferably 0 to 5.00%.
  • the lower limit of the Mg content in the flux is more preferably 0.02%, 0.05%, 0.10%, 0.20%, or 0.50%.
  • the upper limit of the Mg content of the flux is more preferably 4.50%, 4.00%, or 3.50%.
  • Al is a deoxidizing element and is effective in suppressing the occurrence of welding defects such as blowholes and improving the cleanliness of the weld metal, and therefore may be contained in the flux.
  • the Al content of the flux is preferably 0 to 5.0%.
  • the lower limit of the Al content in the flux is more preferably 0.01%, 0.02%, 0.05%, 0.1%, 0.2%, or 0.5%.
  • the upper limit of the Al content of the flux is more preferably 4.5%, 4.0%, or 3.5%.
  • Ca (Ca: 0 to 5.00%)
  • Ca has the effect of changing the structure of sulfides in the weld metal and of reducing the size of sulfides and oxides in the weld metal, and is therefore effective in improving the ductility and toughness of the weld metal, so Ca may be contained in the flux.
  • the Ca content of the flux is preferably 0 to 5.00%.
  • the lower limit of the Ca content in the flux is more preferably 0.01%, 0.02%, 0.03%, 0.05%, 0.10%, 0.20%, 0.30%, or 0.50%.
  • the upper limit of the Ca content in the flux is more preferably 4.50%, 4.00%, or 3.50%.
  • Ti is a deoxidizing element and is effective in suppressing the occurrence of welding defects such as blowholes and improving cleanliness, and therefore may be contained in the flux.
  • the Ti content of the flux is preferably 0 to 5.000%.
  • the lower limit of the Ti content in the flux is more preferably 0.020%, 0.050%, 0.100%, 0.200%, 0.300%, or 0.500%.
  • the upper limit of the Ti content of the flux is more preferably 4.500%, 4.000%, or 3.500%.
  • B has the effect of strengthening the grain boundaries of the weld metal and further increasing the tensile strength of the weld metal, and therefore may be contained in the flux.
  • the B content of the flux is preferably 0 to 5.0000%.
  • the lower limit of the B content in the flux is more preferably 0.0010%, 0.0050%, 0.0100%, 0.0500%, 0.1000%, 0.2000%, or 0.5000%.
  • the upper limit of the B content of the flux is more preferably 4.5000%, 4.0000%, or 3.5000%.
  • the REM content of the flux is preferably 0 to 5.00%.
  • the lower limit of the REM content of the flux is more preferably 0.001%, 0.005%, 0.01%, 0.05%, 0.10%, 0.20%, or 0.50%.
  • the upper limit of the REM content of the flux is more preferably 4.50%, 4.00%, or 3.50%.
  • REM refers to a total of 17 elements consisting of Sc, Y, and lanthanides
  • REM content refers to the total content of these 17 elements.
  • Bi is an element that improves the removability of slag and may be contained in the flux.
  • the Bi content of the flux is preferably 0 to 5.000%.
  • the lower limit of the Bi content in the flux is more preferably 0.005%, 0.010%, 0.050%, 0.100%, 0.200%, or 0.500%.
  • the upper limit of the Bi content in the flux is more preferably 4.500%, 4.000%, or 3.500%.
  • N is an austenite stabilizing element and an interstitial solid solution strengthening element.
  • N increases the strength of the weld metal, but has less adverse effects on the toughness of the weld metal than C. Therefore, N may be contained in the flux.
  • the N content of the flux is preferably 0 to 5.0000%.
  • the lower limit of the N content of the flux is more preferably 0.0050%, 0.0070%, 0.0100%, 0.0150%, 0.0200%, 0.0300%, 0.0500%, 0.0700%, 0.1000%, or 0.1500%.
  • the upper limit of the N content of the flux is more preferably 4.5000%, 4.0000%, or 3.5000%.
  • the remaining components in the chemical composition of the flux are Fe and impurities.
  • impurities refers to components that are mixed in during industrial production of flux, either due to the raw materials or due to various factors in the production process, and that are acceptable within a range that does not adversely affect the flux.
  • Mn and Ni are austenite stabilizing elements and improve the low-temperature toughness of the weld metal.
  • Ni is an expensive metal, in order to improve the low-temperature toughness of the weld metal while suppressing the cost of the welding rod, it is preferable that the Mn content and Ni content in the flux each satisfy the above-mentioned range and the total content of Mn and Ni (Mn + Ni) is 1.00% or more.
  • the total content of Mn and Ni (Mn+Ni) in the flux is preferably 2.00% or more, 3.00% or more, or 5.00% or more.
  • Mn is an element that causes an increase in the amount of fume generation. Moreover, excessive addition of Mn reduces stacking fault energy and deteriorates toughness. Therefore, from the viewpoint of reducing the amount of fume generation while suppressing the cost of the welding rod and improving the low-temperature toughness of the weld metal, it is preferable that the Mn content and Ni content in the flux each satisfy the above range, and the total of the Mn content and Ni content (Mn + Ni) is 50.00% or less.
  • the total content of Mn and Ni in the flux (Mn+Ni) is more preferably 45.00% or less, 40.00% or less, 35.00% or less, 32.00% or less, 30.00% or less, or 25.00% or less.
  • the covered metal arc welding rod according to the present disclosure may further include a plating formed on the surface of the core wire.
  • the amount of hydrogen contained in the covered metal arc welding rod according to the present disclosure is not particularly limited, but in order to reduce the amount of diffusible hydrogen in the weld metal, it is preferable that the amount be 12 ppm or less relative to the total mass of the covered metal arc welding rod.
  • the amount of hydrogen in the covered metal arc welding rod may increase due to the intrusion of moisture into the covered metal arc welding rod during storage of the covered metal arc welding rod. Therefore, if there is a long period between the manufacture of the welding rod and its use, it is desirable to vacuum package the entire covered metal arc welding rod or store the covered metal arc welding rod in a container that can keep it dry in order to prevent the intrusion of a source of H such as moisture.
  • the diameter of the covered metal arc welding rod according to the present disclosure is not particularly limited, but is, for example, ⁇ 3.2 to ⁇ 6.0 mm. Note that the diameter of a typical covered metal arc welding rod is ⁇ 2.6 to ⁇ 7.0 mm.
  • the average thickness of the flux in the covered metal arc welding electrode according to the present disclosure is not particularly limited.
  • the upper limit of the average thickness of the flux in the covered metal arc welding electrode according to the present disclosure may be, for example, 5.0 mm, 4.0 mm, or 3.0 mm.
  • the lower limit of the average thickness of the flux in the covered metal arc welding electrode according to the present disclosure may be, for example, 0.2 mm, 0.5 mm, 0.8 mm, or 1.0 mm.
  • the covered metal arc welding rod according to the present disclosure can be manufactured, for example, through a process of preparing a core wire, a process of applying flux to the core wire, and a process of firing the core wire and the flux.
  • steel having the above-mentioned chemical composition is melted and then forged if necessary. This steel is then rolled into a rod. The rod-shaped steel is drawn to obtain the core wire. Heat treatment may also be performed as appropriate.
  • Flux is then applied to the core wire, and the core wire and flux are then fired.
  • the firing temperature may be about 150 to 450°C, and the firing time may be about 0.1 to 3 hours.
  • a binder for example, an aqueous solution of potassium silicate and sodium silicate may be added to the flux.
  • a method for manufacturing a welded joint according to the present disclosure includes a step of welding steel materials using the covered metal arc welding electrode according to the present disclosure described above.
  • a welded joint manufactured by the method for manufacturing a welded joint according to the present disclosure has high strength and high toughness.
  • a welded structure having a welded joint manufactured by the method for manufacturing a welded joint according to the present disclosure also has high strength and high toughness at the welded joint.
  • the welding method is preferably gas-shielded arc welding.
  • the type of steel material (welded material) that serves as the base material of the welded joint is not particularly limited, but for example, a Ni-based low-temperature steel plate containing 6% to 9% Ni and having a plate thickness of 20 mm or more can be suitably used.
  • the method for manufacturing a welded joint according to the present disclosure it is preferable to include a step of welding steel materials using a covered metal arc welding electrode according to the present disclosure in one or more of the first pass to the final pass.
  • the covered metal arc welding electrode according to the present disclosure is used in the one pass.
  • the polarity of the covered electrode may be either AC or DC since the effect on the amount of spatter is negligible, but AC is preferred. In the case of DC, the electrode is preferably positive.
  • the welding position in the manufacturing method for a welded joint according to the present disclosure is not particularly limited.
  • the manufacturing method for a welded joint according to the present disclosure can provide good welding workability (especially vertical welding) regardless of whether the welding position is a downward position, a horizontal position, a vertical position, or an upward position.
  • the welded joint obtained by the welded joint manufacturing method according to the present disclosure comprises a base steel material and a welded part consisting of a weld metal and a weld heat affected zone.
  • the welded joint according to the present disclosure is manufactured using the covered metal arc welding rod according to the present disclosure, and therefore comprises a weld metal having a good bead shape. Therefore, a welded structure having a welded joint manufactured by the welded joint manufacturing method according to the present disclosure also comprises a weld metal having a good bead shape.
  • the tensile strength of the welded metal obtained is preferably high, for example, 590 to 1200 MPa.
  • the covered electrodes of the present disclosure and the comparative examples were manufactured by the method described below.
  • a core wire having the chemical composition shown in Tables 1-A and 1-B was coated with a flux having the chemical composition shown in Tables 2-A, 2-B, 2-C, and 2-D, and the core wire was baked at a temperature range of 300 to 500°C for 1 to 3 hours to produce a prototype covered metal arc welding rod.
  • the final welding rod diameter of the obtained covered metal arc welding rod was ⁇ 6.0 mm, and the average thickness of the flux was 1.0 mm.
  • the configurations of these covered metal arc welding rods are shown in Tables 1-A, 1-B, 2-A, 2-B, 2-C, and 2-D.
  • the unit of the content of the chemical components of the core wire shown in Table 1-A, Table 1-B, Table 2-A, Table 2-B, Table 2-C, and Table 2-D is mass % relative to the total mass of the core wire.
  • the unit of the content of the chemical components of the flux, the oxide content, the fluoride content, the metal carbonate content, and the iron powder content is mass % relative to the total mass of the flux.
  • “mass % relative to the total mass of the core wire” and “mass % relative to the total mass of the flux” are both abbreviated to “mass %
  • “ and “metal components in the chemical components of the flux” are abbreviated to "chemical components of the flux”.
  • TiO 2 indicates the total of Ti oxides converted into TiO 2 values
  • SiO 2 indicates the total of Si oxides converted into SiO 2 values
  • ZrO 2 indicates the total of Zr oxides converted into ZrO 2 values
  • Al 2 O 3 indicates the total of Al oxides converted into Al 2 O 3 values
  • MgO indicates the total of Mg oxides converted into MgO values
  • CaO indicates the total of Ca oxides converted into CaO values
  • Na 2 O indicates the total of Na oxides converted into Na 2 O values
  • K 2 O indicates the total of K oxides converted into K 2 O values.
  • the "Sum X" shown in Table 2-D indicates the sum of the TiO2 equivalent value of Ti oxides, the sum of the SiO2 equivalent value of Si oxides, the sum of the ZrO2 equivalent value of Zr oxides, the sum of the Al2O3 equivalent value of Al oxides, the sum of the MgO equivalent value of Mg oxides, the sum of the CaO equivalent value of Ca oxides, the sum of the Na2O equivalent value of Na oxides, the sum of the K2O equivalent value of K oxides, the CaF2 content, the CaCO3 content, the BaCO3 content, the MgCO3 content, and the Li2CO3 content.
  • the remainder of the core wires shown in Tables 1-A and 1-B i.e., components other than the components shown in the tables
  • the remainder of the covered electrodes shown in Tables 2-A, 2-B, 2-C, and 2-D i.e., components other than the components shown in the tables
  • values outside the ranges specified in this disclosure are underlined.
  • blanks in the tables relating to the content of chemical components, compounds, etc. mean that the content of the chemical components, compounds, etc. is less than the significant digits. These chemical components, compounds, etc. may be unavoidably mixed in or generated in amounts less than the significant digits.
  • the covered electrodes of the present disclosure and the comparative examples were used to perform vertical upward gas-shielded arc welding for evaluation. Specifically, the evaluation was performed by the method described below.
  • the steel plate to be welded was a 9% Ni steel plate (conforming to JIS G 3127:2013 SL9N590) having a thickness of 50 mm.
  • the welding current used in the evaluation was all AC.
  • the welding conditions for the evaluation were as shown in Table 3.
  • the amount of fume produced during gas shielded arc welding using the covered electrodes of the present disclosure and the comparative example was evaluated.
  • the amount of fumes generated by welding was measured by a total collection method using a high volume air sampler in accordance with JIS Z3930:2013 (Method for measuring fume generation in arc welding). Shielded electrodes with a fume amount of 1000 mg/min or less were rated as "passed” in terms of fume amount, and those with a fume amount of more than 1000 mg/min were rated as "failed.”
  • the three impact test pieces were rated as "excellent” when their average Charpy absorbed energy at -196°C was 34 J or more, as “passed” when their average Charpy absorbed energy was 27 J or more and less than 34 J, and as “failed” when their average Charpy absorbed energy was less than 27 J.
  • the covered metal arc welding electrode of the present disclosure produces a small amount of fume and the obtained weld metal has excellent low-temperature toughness.
  • the comparative examples did not satisfy any of the requirements defined in this disclosure and therefore failed in one or more evaluation items.

Landscapes

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Abstract

鋼製の芯線と芯線を被覆するフラックスとを備え、芯線の化学成分が、Ｃ：０～０．６５０％、Ｓｉ：０．０３～０．５０％、Ｍｎ：２．１～３０．０％、Ｐ：０～０．０５０％、Ｓ：０～０．０５０％、Ｃｕ：０～５．０％、Ｎｉ：１．０～３０．０％、Ｃｒ：０～１０．０％、Ｍｏ：０～１０．０％、Ｎｂ：０～１．００％、Ｖ：０～１．００％、Ｃｏ：０～１．００％、Ｐｂ：０～１．００％、Ｓｎ：０～１．００％、Ａｌ：０～０．１０％、Ｔｉ：０～０．１０％、Ｂ：０～０．１０００％、Ｎ：０～０．５０００％、残部：Ｆｅ及び不純物であり、（Ｍｎ＋Ｎｉ）が５．０％以上であり、（Ｍｎ＋Ｎｉ＋Ｃｒ）が１５．０％以上であり、芯線におけるｆｃｃ割合が７０％以上である被覆アーク溶接棒。

Description

被覆アーク溶接棒及び溶接継手の製造方法
　本開示は、被覆アーク溶接棒及び溶接継手の製造方法に関する。
　近年、地球温暖化の問題による二酸化炭素排出量規制強化により、石油及び石炭などに比べて二酸化炭素の排出がない水素燃料、並びに二酸化炭素の排出が少ない天然ガスなどの需要が高まっている。それに伴い、船舶や地上などで使用する液体水素タンク、液体炭酸ガスタンクおよびＬＮＧタンク等の建造の需要も世界的に高まっている。液体水素タンク、液体炭酸ガスタンクおよびＬＮＧタンクなどに使用される鋼材には、－１９６℃の極低温度での靭性確保の要求から、６～９％Ｎｉを含むＮｉ系低温用鋼が使用されている。
　そして、これらＮｉ系低温用鋼の溶接には、優れた低温靭性の溶接金属が得られるオーステナイト系の被覆アーク溶接棒が用いられている。この被覆アーク溶接棒は、主に、Ｎｉ含有量が７０％で設計されている。
　例えば、Ｎｉ含有量７０％の溶接材料として、特許文献１には、「Ｎｉ含有量が３５～７０％であり、フラックス中にワイヤ全質量に対して、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２及びＺｒＯ２を総量で４．０質量％以上含み、さらに、Ｍｎ酸化物をＭｎＯ２換算で０．６～１．２質量％含み、かつ、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２及びＭｎＯ２（換算量）の含有量を質量％で、それぞれ、［ＴｉＯ２］、［ＳｉＯ２］、［ＺｒＯ２］及び［ＭｎＯ２］としたとき、［ＴｉＯ２］／［ＺｒＯ２］が２．３～３．３、［ＳｉＯ２］／［ＺｒＯ２］が０．９～１．５、及び、（［ＴｉＯ２］＋［ＳｉＯ２］＋［ＺｒＯ２］）／［ＭｎＯ２］が５～１３である、Ｎｉ基合金を芯線とするフラックス入りワイヤ」が開示されている。
　　［特許文献１］特開２００８－２４６５０７号公報
　しかし、溶接金属の低温靭性を確保するための、Ｎｉ含有量が７０％で設計された溶接材料は、非常に高価であり、安価なものが求められている。
　高価なＮｉは、オーステナイト安定化元素として知られているが、低廉なＭｎも同様の効果がある。そのため、Ｎｉ含有量を低減し、Ｍｎ含有量を高めれば、安価で、低温靭性に優れた溶接金属が得られる。ただし、Ｍｎを高めただけではヒュームが多量に発生する。ヒュームが多くなると溶接金属やアーク状態の視認性が悪化し、溶接欠陥を発生させる要因となる。
　そこで、本発明の課題は、安価で、低温靭性に優れた溶接金属が得られると共に、ヒュームの発生量が低減できる被覆アーク溶接棒、及び、当該被覆アーク溶接棒を用いた溶接継手の製造方法を提供することである。
　課題を解決するための手段は、次の態様を含む。
＜１＞　鋼製の芯線と前記芯線を被覆するフラックスとを備える被覆アーク溶接棒であって、前記芯線の全質量に対する質量％で、前記芯線の化学成分が、
　Ｃ　：０～０．６５０％、
　Ｓｉ：０．０３～０．５０％、
　Ｍｎ：２．１～３０．０％、
　Ｐ　：０～０．０５０％、
　Ｓ　：０～０．０５０％、
　Ｃｕ：０～５．０％、
　Ｎｉ：１．０～３０．０％、
　Ｃｒ：０～１０．０％、
　Ｍｏ：０～１０．０％、
　Ｎｂ：０～１．００％、
　Ｖ　：０～１．００％、
　Ｃｏ：０～１．００％、
　Ｐｂ：０～１．００％、
　Ｓｎ：０～１．００％、
　Ａｌ：０～０．１０％、
　Ｔｉ：０～０．１０％、
　Ｂ：０～０．１０００％、
　Ｎ　：０～０．５０００％、
　Ｏ　：０～０．００５０％、並びに
　残部：Ｆｅ及び不純物であり、
　かつ前記Ｍｎ含有量及び前記Ｎｉ含有量の合計（Ｍｎ＋Ｎｉ）が５．０％以上であり、
　前記Ｍｎ含有量、前記Ｎｉ含有量及び前記Ｃｒ含有量の合計（Ｍｎ＋Ｎｉ＋Ｃｒ）が１５．０％以上であり、
　前記芯線における磁気誘導法により求められるｆｃｃ割合が７０％以上である被覆アーク溶接棒。
＜２＞　前記Ｍｎ含有量と前記Ｎｉ含有量との質量比（Ｎｉ／Ｍｎ）が、０．１０以上である＜１＞に記載の被覆アーク溶接棒。
＜３＞　前記質量比（Ｎｉ／Ｍｎ）が、１．００以上である＜２＞に記載の被覆アーク溶接棒。
＜４＞　前記Ｔｉの含有量が、Ｔｉ：０．００３～０．１０％である＜１＞～＜３＞のいずれか１項に記載の被覆アーク溶接棒。
＜５＞　前記フラックスの全質量に対する質量％で、前記フラックスの化学成分が、
　Ｔｉ酸化物のＴｉＯ２換算値の合計：０～２５．００％、
　Ｓｉ酸化物のＳｉＯ２換算値の合計：０～２５．００％、
　Ｚｒ酸化物のＺｒＯ２換算値の合計：０～５．００％、
　Ａｌ酸化物のＡｌ２Ｏ３換算値の合計：０～５．００％、
　Ｍｇ酸化物のＭｇＯ換算値の合計：０～５．００％、
　Ｃａ酸化物のＣａＯ換算値の合計：０～２５．００％、
　Ｎａ酸化物のＮａ２Ｏ換算値の合計：０～５．００％、
　Ｋ酸化物のＫ２Ｏ換算値の合計：０～５．００％、
　ＣａＦ２：０～３０．００％、
　ＣａＣＯ３：０～６０．００％、
　ＢａＣＯ３：０～１５．００％、
　ＭｇＣＯ３：０～１５．００％、及び
　Ｌｉ２ＣＯ３：０～１５．００％、を含み、
　前記フラックスの全質量に対する質量％で、前記フラックスの化学成分における金属成分が、
　Ｃ　：０．０２０～５．０００％、
　Ｓｉ：０～５．００％、
　Ｍｎ：０～３０．００％、
　Ｐ　：０～０．０５０％、
　Ｓ　：０～０．０５０％、
　Ｃｕ：０～２０．０％、
　Ｎｉ：０～２０．０％、
　Ｃｒ：０～２０．０％、
　Ｍｏ：０～１０．０％、
　Ｎｂ：０～５．００％、
　Ｖ　：０～５．０％、
　Ｃｏ：０～１．００％、
　Ｐｂ：０～１．００％、
　Ｓｎ：０～１．００％、
　Ｗ　：０～２０．０％、
　Ｍｇ：０～５．００％、
　Ａｌ：０～５．０％、
　Ｃａ：０～５．００％、
　Ｔｉ：０～５．０００％、
　Ｂ　：０～５．００００％、
　ＲＥＭ：０～５．００％、
　Ｂｉ：０～５．０００％、
　Ｎ　：０～５．００００％、並びに
　残部：Ｆｅ及び不純物であり、かつ
　前記ＣａＣＯ３、前記ＢａＣＯ３、前記ＭｇＣＯ３、及び前記Ｌｉ２ＣＯ３の含有量の合計が５．００％以上である＜１＞～＜４＞のいずれか１項に記載の被覆アーク溶接棒。
＜６＞　前記フラックスにおける前記Ｍｎ含有量及び前記Ｎｉ含有量の合計（Ｍｎ＋Ｎｉ）が１．００％以上である＜５＞に記載の被覆アーク溶接棒。
＜７＞　前記Ｔｉ酸化物のＴｉＯ２換算値の合計と、前記Ｓｉ酸化物のＳｉＯ２換算値の合計と、前記Ｚｒ酸化物のＺｒＯ２換算値の合計と、前記Ａｌ酸化物のＡｌ２Ｏ３換算値の合計と、前記Ｍｇ酸化物のＭｇＯ換算値の合計と、前記Ｃａ酸化物のＣａＯ換算値の合計と、前記Ｎａ酸化物のＮａ２Ｏ換算値の合計と、前記Ｋ酸化物のＫ２Ｏ換算値の合計と、前記ＣａＦ２含有量と、前記ＣａＣＯ３含有量と、前記ＢａＣＯ３含有量と、前記ＭｇＣＯ３含有量と、前記Ｌｉ２ＣＯ３含有量と、の和Ｘが９４．９８％以下である＜５＞又は＜６＞に記載の被覆アーク溶接棒。
＜８＞　前記フラックスの平均厚さが５．０ｍｍ以下である＜１＞～＜７＞のいずれか１項に記載の被覆アーク溶接棒。
＜９＞　＜１＞～＜８＞のいずれか１項に記載の被覆アーク溶接棒を用いて、鋼材を溶接する工程を備える溶接継手の製造方法。
　本開示によれば、安価で、低温靭性に優れた溶接金属が得られると共に、ヒュームの発生量が低減できる被覆アーク溶接棒、及び、当該被覆アーク溶接棒を用いた溶接継手の製造方法が提供できる。
　本開示の一例である実施形態について説明する。
　なお、本明細書中において、「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値に「超」及び「未満」が付されていない場合は、これらの数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。また、「～」の前後に記載される数値に「超」又は「未満」が付されている場合の数値範囲は、これらの数値を下限値又は上限値として含まない範囲を意味する。
　本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階的な数値範囲の上限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値に置き換えてもよく、また、実施例に示されている値に置き換えてもよい。また、ある段階的な数値範囲の下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の下限値に置き換えてもよく、また、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
　また、含有量について、「％」は「質量％」を意味する。
　含有量（％）として「０～」は、その成分は任意成分であり、含有しなくてもよいことを意味する。
＜被覆アーク溶接棒＞
　本開示に係る被覆アーク溶接棒（以下、単に「溶接棒」と称する場合がある。）は、鋼製の芯線と、芯線を被覆するフラックスとを備える。本開示に係る被覆アーク溶接棒は、芯線の化学成分が所定の組成である。
　本開示に係る被覆アーク溶接棒は、上記構成により、安価で、低温靭性に優れた溶接金属が得られると共に、ヒュームの発生量が低減できる溶接棒となる。
　そして、本開示に係る被覆アーク溶接棒は、次の知見により見出された。
　発明者らは、Ｎｉ含有量を低減し、Ｍｎ含有量を高めても、溶接金属の低温靭性が向上し、かつヒュームの発生量が低減できる溶接棒を得る技術について検討した。その結果、次の知見を得た。
　ヒュームは、溶融プールから発生した金属蒸気がアーク力によって空気中に放出され、これが固化した物である。このアーク力を制御すれば、ヒュームの発生量を低減できる。アーク力は溶接条件だけでなく、芯線の成分によって変わる。具体的には、芯線に含まれる、オーステナイト安定化元素として機能するＮｉおよびＭｎの含有量を制御することで、溶接棒全体でのＮｉ含有量を低減し、Ｍｎ含有量を高めても、アーク力が緩和され、低温靭性に優れた溶接金属が得られると共に、ヒュームの発生量も低減できる。
　以上の知見から、本開示に係る被覆アーク溶接棒は、安価で、低温靭性に優れた溶接金属が得られると共に、ヒュームの発生量が低減できる溶接棒となることが見出された。
　加えて、フラックス中の、金属炭酸塩、酸化物、並びにＭｎ及びＮｉについても、発明者らが検討した結果、それらの量を制御することで、さらに、低温靭性が向上することを知見した。
　以上の知見から、本開示に係る被覆アーク溶接棒は、酸化物、並びにＭｎ及びＮｉを所定量で含むことが好ましく、これによって安価で、低温靭性により優れた溶接金属が得られると共に、ヒュームの発生量が低減できる溶接棒となることが見出された。
　以下、本開示に係る被覆アーク溶接棒を構成する要件（任意要件も含む要件）の限定理由について具体的に説明する。
（芯線の化学成分）
　以下、芯線の化学成分について詳細に説明する。
　なお、芯線の化学成分の説明において、「％」は、特に説明がない限り、「芯線の化学成分の全質量に対する質量％」を意味する。
　芯線の化学成分は、
　Ｃ　：０～０．６５０％、
　Ｓｉ：０．０３～０．５０％、
　Ｍｎ：２．１～３０．０％、
　Ｐ　：０～０．０５０％、
　Ｓ　：０～０．０５０％、
　Ｃｕ：０～５．０％、
　Ｎｉ：１．０～３０．０％、
　Ｃｒ：０～１０．０％、
　Ｍｏ：０～１０．０％、
　Ｎｂ：０～１．００％、
　Ｖ　：０～１．００％、
　Ｃｏ：０～１．００％、
　Ｐｂ：０～１．００％、
　Ｓｎ：０～１．００％、
　Ａｌ：０～０．１０％、
　Ｔｉ：０～０．１０％、
　Ｂ：０～０．１０００％、
　Ｎ　：０～０．５０００％、
　Ｏ　：０～０．００５０％、並びに
　残部：Ｆｅ及び不純物であり、
　かつＭｎ含有量及びＮｉ含有量の合計（Ｍｎ＋Ｎｉ）が５．０％以上であり、
　Ｍｎ含有量、Ｎｉ含有量及びＣｒ含有量の合計（Ｍｎ＋Ｎｉ＋Ｃｒ）が１５．０％以上であり、
　前記芯線における磁気誘導法により求められるｆｃｃ割合が７０％以上である。
（Ｃ　：０～０．６５０％）
　Ｃは、スパッタを発生させる元素である。スパッタ低減には、芯線のＣ含有量は低ければ低いほど有利である。また、Ｃは、侵入型固溶強化元素でもある。芯線のＣ含有量が過剰であると、芯線が硬くなり、芯線加工が困難となる。また、スパッタも増大する。
　よって、芯線のＣ含有量は、０～０．６５０％とする。
　ただし、芯線のＣ含有量を０％にするには脱Ｃコストが上がる。また、溶接棒のＣ含有量が不足し、溶接金属の強度が不足する懸念がある。そのため、芯線のＣ含有量が低いと、フラックスのＣ含有量を増やさなければならない。よって、芯線のＣ含有量の下限は、０．００３％、０．００５％、又は０．００８％としてもよい。
　芯線のＣ含有量の上限は、好ましくは、０．６００％、０．５００％、０．４００％、０．３００％、０．２００％、０．２００％未満、０．１９０％、０．１８０％、０．１５０％、又は０．１２０％である。
（Ｓｉ：０．０３～０．５０％）
　Ｓｉは、脱酸元素である。芯線のＳｉ含有量が低すぎると、芯線のＰ含有量が増加する。
　一方、Ｓｉは、オーステナイト相に対する固溶度が低く、Ｓｉを多量に含有するほど、高温で金属間化合物、δフェライト等の脆化相が生成して高温延性が劣化する。
　よって、芯線のＳｉ含有量は、０．０３～０．５０％とする。
　芯線のＳｉ含有量の下限は、好ましくは、０．０４％、０．０５％、又は０．０８％である。
　芯線のＳｉ含有量の上限は、好ましくは、０．５０％未満、０．４８％、０．４５％、０．４０％、０．３５％、０．３０％、又は０．２０％である。
（Ｍｎ：２．１～３０．０％）
　Ｍｎは、ヒュームの発生量増大の原因となる元素である。ヒュームの発生量の低減には、芯線のＭｎ含有量は、低ければ低いほど有利である。また、Ｍｎを過剰に添加すると積層欠陥エネルギーが低下し、靭性が劣化する。
　一方で、Ｍｎは、オーステナイト安定化元素である。芯線のＭｎ含有量が低すぎると、溶接棒全体のＭｎ含有量が不足し、溶接金属のオーステナイト化が進行し難くなり、低温靭性が劣化する。また、溶接金属の低温靭性を確保するために、フラックスのＭｎ含有量を過度に増やす必要が生じる。
　よって、芯線のＭｎ含有量は、２．１～３０．０％とする。
　芯線のＭｎ含有量の下限は、好ましくは、３．０％、５．０％、５．０％超、５．２％、６．０％超、６．２％、７．０％、７．０％超、７．２％、１０．０％超、又は１０．２％である。
　芯線のＭｎ含有量の上限は、好ましくは、２５．０％、２０．０％、１９．０％、１８．０％、１５．０％、又は１２．０％である。
（Ｐ　：０～０．０５０％）
　Ｐは、不純物元素であり、溶接金属の靱性を低下させるので、芯線のＰ含有量は極力低減させることが好ましい。よって、芯線のＰ含有量の下限は、０％とする。ただし、脱Ｐコストの低減の観点から、芯線のＰ含有量は、０．００３％以上がよい。
　一方、芯線のＰ含有量が０．０５０％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。
　よって、芯線のＰ含有量は、０～０．０５０％とする。
　溶接金属の靱性の低下を効果的に抑制するために、芯線のＰ含有量は、０．０４０％以下、０．０３０％以下、０．０２０％以下、０．０１５％以下、又は０．０１０％以下が好ましい。
（Ｓ　：０～０．０５０％）
　Ｓは、不純物元素であり、溶接金属の靱性を低下させるので、芯線のＳ含有量は極力低減させることが好ましい。よって、芯線のＳ含有量の下限は、０％とする。ただし、脱Ｓコストの低減の観点から、芯線のＳ含有量は、０．００３％以上がよい。
　一方、芯線のＳ含有量が０．０５０％以下であれば、Ｓの靱性への悪影響が許容できる範囲内となる。
　よって、芯線のＳ含有量は、０～０．０５０％とする。
　溶接金属の靱性の低下を効果的に抑制するために、芯線のＳ含有量は、０．０４０％以下、０．０３０％以下、０．０２０％以下、０．０１５％以下、又は０．０１０％以下が好ましい。
（Ｃｕ：０～５．０％）
　Ｃｕは、析出強化元素であり、溶接金属の強度向上のため、芯線に含有させてもよい。一方、芯線のＣｕ含有量が過剰であると、上記の効果が飽和する。また、芯線のＣｕ含有量が過剰であると、芯線が硬くなり、芯線加工が困難となる。
　よって、芯線のＣｕ含有量は、０～５．０％とする。
　芯線のＣｕ含有量の下限は、好ましくは、０．３％、０．５％、又は０．７％である。
　芯線のＣｕ含有量の上限は、好ましくは、４．５％、４．０％、又は３．５％である。
（Ｎｉ：１．０～３０．０％）
　Ｎｉは、オーステナイト安定化元素である。芯線のＮｉ含有量が低すぎると、溶接棒全体のＮｉ含有量が不足し、溶接金属のオーステナイト化が進行し難くなり、低温靭性が劣化する。また、溶接金属の低温靭性を確保するために、フラックスのＮｉ含有量を過度に増やす必要が生じる。
　一方、芯線のＮｉ含有量を増やすと、溶接棒のコストが高くなる。
　よって、芯線のＮｉ含有量は、１．０～３０．０％とする。
　芯線のＮｉ含有量の下限は、好ましくは、２．０％、３．０％、５．０％、６．０％超、６．２％、７．０％、８．０％超、又は８．２％である。
　芯線のＮｉ含有量の上限は、好ましくは、２８．０％、２６．０％、２４．０％、２２．０％、２０．０％、１９．０％、１８．０％、１５．０％、又は１２．０％である。
（Ｃｒ：０～１０．０％）
　Ｃｒは、オーステナイト安定化元素であり、溶接金属の低温靭性向上のため、芯線に含有させてもよい。
　一方、芯線のＣｒ含有量が過剰であると、芯線にマルテンサイト組織が形成され、芯線加工が困難になる。また、芯線のＣｒ含有量が過剰であると、溶融金属における低融点化合物の量が増大し、さらに溶融金属の固液共存温度範囲が広がるので、高温割れを起こしやすくなる。
　よって、芯線のＣｒ含有量は、０～１０．０％とする。
　芯線のＣｒ含有量の下限は、好ましくは、０．０１％、０．０２％、１．０％、２．０％、又は３．０％である。
　芯線のＣｒ含有量の上限は、好ましくは、９．０％、８．０％、８．０％未満、７．８％、７．０％、６．０％未満、又は５．８％である。
（Ｍｏ：０～１０．０％）
　Ｍｏは、析出強化元素であり、溶接金属の強度向上のため、芯線に含有させてもよい。一方、芯線のＭｏ含有量が過剰であると、芯線が硬くなり、芯線加工が困難となる。また、芯線のＭｏ含有量が過剰であると、溶接金属の強度が過剰となり、低温靭性が低下する。
　よって、芯線のＭｏ含有量は、０～１０．０％とする。
　芯線のＭｏ含有量の下限は、好ましくは、１．０％、２．０％、又は３．０％である。
　芯線のＭｏ含有量の上限は、好ましくは、９．０％、８．０％、又は７．０％である。
（Ｎｂ：０～１．００％）
　Ｎｂは、溶接金属中で炭化物を形成し、溶接金属の強度を上昇させる元素であるため、芯線に含有させてもよい。
　一方で、芯線のＮｂ含有量が過剰であると、芯線が硬くなり、芯線加工が困難となる。また、芯線のＮｂ含有量が過剰であると、溶接金属の高温割れが発生する懸念がある。
　よって、芯線のＮｂ含有量は、０～１．００％とする。
　芯線のＮｂ含有量の下限は、好ましくは、０．０１％、０．０５％、０．１０％、０．１５％、又は０．２０％である。
　芯線のＮｂ含有量の上限は、好ましくは、０．９５％、０．９０％、０．８５％、又は０．８０％である。
（Ｖ　：０～１．００％）
　Ｖは、溶接金属中で炭窒化物を形成し、溶接金属の強度を上昇させる元素であるため、芯線に含有させてもよい。
　一方で、芯線のＶ含有量が過剰であると、芯線が硬くなり、芯線加工が困難となる。また、芯線のＶ含有量が過剰であると、溶接金属の高温割れが発生する可能性がある。
　よって、芯線のＶ含有量は、０～１．００％とする。
　芯線のＶ含有量の下限は、好ましくは、０．０１％、０．０５％、０．１０％、０．１５％、又は０．２０％である。
　芯線のＶ含有量の上限は、好ましくは、０．９５％、０．９０％、０．８５％、又は０．８０％である。
（Ｃｏ：０～１．００％）
　Ｃｏは、固溶強化により、溶接金属の強度を上昇させる元素であるため、芯線に含有させてもよい。
　一方、芯線のＣｏ含有量が過剰であると、芯線が硬くなり、芯線加工が困難となる。また、芯線のＣｏ含有量が過剰であると、溶接金属の延性が低下し、靱性を確保できない。
　よって、芯線のＣｏ含有量は、０～１．００％とする。
　芯線のＣｏ含有量の下限は、好ましくは、０．０１％、０．０５％、０．１０％、０．１５％、又は０．２０％である。
　芯線のＣｏ含有量の上限は、好ましくは、０．９５％、０．９０％、０．８５％、又は０．８０％である。
（Ｐｂ：０～１．００％）
　Ｐｂは、母材である鋼材と溶接金属との間の止端成形性を向上させ溶接金属の切削性を向上させる効果があるため、芯線に含有させてもよい。
　一方、芯線のＰｂ含有量が過剰であると、アーク状態が劣化しスパッタを増大させる。
　よって、芯線のＰｂ含有量は、０～１．００％とする。
　芯線のＰｂ含有量の下限は、好ましくは、０．０１％、０．０５％、０．１０％、０．１５％、又は０．２０％である。
　芯線のＰｂ含有量の上限は、好ましくは、０．９５％、０．９０％、０．８５％、又は０．８０％である。
（Ｓｎ：０～１．００％）
　Ｓｎは、溶接金属の耐食性を向上させる元素であるため、芯線に含有させてもよい。
　一方、芯線のＳｎ含有量が過剰であると、溶接金属での割れ発生の懸念がある。
　よって、芯線のＳｎ含有量は、０～１．００％とする。
　芯線のＳｎ含有量の下限は、好ましくは、０．０１％、０．０５％、０．１０％、０．１５％、又は０．２０％である。
　芯線のＳｎ含有量の上限は、好ましくは、０．９５％、０．９０％、０．８５％、又は０．８０％である。
（Ａｌ：０～０．１０％）
　Ａｌは、脱酸元素であり、溶接欠陥抑制、及び溶接金属の清浄度向上のため、芯線に含有させてもよい。
　一方、芯線のＡｌ含有量が過剰であると、芯線中に粗大介在物が生成され、芯線加工が困難になる。また、芯線のＡｌ含有量が過剰であると、Ａｌが溶接金属中で窒化物又は酸化物を形成して、溶接金属の低温靱性が低下する可能性がある。
　よって、芯線のＡｌ含有量は、０～０．１０％とする。
　芯線のＡｌ含有量の下限は、好ましくは、０．０１％、０．０２％、又は０．０３％である。
　芯線のＡｌ含有量の上限は、好ましくは、０．０９％、０．０８％、又は０．０７％である。
（Ｔｉ：０～０．１０％）
　Ｔｉは、脱酸元素であり、溶接欠陥抑制、及び溶接金属の清浄度向上のため、芯線に含有させてもよい。
　一方、芯線のＴｉ含有量が過剰であると、芯線中に粗大介在物が生成され、芯線加工が困難になる。また、芯線のＴｉ含有量が過剰であると、溶接金属に炭化物が生成し、溶接金属の靭性を劣化させる可能性がある。
　よって、芯線のＴｉ含有量は、０～０．１０％とする。
　芯線のＴｉ含有量の下限は、好ましくは、０．００３％、０．０１％、０．０２％、又は０．０３％である。
　芯線のＴｉ含有量の上限は、好ましくは、０．０９％、０．０８％、又は０．０７％である。
（Ｂ　：０～０．１０００％）
　Ｂは、オーステナイト安定化元素であり、侵入型固溶強化元素でもあり、溶接金属の低温靭性及び強度の向上のため、芯線に含有させてもよい。
　一方、芯線のＢ含有量が過剰であると、芯線が硬くなり、芯線加工が困難となる。また、芯線のＢ含有量が過剰であると、Ｍ２３（Ｃ，Ｂ）６が析出し、靭性劣化の原因となる。
　よって、芯線のＢ含有量は、０～０．１０００％とする。
　芯線のＢ含有量の下限は、好ましくは、０．０００５％、０．００１０％、又は０．００２０％である。
　芯線のＢ含有量の上限は、好ましくは、０．０８００％、０．０５００％、又は０．０１００％である。
（Ｎ　：０～０．５０００％）
　Ｎは、オーステナイト安定化元素であり、侵入型固溶強化元素でもあり、溶接金属の低温靭性及び強度の向上のため、芯線に含有させてもよい。
　一方、芯線のＮ含有量が過剰であると、芯線が硬くなり、芯線加工が困難となる。また、芯線のＮ含有量が過剰であると、ブローの発生が増大し、溶接欠陥の原因となる。
　よって、芯線のＮ含有量は、０～０．５０００％とする。
　芯線のＮ含有量の下限は、好ましくは、０．００１０％、０．０１００％、又は０．０５００％である。
　芯線のＮ含有量の上限は、好ましくは、０．４５００％、０．４０００％、又は０．３５００％である。
（Ｏ　：０～０．００５０％）
　Ｏは、不純物として芯線中に含有されることがある。しかしながら、Ｏの含有量が過剰になると、溶接金属における靭性および延性の劣化を招くため、芯線のＯ含有量の上限は、０．００５０％以下とする。
　芯線のＯ含有量の上限は、好ましくは、０．００４０％、又は０．００３０％である。
　一方、Ｏの含有量の低減による製造コストの上昇を抑制する観点から、芯線のＯ含有量の下限は、好ましくは、０．０００３％、又は０．０００５％である。
（残部：Ｆｅ及び不純物）
　芯線の化学成分におけるその他の残部成分は、Ｆｅ及び不純物である。
　不純物とは、芯線を工業的に製造する際に、鉱石若しくはスクラップ等のような原料、又は製造工程の種々の要因によって混入する成分であって、溶接棒の特性に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。
（Ｍｎ含有量及びＮｉ含有量の合計（Ｍｎ＋Ｎｉ））
　Ｍｎ及びＮｉは、各々、オーステナイト安定化元素であり、溶接金属の低温靭性を向上させる。一方、Ｎｉは高価な金属であるため、溶接棒のコストを抑えつつ、溶接金属の低温靭性を向上させるには、芯線におけるＭｎ含有量及びＮｉ含有量が各々上記範囲を満たしつつ、Ｍｎ含有量及びＮｉ含有量の合計（Ｍｎ＋Ｎｉ）を５．０％以上とする。
　芯線におけるＭｎ含有量及びＮｉ含有量の合計（Ｍｎ＋Ｎｉ）は、好ましくは、７．０％以上、１０．０％以上、又は１５．０％以上である。
　また、Ｍｎはヒュームの発生量増大の原因となる元素である。また、Ｍｎを過剰に添加すると積層欠陥エネルギーが低下し、靭性が劣化する。そのため、溶接棒のコストを抑え、溶接金属の低温靭性を向上させつつ、ヒュームの発生量を低減する観点から、芯線におけるＭｎ含有量及びＮｉ含有量が各々上記範囲を満たしつつ、Ｍｎ含有量及びＮｉ含有量の合計（Ｍｎ＋Ｎｉ）は、３７．０％以下とすることが好ましい。
　芯線におけるＭｎ含有量及びＮｉ含有量の合計（Ｍｎ＋Ｎｉ）は、より好ましくは、３５．０％以下、３２．０％以下、又は３０．０％以下である。
（Ｍｎ含有量、Ｎｉ含有量及びＣｒ含有量の合計（Ｍｎ＋Ｎｉ＋Ｃｒ））
　Ｍｎ、Ｎｉ及びＣｒは、各々、オーステナイト安定化元素であり、溶接金属の低温靭性を向上させる。一方、Ｎｉは高価な金属であるため、溶接棒のコストを抑えつつ、溶接金属の低温靭性を向上させるには、芯線におけるＭｎ含有量、Ｎｉ含有量及びＣｒ含有量が各々上記範囲を満たしつつ、Ｍｎ含有量、Ｎｉ含有量及びＣｒ含有量の合計（Ｍｎ＋Ｎｉ＋Ｃｒ）を１５．０％以上とする。
　芯線におけるＭｎ含有量、Ｎｉ含有量及びＣｒ含有量の合計（Ｍｎ＋Ｎｉ＋Ｃｒ）は、好ましくは、１７．０％以上、１９．０％以上、２０．０％以上、２２．０％以上、２４．０％以上、２６．０％以上、２８．０％以上、又は３０．０％以上である。
　Ｍｎはヒュームの発生量増大の原因となる元素である。また、Ｍｎを過剰に添加すると積層欠陥エネルギーが低下し、靭性が劣化する。Ｃｒはマルテンサイト組織を形成させる元素であり、芯線の加工性に影響を与える。また、Ｃｒは溶融金属における低融点化合物の量を増大させる原因となる。そのため、溶接棒のコストを抑え、溶接金属の低温靭性を向上させつつ、ヒュームの発生量を低減し、芯線加工性を高め、且つ溶融金属における低融点化合物の発生量を低減する観点から、芯線におけるＭｎ含有量、Ｎｉ含有量及びＣｒ含有量が各々上記範囲を満たしつつ、Ｍｎ含有量、Ｎｉ含有量及びＣｒ含有量の合計（Ｍｎ＋Ｎｉ＋Ｃｒ）は、４７．０％以下とすることが好ましい。
　芯線におけるＭｎ含有量、Ｎｉ含有量及びＣｒ含有量の合計（Ｍｎ＋Ｎｉ＋Ｃｒ）は、より好ましくは、４５．０％以下、４２．０％以下、又は４０．０％以下である。
（Ｍｎ含有量とＮｉ含有量との質量比（Ｎｉ／Ｍｎ））
　Ｍｎ及びＮｉは、各々、オーステナイト安定化元素であり、溶接金属の低温靭性を向上させる。一方、Ｎｉは高価な金属であり、Ｍｎはヒュームの発生量増大の原因となる元素である。また、Ｍｎを過剰に添加すると積層欠陥エネルギーが低下し、靭性が劣化する。なお、Ｎｉは積層欠陥エネルギーを上げることで、靭性を向上させる。
　そのため、溶接棒のコストを抑えつつ、溶接金属の低温靭性を向上し、かつヒュームの発生量を低減する観点から、芯線におけるＭｎ含有量とＮｉ含有量との質量比（Ｎｉ／Ｍｎ）を０．１０以上とすることが好ましい。
　芯線におけるＭｎ含有量とＮｉ含有量との質量比（Ｎｉ／Ｍｎ）の下限は、より好ましくは、０．２０、０．３０、０．５０、０．７０、１．００、１．１０、又は１．２０である。
　芯線におけるＭｎ含有量とＮｉ含有量との質量比（Ｎｉ／Ｍｎ）の上限は、好ましくは、１０．００、８．００、又は５．００である。
（磁気誘導法により求められるｆｃｃ割合）
　溶接金属における低温靭性を高めるためには、芯線の組織におけるオーステナイトの割合を高めることが好ましい。そのため、芯線におけるｆｃｃ割合を、７０％以上とする。ｆｃｃ割合は、好ましくは、８０％以上、又は９０％以上であり、１００％であってもよい。なお、組織の残部はｂｃｃである。
　芯線の組織におけるｆｃｃ割合は、次の方法で求めることができる。
　芯線からサンプルを採取し、サンプル表面において、ＦＥＲＩＴＳＣＯＰＥ（登録商標）　ＦＭＰ３０（株式会社フィッシャー・インストルメンツ製）を用い、当該測定器のプローブに株式会社フィッシャー・インストルメンツ製プローブ（ＦＧＡＢ　１．３－Ｆｅ）を用いて、磁気誘導法によりｂｃｃ割合（％）を測定し、測定されたｂｃｃ割合の算術平均値を求める。得られたｂｃｃ割合の平均値を用いて、以下の式により、芯線の組織におけるｆｃｃ割合（％）を求める。
　ｆｃｃ割合＝１００－ｂｃｃ割合
（フラックスの化学成分）
　以下、本開示に係るフラックスの好ましい化学成分について説明する。
　なお、フラックスの化学成分の説明において、「％」は、特に説明がない限り、「フラックスの全質量に対する質量％」を意味する。
　本開示に係るフラックスの化学成分は、
　Ｔｉ酸化物のＴｉＯ２換算値の合計：０～２５．００％、
　Ｓｉ酸化物のＳｉＯ２換算値の合計：０～２５．００％、
　Ｚｒ酸化物のＺｒＯ２換算値の合計：０～５．００％、
　Ａｌ酸化物のＡｌ２Ｏ３換算値の合計：０～５．００％、
　Ｍｇ酸化物のＭｇＯ換算値の合計：０～５．００％、
　Ｃａ酸化物のＣａＯ換算値の合計：０～２５．００％、
　Ｎａ酸化物のＮａ２Ｏ換算値の合計：０～５．００％、
　Ｋ酸化物のＫ２Ｏ換算値の合計：０～５．００％、
　ＣａＦ２：０～３０．００％、
　ＣａＣＯ３：０～６０．００％、
　ＢａＣＯ３：０～１５．００％、
　ＭｇＣＯ３：０～１５．００％、及び
　Ｌｉ２ＣＯ３：０～１５．００％、を含むことが好ましい。
（Ｔｉ酸化物のＴｉＯ２換算値の合計：０～２５．００％）
　Ｔｉ酸化物は、スラグ成分であり、ビード全体を均一にスラグで被包させる作用を有する。また、Ｔｉ酸化物は、アークの持続を安定させ、スパッタ発生量を低減させる効果を有し、溶接作業性（特に立向溶接性）が向上する。そのため、Ｔｉ酸化物を含ませてもよい。
　ただし、Ｔｉ酸化物のＴｉＯ２換算値の合計とＳｉ酸化物のＳｉＯ２換算値の合計の和が５．００％以上であることが好ましく、つまりＴｉ酸化物とＳｉ酸化物とのいずれか一方のみを含んでいてもよい。よって、Ｔｉ酸化物のＴｉＯ２換算値の合計の下限は０％であってもよい。
　一方、Ｔｉ酸化物のＴｉＯ２換算値の合計が２５．００％以下であることで、溶接金属の酸素量を抑制でき、低温靭性が確保できる。また、Ｔｉ酸化物のＴｉＯ２換算値の合計が２５．００％以下であることで、スラグの粘性の高まりを抑制できるため、スラグが厚くなり過ぎず、ビードの止端部が膨らんだ形状となることが抑制できる。また、Ｔｉ酸化物のＴｉＯ２換算値の合計が２５．００％以下であることで、ピットの発生を抑制できる。また、スラグ巻き込みの発生を抑制できる。
　よって、フラックスにおけるＴｉ酸化物のＴｉＯ２換算値の合計は、０～２５．００％とすることが好ましい。
　Ｔｉ酸化物のＴｉＯ２換算値の合計の下限は、より好ましくは、１．００％、２．００％、３．００％、又は５．００％である。
　Ｔｉ酸化物のＴｉＯ２換算値の合計の上限は、より好ましくは、２３．００％、２０．００％、１８．００％、１５．００％、１３．００％、又は１０．００％である。
　なお、Ｔｉ酸化物は、主に、フラックス中の、ルチル、酸化チタン、チタンスラグ、イルミナイト、チタン酸ソーダ、チタン酸カリ等として存在し得る。このため、主に、フラックスのＴｉ酸化物の含有量を制御することにより、上記範囲のＴｉ酸化物の含有量とすることができる。
　ここで、Ｔｉ酸化物のＴｉＯ２換算値の合計とは、フラックス中に含まれている全てのＴｉ酸化物（例えば、ＴｉＯ、ＴｉＯ２、Ｔｉ２Ｏ３、Ｔｉ３Ｏ５などがあり、ルチル、酸化チタン、チタンスラグ、イルミナイト、チタン酸ソーダ、チタン酸カリ等として添加される。）をＴｉＯ２に換算した場合の、ＴｉＯ２の溶接棒全質量に対する質量％である。
　そして、Ｔｉ酸化物のＴｉＯ２換算値の合計は、蛍光Ｘ線分析装置及びＸ線回折（ＸＲＤ）装置を用いて、フラックスに酸化物として存在するＴｉの質量を分析することで求める。なお、蛍光Ｘ線分析によりフラックス中に含有される成分を分析した上で、Ｘ線回折（ＸＲＤ）にて含有される成分の分子構造を解析することで、フラックスに酸化物として存在するＴｉの量と金属成分として含まれるＴｉの量とを分けて求めることができる。
　具体的には、まず溶接棒からフラックスを採取し、それを上記の方法により分析する。例えば、分析によってＴｉＯ２、Ｔｉ２Ｏ３、Ｔｉ３Ｏ５が検出された場合であれば、各Ｔｉ酸化物の質量％を［ＴｉＯ２］、［Ｔｉ２Ｏ３］、［Ｔｉ３Ｏ５］で表し、Ｔｉ酸化物のＴｉＯ２換算値の合計を［換算ＴｉＯ２］で表すと、以下の式１により計算される。
［換算ＴｉＯ２］＝（０．６０×［ＴｉＯ２］＋０．６７×［Ｔｉ２Ｏ３］＋０．６４×［Ｔｉ３Ｏ５］）×１．６７・・・式１
　式１における係数（０．６０、０．６７、０．６４）は、各酸化物中に含まれるＴｉ量を算出するための係数であり、末尾の乗数（１．６７）は、フラックスに酸化物として存在するＴｉの総量からＴｉＯ２換算値を算出するための乗数である。
　ここで、係数の求め方について説明する。ＭｘＯｙ（例；ＴｉＯ２、Ｔｉ２Ｏ３、Ｔｉ３Ｏ５）の酸化物が検出されたとすると、ＭｘＯｙにかかる係数は下記式２で計算する。
［Ｍ元素の原子量］×ｘ／（［Ｍ元素の原子量］×ｘ＋［酸素の原子量］×ｙ）・・・式２
　式１における０．６０、０．６７、０．６４が、上記式２で求められる係数に相当する。
　また、換算値を算出するための乗数の求め方について説明する。ＭａＯｂ（例；ＴｉＯ２）に換算するための乗数は下記式３で計算する。
（［Ｍ元素の原子量］×ａ＋［酸素の原子量］×ｂ）／（［Ｍ元素の原子量］×ａ）・・・式３
　式１における１．６７が、上記式３で求められる乗数に相当する。
　なお酸化物は、２種の金属元素と結合した化合物である場合も考えられる。その場合の係数の求め方は、ＭｘＯｙＭ２ ｚ（例；ＴｉＯ３・Ｆｅ、つまりＭ＝Ｔｉ、Ｍ２＝Ｆｅ、ｘ＝１、ｙ＝３、ｚ＝１の酸化物）が検出されたとすると、下記式４で計算する。
［Ｍ元素の原子量］×ｘ／（［Ｍ元素の原子量］×ｘ＋［酸素の原子量］×ｙ＋［Ｍ２元素の原子量］×ｚ）・・・式４
　なお、Ｓｉ酸化物のＳｉＯ２換算値の合計、Ｚｒ酸化物のＺｒＯ２換算値の合計、Ａｌ酸化物のＡｌ２Ｏ３換算値の合計、Ｍｇ酸化物のＭｇＯ換算値の合計、Ｃａ酸化物のＣａＯ換算値の合計、Ｎａ酸化物のＮａ２Ｏ換算値の合計、Ｋ酸化物のＫ２Ｏ換算値の合計、Ｍｎ酸化物のＭｎＯ２換算値の合計、及びＦｅ酸化物のＦｅＯ換算値の合計も、Ｔｉ酸化物のＴｉＯ２換算値の合計と同様の計算により得られる。つまり、蛍光Ｘ線分析装置及びＸ線回折（ＸＲＤ）装置によって採取したフラックスを分析し、検出された各種酸化物に応じて、前記式２、式３、式４に即して係数および乗数を算出し、前記式１と同様にして計算する。
　分析によって検出される代表的な酸化物を、以下に列挙する。
　Ｓｉ酸化物；ＳｉＯ、ＳｉＯ２、Ｓｉ２Ｏ３、Ｓｉ２Ｏ４
　Ｚｒ酸化物；ＺｒＯ２
　Ａｌ酸化物；ＡｌＯ、Ａｌ２Ｏ３、Ａｌ３Ｏ５
　Ｍｇ酸化物；ＭｇＯ、ＭｇＯ２、Ｍｇ２Ｏ
　Ｃａ酸化物；ＣａＯ、ＣａＯ２
　Ｎａ酸化物；Ｎａ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ２
　Ｋ酸化物　；Ｋ２Ｏ、ＫＯ２
　Ｍｎ酸化物；ＭｎＯ、Ｍｎ２Ｏ、ＭｎＯ２
　Ｆｅ酸化物；ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ４、ＦｅＯ３
（Ｓｉ酸化物のＳｉＯ２換算値の合計：０～２５．００％）
　Ｓｉ酸化物は、スラグ成分であり、溶融スラグの粘性を高め、スラグ剥離性を改善する作用を有するので、かかる観点からＳｉ酸化物を含有させてもよい。
　ただし、Ｔｉ酸化物のＴｉＯ２換算値の合計とＳｉ酸化物のＳｉＯ２換算値の合計の和が５．００％以上であることが好ましく、つまりＴｉ酸化物とＳｉ酸化物とのいずれか一方のみを含んでいてもよい。よって、Ｓｉ酸化物のＳｉＯ２換算値の合計の下限は０％であってもよい。
　なお、Ｓｉ酸化物のＳｉＯ２換算値の合計が０．１０％以上であることで、スラグ被包状態がより良好になりスラグ剥離性が高められ、ビード形状及びビード外観をより良好にできる。また、溶接作業性（特に立向溶接性）が確保できる。
　一方、Ｓｉ酸化物のＳｉＯ２換算値の合計が２５．００％以下であることで、溶接金属の酸素量を抑制でき、低温靭性が確保できる。また、Ｓｉ酸化物のＳｉＯ２換算値の合計が２５．００％以下であることで、スパッタ発生量を抑制できる。さらに、Ｓｉ酸化物のＳｉＯ２換算値の合計が２５．００％以下であることで、ピット及びガス溝等の発生を抑制できる。また、スラグ巻き込みの発生を抑制できる。
　よって、フラックスにおけるＳｉ酸化物のＳｉＯ２換算値の合計は、０～２５．００％とすることが好ましい。
　Ｓｉ酸化物のＳｉＯ２換算値の合計の下限は、より好ましくは、０．０５％、０．１０％、０．１５％、０．２０％、又は０．２５％である。
　Ｓｉ酸化物のＳｉＯ２換算値の合計の上限は、より好ましくは、２３．００％、２０．００％、１８．００％、１５．００％、１３．００％、又は１０．００％である。
　なお、Ｓｉ酸化物は、主に、フラックス中の珪砂、ジルコンサンド、長石、珪酸ソーダ、珪酸カリ等として存在し得る。
（Ｔｉ酸化物のＴｉＯ２換算値の合計とＳｉ酸化物のＳｉＯ２換算値の合計の和が５．０％以上）
　Ｔｉ酸化物およびＳｉ酸化物は、スラグ成分であり、スラグの被包状態を良好にする観点、および溶接作業性の観点から、少なくとも一方を含有させることが好ましい。特に、フラックスにおけるＴｉ酸化物のＴｉＯ２換算値の合計とＳｉ酸化物のＳｉＯ２換算値の合計の和を、５．０％以上とすることが好ましい。
　フラックスにおけるＴｉ酸化物のＴｉＯ２換算値の合計とＳｉ酸化物のＳｉＯ２換算値の合計の和の下限は、より好ましくは、７．０％、又は１０．０％である。
　フラックスにおけるＴｉ酸化物のＴｉＯ２換算値の合計とＳｉ酸化物のＳｉＯ２換算値の合計の和の上限は、好ましくは、５０．０％、４５．０％、４０．０％、３５．０％、又は３０．０％である。
（Ｚｒ酸化物のＺｒＯ２換算値の合計：０～５．００％）
　Ｚｒ酸化物は、溶接金属の酸素量を増加させ、低温靭性を劣化させる。そのため、低温靭性の観点からはＺｒ酸化物は含まないことが好ましく、Ｚｒ酸化物のＺｒＯ２換算値の合計の下限は０％とする。
　ただし、Ｚｒ酸化物は、スラグ成分であり、水平すみ肉溶接でスラグ被包性を高めてビード形状を平滑にする作用を有するので、かかる観点から含有させてもよい。
　一方で、Ｚｒ酸化物のＺｒＯ２換算値の合計が５．００％以下であることで、ビード形状が凸状になることを抑制できる。また、スラグ巻き込みの発生を抑制できる。
　よって、フラックスにおけるＺｒ酸化物のＺｒＯ２換算値の合計は、０～５．００％とすることが好ましい。
　Ｚｒ酸化物のＺｒＯ２換算値の合計の上限は、より好ましくは、４．５０％、４．００％、３．５０％、又は３．００％である。
　なお、Ｚｒ酸化物は、主に、フラックス中のジルコンサンド、酸化ジルコニウム等として存在し得るものであり、また、Ｔｉ酸化物に微量含有される場合もある。
（Ａｌ酸化物のＡｌ２Ｏ３換算値の合計：０～５．００％）
　Ａｌ酸化物は、酸素源となるので、Ａｌ酸化物を添加すると、溶接金属中の酸素量が増加し、靭性劣化の要因となる。そのため、低温靭性の観点からはＡｌ酸化物は含まないことが好ましく、Ａｌ酸化物のＡｌ２Ｏ３換算値の合計の下限は０％とする。
　ただし、Ａｌ酸化物は、溶融スラグを構成した場合、スラグ被包性を良好にすることにより、すみ肉ビードの上脚側のアンダーカットを防止する作用を有するので、かかる観点から含有させてもよい。
　一方、Ａｌ酸化物のＡｌ２Ｏ３換算値の合計が５．００％以下であることで、すみ肉ビードの下脚側のビード止端部が膨らんだビード形状となることを抑制できる。また、スラグ巻き込みの発生を抑制できる。
　よって、フラックスにおけるＡｌ酸化物のＡｌ２Ｏ３換算値の合計は、０～５．００％とすることが好ましい。
　Ａｌ酸化物のＡｌ２Ｏ３換算値の合計の上限は、より好ましくは、４．５０％、４．００％、３．５０％、又は３．００％である。
　なお、Ａｌ酸化物は、主にフラックス中のアルミナ、長石等の成分として存在する場合が多い。
（Ｍｇ酸化物のＭｇＯ換算値の合計：０～５．００％）
　Ｍｇ酸化物は、溶接時に分解したＭｇが脱酸剤として作用し、溶接金属の酸素量を低減する。それにより溶接金属の低温靭性が向上するので、含有させてもよい。Ｍｇ酸化物のＭｇＯ換算値の合計が０．１０％以上であることで、溶接金属の酸素量の低減作用が大きくなり、さらに低温靭性が向上する。
　一方、Ｍｇ酸化物のＭｇＯ換算値の合計が５．００％以下であることで、溶接スラグの凝固温度の低温化を抑制でき、溶接作業性（特に立向溶接性）を向上できる。
　よって、フラックスにおけるＭｇ酸化物のＭｇＯ換算値の合計は、０～５．００％とすることが好ましい。
　Ｍｇ酸化物のＭｇＯ換算値の合計の下限は、より好ましくは、０．１０％、０．２０％、０．３０％、又は０．４０％である。
　Ｍｇ酸化物のＭｇＯ換算値の合計の上限は、より好ましくは、４．５０％、４．００％、３．５０％、又は３．００％である。
（Ｃａ酸化物のＣａＯ換算値の合計：０～２５．００％）
　Ｃａ酸化物は、スラグ形状を整え、溶接後のスラグ剥離を容易にし、アークを安定にするので、含有させてもよい。
　一方、Ｃａ酸化物のＣａＯ換算値の合計が２５．００％以下であることで、Ｃａ酸化物に含まれる酸素が溶融池に入りこむことによる溶接金属での酸素量の増加を抑制でき、溶接金属の靱性低下を抑制できる。
　よって、フラックスにおけるＣａ酸化物のＣａＯ２換算値の合計は、０～２５．００％とすることが好ましい。
　Ｃａ酸化物のＣａＯ２換算値の合計の下限は、より好ましくは、０．１０％、０．２０％、０．３０％、又は０．４０％である。
　Ｃａ酸化物のＣａＯ２換算値の合計の上限は、より好ましくは、２３．００％、２０．００％、１８．００％、１５．００％、１３．００％、又は１０．００％である。
（Ｎａ酸化物のＮａ２Ｏ換算値の合計：０～５．００％）
　Ｎａ酸化物は、溶接時に分解したＮａが脱酸剤として作用し、溶接金属の酸素量を低減する。それにより溶接金属の低温靭性が向上するので、含有させてもよい。Ｎａ酸化物のＮａ２Ｏ換算値の合計が０．１０％以上であることで、溶接金属の酸素量の低減作用が大きくなり、さらに低温靭性が向上する。
　一方、Ｎａ酸化物のＮａ２Ｏ換算値の合計が５．００％以下であることで、溶接スラグの凝固温度の低温化を抑制でき、溶接作業性（特に立向溶接性）を向上できる。
　よって、フラックスにおけるＮａ酸化物のＮａ２Ｏ換算値の合計は、０～５．００％とすることが好ましい。
　Ｎａ酸化物のＮａ２Ｏ換算値の合計の下限は、より好ましくは、０．１０％、０．２０％、０．３０％、又は０．４０％である。
　Ｎａ酸化物のＮａ２Ｏ換算値の合計の上限は、より好ましくは、４．５０％、４．００％、３．５０％、又は３．００％である。
（Ｋ酸化物のＫ２Ｏ換算値の合計：０～５．００％）
　Ｋ酸化物は、溶接時に分解したＫが脱酸剤として作用し、溶接金属の酸素量を低減する。それにより溶接金属の低温靭性が向上するので、含有させてもよい。Ｋ酸化物のＫ２Ｏ換算値の合計が０．１０％以上であることで、溶接金属の酸素量の低減作用が大きくなり、さらに低温靭性が向上する。
　一方、Ｋ酸化物のＫ２Ｏ換算値の合計が５．００％以下であることで、溶接スラグの凝固温度の低温化を抑制でき、溶接作業性（特に立向溶接性）を向上できる。
　よって、フラックスにおけるＫ酸化物のＫ２Ｏ換算値の合計は、０～５．００％とすることが好ましい。
　Ｋ酸化物のＫ２Ｏ換算値の合計の下限は、より好ましくは、０．１０％、０．２０％、０．３０％、又は０．４０％である。
　Ｋ酸化物のＫ２Ｏ換算値の合計の上限は、より好ましくは、４．５０％、４．００％、３．５０％、又は３．００％である。
（その他の酸化物）
　本開示に係るフラックスには、その他の酸化物として、例えば、Ｆｅ酸化物、及びＭｎ酸化物等の酸化物を含んでもよい。
　なお、Ｆｅ酸化物の含有量とはＦｅ酸化物のＦｅＯ換算値の合計を意味し、Ｍｎ酸化物の含有量とはＭｎ酸化物のＭｎＯ換算値の合計を意味する。
（ＣａＦ２：０～３０．００％）
　ＣａＦ２は、溶接金属の酸素量を低減する効果があるので、含有させてもよい。ＣａＦ２の含有量が０．１０％以上であることで、溶接金属の酸素量の低減作用が大きくなり、さらに低温靭性が向上する。
　一方、ＣａＦ２の含有量が３０．００％以下であることで、ヒュームの発生を低減でき、溶接欠陥の発生を抑制できる。
　よって、フラックスにおけるＣａＦ２含有量は、０～３０．００％とすることが好ましい。
　ＣａＦ２含有量の下限は、より好ましくは、０．１０％、０．２０％、０．３０％、又は０．４０％である。
　ＣａＦ２含有量の上限は、より好ましくは、２８．００％、２５．００％、２３．００％、２０．００％、１８．００％、又は１５．００％である。
（その他の弗化物）
　本開示に係るフラックスには、その他の弗化物として、例えば、Ｋ２ＳｉＦ６、Ｋ２ＺｒＦ６、ＮａＦ、Ｎａ３ＡｌＦ６、及びＭｇＦ２等の弗化物を含んでもよい。
　なお、ＣａＦ２、及びその他の弗化物の含有量は、前述したＴｉ酸化物の含有量と同様に蛍光Ｘ線分析及びＸ線回折（ＸＲＤ）によって測定する。
（ＣａＣＯ３：０～６０．００％）
（ＢａＣＯ３：０～１５．００％）
（ＭｇＣＯ３：０～１５．００％）
（Ｌｉ２ＣＯ３：０～１５．００％）
　金属炭酸塩は、アークによって電離し、ＣＯ２ガスを発生させる。ＣＯ２ガスは、溶接雰囲気中の水素分圧を下げ、溶接金属中の拡散性水素量を低減させる。そのため、本開示に係るフラックスは、金属炭酸塩としてＣａＣＯ３、ＢａＣＯ３、ＭｇＣＯ３、及びＬｉ２ＣＯ３からなる群から選択される１種又は２種以上を含んでもよい。
　一方、金属炭酸塩の含有量を低減することで、スパッタの発生量を抑制できる。
　よって、フラックスにおけるＣａＣＯ３含有量は、０～６０．００％とすることが好ましい。
　ＣａＣＯ３含有量の下限は、より好ましくは、０．１０％、０．２０％、０．３０％、又は０．４０％である。
　ＣａＣＯ３含有量の上限は、より好ましくは、５５．００％、５０．００％、４５．００％、４０．００％、３５．００％、又は３０．００％である。
　また、フラックスにおけるＢａＣＯ３含有量は、０～１５．００％とすることが好ましい。
　ＢａＣＯ３含有量の下限は、より好ましくは、０．１０％、０．２０％、０．３０％、又は０．４０％である。
　ＢａＣＯ３含有量の上限は、より好ましくは、１４．００％、１２．００％、１０．００％、８．００％、７．００％、又は５．００％である。
　また、フラックスにおけるＭｇＣＯ３含有量は、０～１５．００％とすることが好ましい。
　ＭｇＣＯ３含有量の下限は、より好ましくは、０．１０％、０．２０％、０．３０％、又は０．４０％である。
　ＭｇＣＯ３含有量の上限は、より好ましくは、１４．００％、１２．００％、１０．００％、８．００％、７．００％、又は５．００％である。
　また、フラックスにおけるＬｉ２ＣＯ３含有量は、０～１５．００％とすることが好ましい。
　Ｌｉ２ＣＯ３含有量の下限は、より好ましくは、０．１０％、０．２０％、０．３０％、又は０．４０％である。
　Ｌｉ２ＣＯ３含有量の上限は、より好ましくは、１４．００％、１２．００％、１０．００％、８．００％、７．００％、又は５．００％である。
（ＣａＣＯ３、ＢａＣＯ３、ＭｇＣＯ３、及びＬｉ２ＣＯ３の含有量の合計が５．００％以上）
　ＣａＣＯ３、ＢａＣＯ３、ＭｇＣＯ３、及びＬｉ２ＣＯ３は、シールドガスの発生源であり、良好な機械特性を確保する観点から、いずれか一種以上を含有させることが好ましい。特に、フラックスにおけるＣａＣＯ３、ＢａＣＯ３、ＭｇＣＯ３、及びＬｉ２ＣＯ３の含有量の合計を、５．００％以上とすることが好ましい。
　なお、フラックスにおけるＣａＣＯ３、ＢａＣＯ３、ＭｇＣＯ３、及びＬｉ２ＣＯ３の含有量の合計の下限は、より好ましくは、７．００％、又は１０．００％である。
　フラックスにおけるＣａＣＯ３、ＢａＣＯ３、ＭｇＣＯ３、及びＬｉ２ＣＯ３の含有量の合計の上限は、好ましくは、９０．００％、８０．００％、７０．００％、６５．００％、又は６０．００％である。
（その他の金属炭酸塩）
　本開示に係るフラックスには、その他の金属炭酸塩として、例えば、Ｎａ２ＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、ＦｅＣＯ３、ＭｎＣＯ３、及びＳｒＣＯ３等の金属炭酸塩を含んでもよい。
　なお、ＣａＣＯ３、ＢａＣＯ３、ＭｇＣＯ３、Ｌｉ２ＣＯ３、及びその他の金属炭酸塩の含有量は、前述したＴｉ酸化物の含有量と同様に蛍光Ｘ線分析及びＸ線回折（ＸＲＤ）によって測定する。
（Ｔｉ酸化物、Ｓｉ酸化物、Ｚｒ酸化物、Ａｌ酸化物、Ｍｇ酸化物、Ｃａ酸化物、Ｎａ酸化物、Ｋ酸化物、ＣａＦ２、ＣａＣＯ３、ＢａＣＯ３、ＭｇＣＯ３、及びＬｉ２ＣＯ３の和Ｘ）
　本開示に係るフラックスの化学成分は、被覆アーク溶接棒の全質量に対する質量％で、Ｔｉ酸化物のＴｉＯ２換算値の合計と、Ｓｉ酸化物のＳｉＯ２換算値の合計と、Ｚｒ酸化物のＺｒＯ２換算値の合計と、Ａｌ酸化物のＡｌ２Ｏ３換算値の合計と、Ｍｇ酸化物のＭｇＯ換算値の合計と、Ｃａ酸化物のＣａＯ換算値の合計と、Ｎａ酸化物のＮａ２Ｏ換算値の合計と、Ｋ酸化物のＫ２Ｏ換算値の合計と、ＣａＦ２含有量と、ＣａＣＯ３含有量と、ＢａＣＯ３含有量と、ＭｇＣＯ３含有量と、Ｌｉ２ＣＯ３含有量と、の和Ｘ（以下単に「特定添加剤の和Ｘ」と称す）が、９４．９８％以下であることが好ましい。
　特定添加剤の和Ｘを９４．９８％以下とすることで、スラグ巻き込みを防ぐことができる。
　特定添加剤の和Ｘは、より好ましくは、９０．００％以下、８５．００％以下、８０．００％以下、７５．００％以下、又は７０．００％である。
（窒化物）
　本開示に係るフラックスは、さらに窒化物を含んでもよい。
　窒化物は、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有する。この理由は明らかではないが、窒化物中のＮが溶接中に水素（Ｈ）と結合してアンモニア（ＮＨ３）となり、このＮＨ３が溶接金属外に放出されることが理由の一つであると推測される。
　本開示に係るフラックスには窒化物として、例えば、ＡｌＮ、ＢＮ、Ｃａ３Ｎ２、ＣｅＮ、ＣｒＮ、Ｃｕ３Ｎ、Ｆｅ４Ｎ、Ｆｅ３Ｎ、Ｆｅ２Ｎ、Ｍｇ３Ｎ、Ｍｏ２Ｎ、ＮｂＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＴｉＮ、ＶＮ、ＺｒＮ、Ｍｎ２Ｎ、及びＭｎ４Ｎからなる群から選択される１種又は２種以上を含んでもよい。
　なお、窒化物の含有量は、前述したＴｉ酸化物の含有量と同様に蛍光Ｘ線分析及びＸ線回折（ＸＲＤ）によって測定する。
（フラックス入りワイヤの化学成分における金属成分）
　次いで、本開示に係るフラックスの好ましい化学成分における金属成分について説明する。
　なお、フラックスの金属成分の説明において、「％」は、特に説明がない限り、「フラックスの全質量に対する質量％」を意味する。
　ここで、フラックスの「化学成分における金属成分」とは、フラックスに含まれる成分のうち、酸化物、弗化物、窒化物、及び金属炭酸塩を除く成分を意味する。
　本開示に係るフラックスは、被覆アーク溶接棒の全質量に対する質量％で、フラックスの化学成分における金属成分が、
　Ｃ　：０．０２０～５．０００％、
　Ｓｉ：０～５．００％、
　Ｍｎ：０～３０．００％、
　Ｐ　：０～０．０５０％、
　Ｓ　：０～０．０５０％、
　Ｃｕ：０～２０．０％、
　Ｎｉ：０～２０．０％、
　Ｃｒ：０～２０．０％、
　Ｍｏ：０～１０．０％、
　Ｎｂ：０～５．００％、
　Ｖ　：０～５．０％、
　Ｃｏ：０～１．００％、
　Ｐｂ：０～１．００％、
　Ｓｎ：０～１．００％、
　Ｗ　：０～２０．０％、
　Ｍｇ：０～５．００％、
　Ａｌ：０～５．０％、
　Ｃａ：０～５．００％、
　Ｔｉ：０～５．０００％、
　Ｂ：０～５．００００％、
　ＲＥＭ：０～５．００％、
　Ｂｉ：０～５．０００％、
　Ｎ　：０～５．００００％、並びに
　残部：Ｆｅ及び不純物であることが好ましい。
　つまり、本開示に係るフラックスにおいて、上記成分は、酸化物、弗化物、窒化物、及び金属炭酸塩以外に含まれる成分の含有量である。
　また、フラックスにおけるＭｎ含有量及びＮｉ含有量の合計（Ｍｎ＋Ｎｉ）が１．００％以上であることが好ましい。
（Ｃ　：０．０２０～５．０００％）
　Ｃは、溶接金属の強度を向上させる元素であり、溶接金属の強度を確保するための元素である。
　一方で、フラックスのＣ含有量を低減することで、溶接金属の強度上昇による、靭性を劣化させる影響を抑制でき、溶接金属の低温靭性を確保できる。
　よって、フラックスのＣ含有量は、０．０２０～５．０００％とすることが好ましい。
　フラックスのＣ含有量の下限は、より好ましくは、０．０５０％、０．１００％、又は０．２００％である。
　フラックスのＣ含有量の上限は、より好ましくは、４．５００％、４．０００％、３．５００％、又は３．０００である。
（Ｓｉ：０～５．００％）
　Ｓｉは、溶接金属の清浄度を向上し、ブローホールなどの溶接欠陥の発生を抑制するため、フラックスに含有させてもよい。
　一方で、フラックスのＳｉ含有量を低減することで、Ｎｉ鋼、Ｎｉ基合金鋼の溶接においては、溶接金属中でのミクロ偏析を抑制でき、偏析部での脆化を抑制できる。
　よって、フラックスのＳｉ含有量は、０～５．００％とすることが好ましい。
　フラックスのＳｉ含有量の下限は、より好ましくは、０．１０％、０．２０％、０．２５％、０．３０％、又は０．３５％である。
　フラックスのＳｉ含有量の上限は、より好ましくは、４．５０％、４．００％、３．５０％、又は３．００％である。
（Ｍｎ：０～３０．００％）
　Ｍｎは、オーステナイト安定化元素であり、溶接金属のオーステナイト化を進行させることができ、低温靭性を確保できる。また、溶接金属の低温靭性を確保するために、芯線に添加するＭｎ含有量を過度に増やさずに済む。
　また、Ｍｎは、脱酸剤として機能して溶接金属の清浄度を向上させる元素である。また、Ｍｎは、ＭｎＳを形成することで、溶接金属中のＳを無害化し、溶接金属の低温靭性を向上させる元素である。加えて、Ｍｎは高温割れを防ぐ効果も有する。そのため、Ｍｎをフラックスに含有させてもよい。
　ただし、Ｍｎ含有量及びＮｉ含有量の合計（Ｍｎ＋Ｎｉ）が１．００％以上であることが好ましく、つまりフラックスはＭｎとＮｉとのいずれか一方のみを含んでいてもよい。よって、Ｍｎ含有量の下限は０％であってもよい。
　一方、フラックスのＭｎ含有量を低減することで、Ｎｉ鋼、Ｎｉ基合金鋼の溶接においては、溶接金属中でのミクロ偏析を抑制でき、偏析部での脆化を抑制できる。
　よって、フラックスのＭｎ含有量は、０～３０．００％とすることが好ましい。
　フラックスのＭｎ含有量の下限は、より好ましくは、０．１０％、０．５０％、１．００％、２．００％、５．００％、７．００％、又は９．００％である。
　フラックスのＭｎ含有量の上限は、より好ましくは、２８．００％、２５．００％、２２．００％、又は２０．００％である。
（Ｐ：０～０．０５０％）
　Ｐは、不純物元素であり、溶接金属の靱性を低下させるので、フラックスのＰ含有量は極力低減させることが好ましい。よって、フラックスのＰ含有量の下限は、０％とする。ただし、脱Ｐコストの低減の観点から、Ｐ含有量は、０．００３％以上がよい。
　一方、フラックスのＰ含有量が０．０５０％以下であれば、Ｐの靱性への悪影響を抑制できる。
　よって、フラックスのＰ含有量は、０～０．０５０％とすることが好ましい。
　溶接金属の靱性の低下を効果的に抑制するために、フラックスのＰ含有量は、０．０４０％以下、０．０３０％以下、０．０２０％以下、０．０１５％以下、又は０．０１０％以下がより好ましい。
（Ｓ：０～０．０５０％）
　Ｓは、不純物元素であり、溶接金属の靱性を低下させるので、フラックスのＳ含有量は極力低減させることが好ましい。よって、フラックスのＳ含有量の下限は、０％とする。ただし、脱Ｓコストの低減の観点から、フラックスのＳ含有量は、０．００３％以上がよい。
　一方、フラックスのＳ含有量が０．０５０％以下であれば、Ｓの靱性への悪影響を抑制できる。
　よって、フラックスのＳ含有量は、０～０．０５０％とすることが好ましい。
　溶接金属の靱性の低下を効果的に抑制するために、フラックスのＳ含有量は、０．０４０％以下、０．０３０％以下、０．０２０％以下、０．０１５％以下、又は０．０１０％以下がより好ましい。
（Ｃｕ：０～２０．０％）
　Ｃｕは、析出強化元素であり、溶接金属の強度向上のため、フラックスに含有させてもよい。また、Ｃｕは、オーステナイト安定化元素であり、溶接金属の低温靭性向上のため、フラックスに含有させてもよい。
　一方、フラックスのＣｕ含有量が過剰であると、上記の効果が飽和する。
　よって、フラックスのＣｕ含有量は、０～２０．０％とすることが好ましい。
　フラックスのＣｕ含有量の下限は、より好ましくは、０．５％、０．７％、又は１．０％である。
　フラックスのＣｕ含有量の上限は、より好ましくは、１９．０％、１８．０％、１７．０％、又は１５．０％である。
（Ｎｉ：０～２０．０）
　Ｎｉは、オーステナイト安定化元素であり、溶接金属のオーステナイト化を進行させることができ、低温靭性を確保できる。また、溶接金属の低温靭性を確保するために、芯線に添加するＮｉ含有量を過度に増やさずに済む。そのため、Ｎｉをフラックスに含有させてもよい。
　ただし、Ｍｎ含有量及びＮｉ含有量の合計（Ｍｎ＋Ｎｉ）が１．００％以上であることが好ましく、つまりフラックスはＭｎとＮｉとのいずれか一方のみを含んでいてもよい。よって、Ｎｉ含有量の下限は０％であってもよい。
　一方、フラックスのＮｉ含有量を低減することで、フラックスのコストを低減できる。
　よって、フラックスのＮｉ含有量は、０～２０．０％とすることが好ましい。
　フラックスのＮｉ含有量の下限は、より好ましくは、０．１％、０．５％、１．０％、２．０％、３．０％、５．０％、７．０％、１０．０％、又は１２．０％である。
　フラックスのＮｉ含有量の上限は、より好ましくは、１９．０％、１８．０％、１７．０％、又は１５．０％である。
（Ｃｒ：０～２０．０％）
　Ｃｒは、オーステナイト安定化元素であり、溶接金属のオーステナイト化を進行させることができ、低温靭性を確保できる。また、溶接金属の低温靭性を確保するために、芯線に添加するＮｉ含有量を過度に増やさずに済む。そのため、Ｃｒをフラックスに含有させてもよい。
　一方、フラックスのＣｒ含有量を低減することで、溶融金属における低融点化合物の量を低減でき、さらに溶融金属の固液共存温度範囲が狭まるので、高温割れの発生を抑制できる。
　よって、フラックスのＣｒ含有量は、０～２０．０％とすることが好ましい。
　フラックスのＣｒ含有量の下限は、より好ましくは、０．１％、０．５％、１．０％、２．０％、２．５％、３．０％、又は３．５％である。
　フラックスのＣｒ含有量の上限は、より好ましくは、１９．０％、１８．０％、１７．０％、又は１５．０％である。
（Ｍｏ：０～１０．０％）
　Ｍｏは、固溶強化元素、かつ析出強化元素であり、溶接金属の強度向上のために、フラックスに含有させてもよい。
　一方、フラックスのＭｏ含有量を低減することで、溶接金属の強度が過剰となることが抑制でき、低温靭性を確保できる。
　よって、フラックスのＭｏ含有量は、０～１０．０％とすることが好ましい。
　フラックスのＭｏ含有量の下限は、より好ましくは、０．１％、０．５％、１．０％、２．０％、２．５％、３．０％、又は３．５％である。
　フラックスのＭｏ含有量の上限は、より好ましくは、９．８％、９．５％、９．０％、８．５％、又は８．０％である。
（Ｎｂ：０～５．００％）
　Ｎｂは、溶接金属中で炭化物を形成し、溶接金属の強度を上昇させる元素であるため、フラックスに含有させてもよい。
　一方で、フラックスのＮｂ含有量を低減することで、溶接金属の高温割れの発生を抑制できる。
　よって、フラックスのＮｂ含有量は、０～５．００％とすることが好ましい。
　フラックスのＮｂ含有量の下限は、より好ましくは、０．１０％、０．５０％、１．００％、又は１．５０％である。
　フラックスのＮｂ含有量の上限は、より好ましくは、４．５０％、４．００％、又は３．５０％である。
（Ｖ　：０～５．０％）
　Ｖは、溶接金属中で炭窒化物を形成し、溶接金属の強度を上昇させる元素であるため、フラックスに含有させてもよい。
　一方で、フラックスのＶ含有量を低減することで、溶接金属の高温割れの発生を抑制できる。
　よって、フラックスのＶ含有量は、０～５．０％とすることが好ましい。
　フラックスのＶ含有量の下限は、より好ましくは、０．１％、０．５％、１．０％、又は１．５％である。
　フラックスのＶ含有量の上限は、より好ましくは、４．５％、４．０％、又は３．５％である。
（Ｃｏ：０～１．００％）
　Ｃｏは、固溶強化により、溶接金属の強度を上昇させる元素であるため、フラックスに含有させてもよい。
　一方、フラックスのＣｏ含有量を低減することで、溶接金属の延性の低下が抑制でき、靱性を確保できる。
　よって、フラックスのＣｏ含有量は、０～１．００％とすることが好ましい。
　フラックスのＣｏ含有量の下限は、より好ましくは、０．０１％、０．０５％、０．１０％、０．１５％、又は０．２０％である。
　フラックスのＣｏ含有量の上限は、より好ましくは、０．９０％、０．８０％、０．７０％、０．６０％、又は０．３０％である。
（Ｐｂ：０～１．００％）
　Ｐｂは、溶接金属の切削性を向上させる効果があるため、フラックスに含有させてもよい。
　一方、フラックスのＰｂ含有量を低減することで、アーク状態を良好に保ちスパッタの発生を抑制できる。
　よって、フラックスのＰｂ含有量は、０～１．００％とすることが好ましい。
　フラックスのＰｂ含有量の下限は、より好ましくは、０．０１％、０．０５％、０．１０％、０．１５％、又は０．２０％である。
　フラックスのＰｂ含有量の上限は、より好ましくは、０．９０％、０．８０％、０．７０％、０．６０％、又は０．３０％である。
（Ｓｎ：０～１．００％）
　Ｓｎは、溶接金属の耐食性を向上させる元素であるため、フラックスに含有させてもよい。
　一方、フラックスのＳｎ含有量を低減することで、溶接金属での割れ発生を抑制できる。
　よって、フラックスのＳｎ含有量は、０～１．００％とすることが好ましい。
　フラックスのＳｎ含有量の下限は、より好ましくは、０．０１％、０．０５％、０．１０％、０．１５％、又は０．２０％である。
　フラックスのＳｎ含有量の上限は、より好ましくは、０．９０％、０．８０％、０．７０％、０．６０％、又は０．３０％である。
（Ｗ　：０～２０．０％）
　Ｗは、固溶強化元素であり、溶接金属の強度向上のために、フラックスに含有させてもよい。
　一方、フラックスのＷ含有量を低減することで、溶接金属の強度が過剰となることが抑制でき、靭性を確保できる。
　よって、フラックスのＷ含有量は、０～２０．０％とすることが好ましい。
　フラックスのＷ含有量の下限は、より好ましくは、０．１％、０．５％、１．０％、又は２．０％である。
　フラックスのＷ含有量の上限は、より好ましくは、１９．０％、１８０％、１７．０％、又は１５．０％である。
（Ｍｇ：０～５．００％）
　Ｍｇは、脱酸元素であり、溶接金属の酸素を低減し、溶接金属の靭性の改善に効果があるため、フラックスに含有させてもよい。
　一方、フラックスのＭｇ含有量を低減することで、アークが安定して、スパッタおよびブローホールを低減でき、溶接作業性を確保できる。
　よって、フラックスのＭｇ含有量は、０～５．００％とすることが好ましい。
　フラックスのＭｇ含有量の下限は、より好ましくは、０．０２％、０．０５％、０．１０％、０．２０％、又は０．５０％である。
　フラックスのＭｇ含有量の上限は、より好ましくは、４．５０％、４．００％、又は３．５０％である。
（Ａｌ：０～５．０％）
　Ａｌは、脱酸元素であり、ブローホールなどの溶接欠陥の発生の抑制、及び溶接金属の清浄度向上等に効果があるため、フラックスに含有させてもよい。
　一方、フラックスのＡｌ含有量を低減することで、Ａｌが溶接金属中で窒化物又は酸化物を形成することが低減でき、溶接金属の低温靱性を確保できる。
　よって、フラックスのＡｌ含有量は、０～５．０％とすることが好ましい。
　フラックスのＡｌ含有量の下限は、より好ましくは、０．０１％、０．０２％、０．０５％、０．１％、０．２％、又は０．５％である。
　フラックスのＡｌ含有量の上限は、より好ましくは、４．５％、４．０％、又は３．５％である。
（Ｃａ：０～５．００％）
　Ｃａは、溶接金属中で硫化物の構造を変化させ、また溶接金属中での硫化物及び酸化物のサイズを微細化する働きを有するので、溶接金属の延性及び靭性向上に有効である。そのため、Ｃａをフラックスに含有させてもよい。
　一方、フラックスのＣａ含有量を低減することで、硫化物及び酸化物の粗大化を抑制でき、溶接金属の低温靭性を確保できる。また、溶接ビード形状の劣化の抑制及びアークの安定化により溶接性を確保できる。
　よって、フラックスのＣａ含有量は、０～５．００％とすることが好ましい。
　フラックスのＣａ含有量の下限は、より好ましくは、０．０１％、０．０２％、０．０３％、０．０５％、０．１０％、０．２０％、０．３０％、又は０．５０％である。
　フラックスのＣａ含有量の上限は、より好ましくは、４．５０％、４．００％、又は３．５０％である。
（Ｔｉ：０～５．０００％）
　Ｔｉは、脱酸元素であり、ブローホールなどの溶接欠陥の発生の抑制、および清浄度向上等に効果があるため、フラックスに含有させてもよい。
　一方、フラックスのＴｉ含有量を低減することで、溶接金属における炭化物の生成を抑制でき、溶接金属の靭性を確保できる。
　よって、フラックスのＴｉ含有量は、０～５．０００％とすることが好ましい。
　フラックスのＴｉ含有量の下限は、より好ましくは、０．０２０％、０．０５０％、０．１００％、０．２００％、０．３００％、又は０．５００％である。
　フラックスのＴｉ含有量の上限は、より好ましくは、４．５００％、４．０００％、又は３．５００％である。
（Ｂ　：０～５．００００％）
　Ｂは、溶接金属の結晶粒界を強化させ、溶接金属の引張強さを一層高める効果があるため、フラックスに含有させてもよい。
　一方、フラックスのＢ含有量を低減することで、溶接金属中のＢの量も低減でき、粗大なＢＮ又はＦｅ２３（Ｃ、Ｂ）６等のＢ化合物の形成が抑制され、溶接金属の低温靭性を確保できる。
　よって、フラックスのＢ含有量は、０～５．００００％とすることが好ましい。
　フラックスのＢ含有量の下限は、より好ましくは、０．００１０％、０．００５０％、０．０１００％、０．０５００％、０．１０００％、０．２０００％、又は０．５０００％である。
　フラックスのＢ含有量の上限は、より好ましくは、４．５０００％、４．００００％、又は３．５０００％である。
（ＲＥＭ：０～５．００％）
　ＲＥＭは、アークを安定化させる元素であるので、フラックスに含有させてもよい。
　一方、フラックスのＲＥＭ含有量を低減することで、スパッタの発生を低減でき、溶接作業性を確保できる。
　よって、フラックスのＲＥＭ含有量は、０～５．００％とすることが好ましい。
　フラックスのＲＥＭ含有量の下限は、より好ましくは、０．００１％、０．００５％、０．０１％、０．０５％、０．１０％、０．２０％、又は０．５０％である。
　フラックスのＲＥＭ含有量の上限は、より好ましくは、４．５０％、４．００％、又は３．５０％である。
　なお「ＲＥＭ」とは、Ｓｃ、Ｙおよびランタノイドからなる合計１７元素を指し、上記「ＲＥＭ含有量」とは、これらの１７元素の合計含有量を意味する。ランタノイドをＲＥＭとして用いる場合、工業的には、ＲＥＭはミッシュメタルの形で含有される。
（Ｂｉ：０～５．０００％）
　Ｂｉは、スラグの剥離性を改善する元素であるため、フラックスに含有させてもよい。
　一方、フラックスのＢｉ含有量を低減することで、溶接金属における凝固割れの発生を抑制できる。
　よって、フラックスのＢｉ含有量は、０～５．０００％とすることが好ましい。
　フラックスのＢｉ含有量の下限は、より好ましくは、０．００５％、０．０１０％、０．０５０％、０．１００％、０．２００％、又は０．５００％である。
　フラックスのＢｉ含有量の上限は、より好ましくは、４．５００％、４．０００％、又は３．５００％である。
（Ｎ　：０～５．００００％）
　Ｎは、オーステナイト安定化元素であり、かつ侵入型固溶強化元素でもある。また、Ｎは、溶接金属の強度上昇による、溶接金属の靭性への悪影響も、Ｃに比較して少ない元素である。そのため、Ｎをフラックスに含有させてもよい。
　一方、フラックスのＮ含有量を低減することで、ブローの発生を低減でき、溶接欠陥の発生を抑制できる。
　よって、フラックスのＮ含有量は、０～５．００００％とすることが好ましい。
　フラックスのＮ含有量の下限は、より好ましくは、０．００５０％、０．００７０％、０．０１００％、０．０１５０％、０．０２００％、０．０３００％、０．０５００％、０．０７００％、０．１０００％、又は０．１５００％である。
　フラックスのＮ含有量の上限は、より好ましくは、４．５０００％、４．００００％、又は３．５０００％である。
（残部：Ｆｅ及び不純物）
　フラックスの化学成分におけるその他の残部成分は、Ｆｅと不純物である。
　また、不純物とは、フラックス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って、フラックスに悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。
（Ｍｎ含有量及びＮｉ含有量の合計（Ｍｎ＋Ｎｉ）が１．００％以上）
　Ｍｎ及びＮｉは、各々、オーステナイト安定化元素であり、溶接金属の低温靭性を向上させる。一方、Ｎｉは高価な金属であるため、溶接棒のコストを抑えつつ、溶接金属の低温靭性を向上させるには、フラックスにおけるＭｎ含有量及びＮｉ含有量が各々上記範囲を満たしつつ、Ｍｎ含有量及びＮｉ含有量の合計（Ｍｎ＋Ｎｉ）を１．００％以上とすることが好ましい。
　フラックスにけるＭｎ含有量及びＮｉ含有量の合計（Ｍｎ＋Ｎｉ）は、好ましくは、２．００％以上、３．００％以上、又は５．００％以上である。
　また、Ｍｎはヒュームの発生量増大の原因となる元素である。また、Ｍｎを過剰に添加すると積層欠陥エネルギーが低下し、靭性が劣化する。そのため、溶接棒のコストを抑え、溶接金属の低温靭性を向上させつつ、ヒュームの発生量を低減する観点から、フラックスにけるＭｎ含有量及びＮｉ含有量が各々上記範囲を満たしつつ、Ｍｎ含有量及びＮｉ含有量の合計（Ｍｎ＋Ｎｉ）は、５０．００％以下とすることが好ましい。
　フラックスにおけるＭｎ含有量及びＮｉ含有量の合計（Ｍｎ＋Ｎｉ）は、より好ましくは、４５．００％以下、４０．００％以下、３５．００％以下、３２．００％以下、３０．００％以下、又は２５．００％以下である。
　本開示に係る被覆アーク溶接棒は、芯線表面に形成されためっきをさらに備えてもよい。
　本開示に係る被覆アーク溶接棒に含まれる水素量は特に限定されないが、溶接金属の拡散性水素量を低減するためには、被覆アーク溶接棒の全質量に対して１２ｐｐｍ以下であることが好ましい。被覆アーク溶接棒中の水素量は、被覆アーク溶接棒の保管の間に、被覆アーク溶接棒内に水分が侵入することにより増大するおそれがある。従って、溶接棒製造から溶接棒使用までの期間が長い場合は、水分等のＨの供給源が侵入することを防止するために、被覆アーク溶接棒全体を真空包装するか、乾燥した状態で保持できる容器内で被覆アーク溶接棒を保存することが望ましい。
（溶接棒直径）
　本開示に係る被覆アーク溶接棒の直径は特に限定されないが、例えばφ３．２～φ６．０ｍｍである。なお、一般的な被覆アーク溶接棒の直径はφ２．６～φ７．０ｍｍである。
（厚さ）
　本開示に係る被覆アーク溶接棒におけるフラックスの平均厚さは、特に限定されない。一般的な被覆アーク溶接棒におけるフラックスの厚さに鑑みて、本開示に係る被覆アーク溶接棒におけるフラックスの平均厚さの上限値を、例えば５．０ｍｍ、４．０ｍｍ、又は３．０ｍｍとしてもよい。また、本開示に係る被覆アーク溶接棒におけるフラックスの平均厚さの下限値を、例えば０．２ｍｍ、０．５ｍｍ、０．８ｍｍ、又は１．０ｍｍとしてもよい。
　なお、フラックスの平均厚さは、任意の５箇所について被覆アーク溶接棒の外径を測定し、その外径から芯線の直径を除いた値の１／２の値を算出し、その算術平均値を平均厚さとした。
　式で表すと、フラックス厚さ＝（（被覆アーク溶接棒の外径の直径）－（芯線の直径））／２となる。
＜被覆アーク溶接棒の製造方法＞
　次に、本開示に係る被覆アーク溶接棒の製造方法について説明する。
　なお、以下に説明する製造方法は一例であり、本開示に係る被覆アーク溶接棒を製造する方法は、以下の方法に限定されるものではない。
　本開示に係る被覆アーク溶接棒は、例えば芯線を準備する工程と、芯線にフラックスを塗布する工程と、芯線及びフラックスを焼成する工程と、を経て製造することができる。
　芯線を準備する工程では、例えば上述された化学成分を有する鋼を溶解し、その後、必要であれば鍛造加工をする。その後、圧延加工を経て、この鋼を棒状に加工する。この棒状の鋼を伸線することで、芯線が得られる。なお、適宜熱処理を行ってもよい。
　次いで、この芯線にフラックスを塗布した後、芯線及びフラックスを焼成する。焼成の条件としては、特に限定されるものでは無いが、例えば焼成温度１５０～４５０℃程度で、焼成時間０．１～３時間程度としてもよい。なお、フラックスには、固着剤（例えば珪酸カリおよび珪酸ソーダの水溶液）を添加してもよい。
＜溶接継手の製造方法＞
　次に、本開示に係る溶接継手の製造方法（溶接方法）について説明する。
　本開示に係る溶接継手の製造方法は、上述された本開示に係る被覆アーク溶接棒を用いて、鋼材を溶接する工程を備える。
　本開示に係る溶接継手の製造方法にて製造された溶接継手は、高強度及び高靱性を有する。また、本開示に係る溶接継手の製造方法にて製造された溶接継手を有する溶接構造物も、溶接継手において高強度及び高靱性を有する。
　本開示に係る溶接継手の製造方法において、溶接方式は、ガスシールドアーク溶接が好適である。
　本開示に係る溶接継手の製造方法において、溶接継手の母材となる鋼材（被溶接材）の種類は特に限定されないが、例えば、板厚２０ｍｍ以上である６％～９％のＮｉを含むＮｉ系低温用鋼板を好適に用いることができる。
　本開示に係る溶接継手の製造方法では、１パスから最終パスのいずれか１つ以上において、本開示に係る被覆アーク溶接棒を用いて鋼材を溶接する工程を備えることがよい。溶接が１パスのみである場合、その１パスにおいて本開示に係る被覆アーク溶接棒が用いられる。
　被覆アーク溶接棒の極性は、スパッタ発生量に及ぼす影響が無視できる程度に小さいので、交流および直流のいずれであってもよいが、交流であることが好ましい。また、直流の場合は棒プラスであることが好ましい。
　本開示に係る溶接継手の製造方法における溶接姿勢は特に限定されない。本開示に係る溶接継手の製造方法は、溶接姿勢が下向姿勢、横向姿勢、立向姿勢、及び上向姿勢のいずれであっても、良好な溶接作業性（特に立向溶接性）を発揮することができる。
　本開示に係る溶接継手の製造方法によって得られる溶接継手は、母材となる鋼材と、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る。本開示に係る溶接継手は、本開示に係る被覆アーク溶接棒を用いて製造されるので、良好なビード形状を有する溶接金属を備える。そのため、本開示に係る溶接継手の製造方法にて製造された溶接継手を有する溶接構造物も、良好なビード形状を有する溶接金属を備える。得られる溶接金属の引張強さは、例えば５９０～１２００ＭＰａの高強度とすることが好ましい。
　次に、本開示例及び比較例により、本開示の実施可能性及び効果についてさらに詳細に説明するが、下記実施例は本開示を限定するものではなく、前・後記の趣旨に徹して設計変更することはいずれも本開示の技術的範囲に含まれるものである。
（被覆アーク溶接棒の製造）
　本開示例及び比較例の被覆アーク溶接棒は、以下に説明する方法により製造した。
　まず、表１－Ａ、表１－Ｂに示す化学成分を有する芯線に対し、表２－Ａ、表２－Ｂ、表２－Ｃ及び表２－Ｄに示す化学成分を有するフラックスを塗布し、３００～５００℃の温度範囲内で１～３時間の範囲で焼成することで、被覆アーク溶接棒を試作した。得られた被覆アーク溶接棒の最終の溶接棒径はφ６．０ｍｍ、フラックスの平均厚さは１．０ｍｍであった。これら被覆アーク溶接棒の構成を表１－Ａ、表１－Ｂ、表２－Ａ、表２－Ｂ、表２－Ｃ及び表２－Ｄに示す。
　表１－Ａ、表１－Ｂ、表２－Ａ、表２－Ｂ、表２－Ｃ及び表２－Ｄに示された、芯線の化学成分の含有量の単位は、芯線全質量に対する質量％である。また、フラックスの化学成分の含有量、酸化物の含有量、弗化物の含有量、金属炭酸塩の含有量、及び鉄粉の含有量の単位は、フラックスの全質量に対する質量％である。表中において「芯線全質量に対する質量％」及び「フラックス全質量に対する質量％」は、共に、「質量％」と略し、「フラックスの化学成分における金属成分」は、「フラックスの化学成分」と略した。
　また、表２－Ｃに示された、「ＴｉＯ２」はＴｉ酸化物のＴｉＯ２換算値の合計を、「ＳｉＯ２」はＳｉ酸化物のＳｉＯ２換算値の合計を、「ＺｒＯ２」はＺｒ酸化物のＺｒＯ２換算値の合計を、「Ａｌ２Ｏ３」はＡｌ酸化物のＡｌ２Ｏ３換算値の合計を、「ＭｇＯ」はＭｇ酸化物のＭｇＯ換算値の合計を、「ＣａＯ」はＣａ酸化物のＣａＯ換算値の合計を、「Ｎａ２Ｏ」はＮａ酸化物のＮａ２Ｏ換算値の合計を、「Ｋ２Ｏ」はＫ酸化物のＫ２Ｏ換算値の合計を、示す。
　表２－Ｄに示された「和Ｘ」は、Ｔｉ酸化物のＴｉＯ２換算値の合計と、Ｓｉ酸化物のＳｉＯ２換算値の合計と、Ｚｒ酸化物のＺｒＯ２換算値の合計と、Ａｌ酸化物のＡｌ２Ｏ３換算値の合計と、Ｍｇ酸化物のＭｇＯ換算値の合計と、Ｃａ酸化物のＣａＯ換算値の合計と、Ｎａ酸化物のＮａ２Ｏ換算値の合計と、Ｋ酸化物のＫ２Ｏ換算値の合計と、ＣａＦ２含有量と、ＣａＣＯ３含有量と、ＢａＣＯ３含有量と、ＭｇＣＯ３含有量と、Ｌｉ２ＣＯ３含有量と、の和を示す。
　表１－Ａ、表１－Ｂに示された芯線の残部（すなわち、表に示された各成分以外の成分）、及び表２－Ａ、表２－Ｂ、表２－Ｃ及び表２－Ｄに示された被覆アーク溶接棒の残部（すなわち、表に示された各成分以外の成分）は、鉄及び不純物である。
　なお、表１－Ａ、表１－Ｂにおいては、本開示で規定される範囲から外れる数値に下線を付してある。
　また、表１－Ａ、表１－Ｂ、表２－Ａ、表２－Ｂ、表２－Ｃ及び表２－Ｄ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の含有量が有効桁数未満であることを意味する。これらの化学成分や化合物などが有効桁数未満の含有量で不可避的に混入されるか生成することもある。
［評価］
　本開示例及び比較例の被覆アーク溶接棒を用いて、立向上進溶接で、ガスシールドアーク溶接することにより評価を行った。具体的には、以下に説明する方法により評価された。
　溶接する鋼板として板厚が５０ｍｍである９％Ｎｉ鋼（ＪＩＳ　Ｇ　３１２７：２０１３　ＳＬ９Ｎ５９０に準じた鋼板）を用いた。また、評価の際に、溶接電流は全て交流とした。
　なお、評価する際の溶接条件は、表３に記載の条件とした。
（ヒューム量の評価）
　本開示例及び比較例の被覆アーク溶接棒を用いてガスシールドアーク溶接する際のヒューム量を評価した。
　溶接により発生するヒューム量の測定は、ＪＩＳ　Ｚ３９３０：２０１３（アーク溶接のヒューム発生量測定方法）に準拠したハイボリウムエアサンプライヤーによる全量捕集方法によって実施した。ヒューム量が１０００ｍｇ／ｍｉｎ以下となる被覆アーク溶接棒を、ヒューム量に関し「合格」としヒューム量が１０００ｍｇ／ｍｉｎ超となる場合を「不合格」とした。
（低温靭性の評価）
　本開示例及び比較例の被覆アーク溶接棒を用いて、鋼板をガスシールドアーク溶接し、溶着金属の板厚方向中心から衝撃試験片（ノッチ深さ２ｍｍのＶノッチ試験片）を３本採取した。
　３本の衝撃試験片に対して、－１９６℃でＪＩＳ　Ｚ２２４２：２００５に準拠したシャルピー衝撃試験を実施した。
　そして、３本の衝撃試験片の、－１９６℃でのシャルピー吸収エネルギー平均値が３４Ｊ以上である場合を「優」とし、２７Ｊ以上３４Ｊ未満である場合を「合格」とし、２７Ｊ未満である場合を「不合格」とした。
（総合評価）
　ヒューム量の評価及び低温靭性の評価が、いずれも「優」または「合格」である場合を「合格」とし、いずれかが「不合格」である場合を「不合格」と評価した。
　本開示例の被覆アーク溶接棒は、ヒューム量が少なく、得られる溶接金属低温靭性に優れることがわかる。
　一方、比較例は、本開示で規定する要件のいずれかを満たしていなかったので、１つ以上の評価項目において不合格となった。

Claims (9)

  1. 　鋼製の芯線と前記芯線を被覆するフラックスとを備える被覆アーク溶接棒であって、前記芯線の全質量に対する質量％で、前記芯線の化学成分が、
    　Ｃ　：０～０．６５０％、
    　Ｓｉ：０．０３～０．５０％、
    　Ｍｎ：２．１～３０．０％、
    　Ｐ　：０～０．０５０％、
    　Ｓ　：０～０．０５０％、
    　Ｃｕ：０～５．０％、
    　Ｎｉ：１．０～３０．０％、
    　Ｃｒ：０～１０．０％、
    　Ｍｏ：０～１０．０％、
    　Ｎｂ：０～１．００％、
    　Ｖ　：０～１．００％、
    　Ｃｏ：０～１．００％、
    　Ｐｂ：０～１．００％、
    　Ｓｎ：０～１．００％、
    　Ａｌ：０～０．１０％、
    　Ｔｉ：０～０．１０％、
    　Ｂ：０～０．１０００％、
    　Ｎ　：０～０．５０００％、
    　Ｏ　：０～０～０．００５０％、並びに
    　残部：Ｆｅ及び不純物であり、
    　かつ前記Ｍｎ含有量及び前記Ｎｉ含有量の合計（Ｍｎ＋Ｎｉ）が５．０％以上であり、
    　前記Ｍｎ含有量、前記Ｎｉ含有量及び前記Ｃｒ含有量の合計（Ｍｎ＋Ｎｉ＋Ｃｒ）が１５．０％以上であり、
    　前記芯線における磁気誘導法により求められるｆｃｃ割合が７０％以上である被覆アーク溶接棒。
  2. 　前記Ｍｎ含有量と前記Ｎｉ含有量との質量比（Ｎｉ／Ｍｎ）が、０．１０以上である請求項１に記載の被覆アーク溶接棒。
  3. 　前記質量比（Ｎｉ／Ｍｎ）が、１．００以上である請求項２に記載の被覆アーク溶接棒。
  4. 　前記Ｔｉの含有量が、Ｔｉ：０．００３～０．１０％である請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の被覆アーク溶接棒。
  5. 　前記フラックスの全質量に対する質量％で、前記フラックスの化学成分が、
    　Ｔｉ酸化物のＴｉＯ２換算値の合計：０～２５．００％、
    　Ｓｉ酸化物のＳｉＯ２換算値の合計：０～２５．００％、
    　Ｚｒ酸化物のＺｒＯ２換算値の合計：０～５．００％、
    　Ａｌ酸化物のＡｌ２Ｏ３換算値の合計：０～５．００％、
    　Ｍｇ酸化物のＭｇＯ換算値の合計：０～５．００％、
    　Ｃａ酸化物のＣａＯ換算値の合計：０～２５．００％、
    　Ｎａ酸化物のＮａ２Ｏ換算値の合計：０～５．００％、
    　Ｋ酸化物のＫ２Ｏ換算値の合計：０～５．００％、
    　ＣａＦ２：０～３０．００％、
    　ＣａＣＯ３：０～６０．００％、
    　ＢａＣＯ３：０～１５．００％、
    　ＭｇＣＯ３：０～１５．００％、及び
    　Ｌｉ２ＣＯ３：０～１５．００％、を含み、
    　前記フラックスの全質量に対する質量％で、前記フラックスの化学成分における金属成分が、
    　Ｃ　：０．０２０～５．０００％、
    　Ｓｉ：０～５．００％、
    　Ｍｎ：０～３０．００％、
    　Ｐ　：０～０．０５０％、
    　Ｓ　：０～０．０５０％、
    　Ｃｕ：０～２０．０％、
    　Ｎｉ：０～２０．０％、
    　Ｃｒ：０～２０．０％、
    　Ｍｏ：０～１０．０％、
    　Ｎｂ：０～５．００％、
    　Ｖ　：０～５．０％、
    　Ｃｏ：０～１．００％、
    　Ｐｂ：０～１．００％、
    　Ｓｎ：０～１．００％、
    　Ｗ　：０～２０．０％、
    　Ｍｇ：０～５．００％、
    　Ａｌ：０～５．０％、
    　Ｃａ：０～５．００％、
    　Ｔｉ：０～５．０００％、
    　Ｂ　：０～５．００００％、
    　ＲＥＭ：０～５．００％、
    　Ｂｉ：０～５．０００％、
    　Ｎ　：０～５．００００％、並びに
    　残部：Ｆｅ及び不純物であり、かつ
    　前記ＣａＣＯ３、前記ＢａＣＯ３、前記ＭｇＣＯ３、及び前記Ｌｉ２ＣＯ３の含有量の合計が５．００％以上である請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の被覆アーク溶接棒。
  6. 　前記フラックスにおける前記Ｍｎ含有量及び前記Ｎｉ含有量の合計（Ｍｎ＋Ｎｉ）が１．００％以上である請求項５に記載の被覆アーク溶接棒。
  7. 　前記Ｔｉ酸化物のＴｉＯ２換算値の合計と、前記Ｓｉ酸化物のＳｉＯ２換算値の合計と、前記Ｚｒ酸化物のＺｒＯ２換算値の合計と、前記Ａｌ酸化物のＡｌ２Ｏ３換算値の合計と、前記Ｍｇ酸化物のＭｇＯ換算値の合計と、前記Ｃａ酸化物のＣａＯ換算値の合計と、前記Ｎａ酸化物のＮａ２Ｏ換算値の合計と、前記Ｋ酸化物のＫ２Ｏ換算値の合計と、前記ＣａＦ２含有量と、前記ＣａＣＯ３含有量と、前記ＢａＣＯ３含有量と、前記ＭｇＣＯ３含有量と、前記Ｌｉ２ＣＯ３含有量と、の和Ｘが９４．９８％以下である請求項５又は請求項６に記載の被覆アーク溶接棒。
  8. 　前記フラックスの平均厚さが５．０ｍｍ以下である請求項１～請求項７のいずれか１項に記載の被覆アーク溶接棒。
  9. 　請求項１～請求項８のいずれか１項に記載の被覆アーク溶接棒を用いて、鋼材を溶接する工程を備える溶接継手の製造方法。
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