WO2016125568A1 - サブマージアーク溶接用フラックス - Google Patents

Abstract

溶接電源が交流式及び直流式のいずれであっても、溶接作業性が良好であり、また、フラックスの吸湿量及び溶接金属中の拡散性水素量を低減することが可能なサブマージアーク溶接用フラックスを提供する。　サブマージアーク溶接用フラックスを、Ａｌ_２ Ｏ_３ ：１５～３５質量％、ＳｉＯ_２ ：１０～３０質量％、ＭｇＯ：１０～２５質量％、ＦのＣａＦ_２ 換算値：１０～２５質量％、ＭｎのＭｎＯ換算値：３～２０質量％、ＮａのＮａ_２ Ｏ換算値、ＫのＫ_２ Ｏ換算値及びＬｉのＬｉ_２ Ｏ換算値のうち少なくとも一つ以上の合計：０．５～６．５質量％、ＦｅのＦｅＯ換算値：０．５～８質量％、ＣａＯ：６質量％以下（０質量％を含む）、ＴｉＯ_２ ：８質量％以下（０質量％を含む）、水溶性ＳｉＯ_２ ：１．０質量％以下（０質量％を含む）、水溶性Ｎａ_２ Ｏ：１．０質量％以下（０質量％を含む）、水溶性Ｋ_２ Ｏ：０．８質量％以下（０質量％を含む）を含有し、Ｃ含有量が０．２質量％以下（０質量％を含む）であり、前記Ａｌ_２ Ｏ_３ 含有量を［Ａｌ_２ Ｏ_３ ］、前記ＭｇＯ含有量を［ＭｇＯ］、前記ＭｎのＭｎＯ換算値での含有量を［ＭｎＯ］としたとき、下記数式（Ｉ）を満たす組成にする。

Description

サブマージアーク溶接用フラックス

　本発明は、サブマージアーク溶接用フラックスに関する。

　サブマージアーク溶接に用いられるフラックスは、その形態から、溶融型フラックスと焼成型フラックスに大別される。溶融型フラックスは、種々の原料を電気炉などで溶解し、粉砕することにより製造される。一方、焼成型フラックスは、種々の原料をケイ酸アルカリなどのバインダにより結合し、造粒した後、焼成することにより製造される。

　また、焼成型フラックスは、焼成温度によって分類され、一般に、４００℃以上６００℃未満で焼成したものを低温焼成型フラックス、６００～１２００℃で焼成したものを高温焼成型フラックスという。そして、低温焼成型フラックスでは、従来、溶接金属中への水素の拡散を低減するため、種々の検討がなされている（特許文献１～３参照）。例えば、特許文献１～３には、フラックス中の炭酸塩の比率を特定の範囲にすることにより、溶接時にＣＯ_２ ガスを発生させて、Ｈ_２ 分圧を低減する技術が開示されている。

　また、炭酸塩を使用せずに吸湿特性を改善するために、主にフラックス成分由来の特性値であるＡ値及びフラックスの比表面積の最大値を規定して、溶接金属中への水素量を低減する手法も提案されている（特許文献４参照）。一方、高温焼成型フラックスについては、例えば、塩基性酸化物、アルカリ金属フッ化物及び酸性酸化物などの種類とその含有量を特定することにより、拡散水素量を低減する技術が提案されている（特許文献５参照）。

特開昭４９－７０８３９号公報 特開昭５３－９５１４４号公報 特開昭５１－８７４４４号公報 特開平９－９９３９２号公報 特開昭６２－６８６９５号公報

　しかしながら、前述した焼成型フラックスにおける吸湿特性の改善技術及び拡散水素量の低減技術には、以下に示す問題点がある。先ず、特許文献１～３に記載されている炭酸塩を添加した低温焼成型フラックスは、直流式の溶接電源を用いると、フラックス消費量が増大し、交流式の溶接電源を用いた場合よりも一層炭酸塩の分解が促進され、溶接中にＣＯガス又はＣＯ_２ ガスが大量に発生することがある。したがって、ＣＯガス又はＣＯ_２ ガスの発生による、ビード表面の粗さ、ポックマークの発生、ビード外観及びビード形状に関して改善の余地がある。

　特許文献４に記載の技術では、水和性を示す指標であるＡ値において、ＭｎＯを水和性の成分として捉えているが、ＭｎＯは、他のフラックス成分との併用により非水和性の成分にもなり得る。また、特許文献４に記載の技術では、比表面積の低下を図っているが、フラックスの比表面積は、溶接時のスラグのシールド性に大きく影響を与える。具体的には、フラックスの比表面積を低下させると、スラグのシールド性が損なわれて溶接金属中の窒素量が上昇し、溶接金属の靭性が劣化する。

　一方、高温焼成型フラックスに関する特許文献５に記載の技術は、交流式の溶接電源への対応を主目的としてフラックス成分が設計されており、直流式の溶接電源使用時に最も懸念される溶接作業性の劣化については考慮されていない。即ち、特許文献５に記載のフラックスは、溶接電源に直流式を用いると、交流式を用いた場合と同等の効果は得られない。

　そこで、本発明は、溶接電源が交流式及び直流式のいずれであっても、溶接作業性が良好であり、また、フラックスの吸湿量及び溶接金属中の拡散性水素量を低減することが可能なサブマージアーク溶接用フラックスを提供することを課題とする。

　本発明に係るサブマージアーク溶接用フラックスは、Ａｌ_２ Ｏ_３ ：１５～３５質量％、ＳｉＯ_２ ：１０～３０質量％、ＭｇＯ：１０～２５質量％、ＦのＣａＦ_２ 換算値：１０～２５質量％、ＭｎのＭｎＯ換算値：３～２０質量％、ＮａのＮａ_２ Ｏ換算値、ＫのＫ_２ Ｏ換算値及びＬｉのＬｉ_２ Ｏ換算値のうち少なくとも一つ以上の合計：０．５～６．５質量％、ＦｅのＦｅＯ換算値：０．５～８質量％、ＣａＯ：６質量％以下（０質量％を含む）、ＴｉＯ_２ ：８質量％以下（０質量％を含む）、水溶性ＳｉＯ_２ ：１．０質量％以下（０質量％を含む）、水溶性Ｎａ_２ Ｏ：１．０質量％以下（０質量％を含む）、水溶性Ｋ_２ Ｏ：０．８質量％以下（０質量％を含む）を含有し、Ｃ含有量が０．２質量％以下（０質量％を含む）であり、前記Ａｌ_２ Ｏ_３ 含有量を［Ａｌ_２ Ｏ_３ ］、前記ＭｇＯ含有量を［ＭｇＯ］、前記ＭｎのＭｎＯ換算値での含有量を［ＭｎＯ］としたとき、下記数式（Ｉ）を満たすことを特徴とする。

　このような構成によれば、フラックスは、所定成分を所定量含有し、かつ数式（Ｉ）を満たすことで、溶接電源が交流式及び直流式のいずれであっても、溶接作業性が良好となる。また、フラックスの吸湿量及び溶接金属中の拡散性水素量が低減する。
　なお、本願での溶接作業性とは、ビード外観及びビード形状の良否、スラグ剥離性、アーク安定性並びに溶接金属の耐欠陥性をいう。

　このサブマージアーク溶接用フラックスは、更に、水溶性Ｌｉ_２ Ｏ：０．３質量％以下（０質量％を含む）を含有することが好ましい。
　このような構成によれば、フラックスの吸湿特性が向上する。

　このサブマージアーク溶接用フラックスは、前記ＴｉＯ_２ 含有量を［ＴｉＯ_２ ］としたとき、下記数式（II）を満たすことが好ましい。

　このような構成によれば、前記した各成分を所定量とすることに併せて、より厳密に成分を制御することで、更に、溶接作業性が向上し、また溶接金属中の拡散性水素量が低減する。

　また、本発明のサブマージアーク溶接用フラックスは、例えば、８００℃以上で焼成されたものである。

　本発明によれば、各成分の含有量を特定すると共に、Ｍｇ含有量とＡｌ及びＭｎの総含有量との比を特定の範囲にしているため、溶接電源が交流式及び直流式のいずれであっても、溶接作業性が良好であり、また、フラックスの吸湿量及び溶接金属中の拡散性水素量を低減することが可能となる。

実施例の溶接試験で用いた試験片の開先形状を示す側面図である。

　以下、本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。

　本発明者は、前述した課題を解決するために、鋭意実験検討を行った結果、以下に示す知見を得た。直流式の溶接電源を用いる場合、スラグ剥離性を良好に保つため、フラックスのＳｉＯ_２ 量は極力低減すべきである。また、ＭｇＯについては、特許文献５に記載のフラックスと比較して添加量を多くしないと、スラグ剥離性を改善することはできない。

　そこで、本発明の実施形態に係るサブマージアーク溶接用フラックス（以下、単にフラックスともいう。）では、ＳｉＯ_２ 含有量を１０～３０質量％、ＭｇＯ含有量を１０～２５質量％にすると共に、水溶性ＳｉＯ_２ 含有量を１．０質量％以下としている。また、本実施形態のフラックスでは、Ａｌ_２ Ｏ_３ 含有量を［Ａｌ_２ Ｏ_３ ］、ＭｇＯ含有量を［ＭｇＯ］、ＭｎのＭｎＯ換算値での含有量を［ＭｎＯ］としたとき、下記数式（Ｉ）を満たすように、各成分を調整している。

　また、本実施形態のフラックスでは、Ａｌ_２ Ｏ_３ 含有量、ＦのＣａＦ_２ 換算値での含有量、ＭｎのＭｎＯ換算値での含有量、ＮａのＮａ_２ Ｏ換算値とＫのＫ_２ Ｏ換算値とＬｉのＬｉ_２ Ｏ換算値との合計の含有量、ＦｅのＦｅＯ換算値での含有量、ＣａＯ含有量、水溶性Ｎａ_２ Ｏ含有量及び水溶性Ｋ_２ Ｏ含有量を規定している。

　以下、本実施形態のフラックスにおける組成限定理由について説明する。なお、本実施形態のフラックスにおける各成分の含有量は、特に断りのない限り、ＪＩＳ Ｚ ３３５２：２０１０に規定される方法で定量した値を、酸化物又はフッ化物に換算した換算値である。また、各成分の含有量は、フラックス全体についての含有量である。

［Ａｌ_２ Ｏ_３ ：１５～３５質量％］
　Ａｌ_２ Ｏ_３ は、溶融スラグの粘性及び融点を調整する成分であり、溶接時のビード形状を良好にする効果がある。しかしながら、Ａｌ_２ Ｏ_３ 含有量が１５質量％未満の場合は、前述した効果が十分に得られず、また、Ａｌ_２ Ｏ_３ 含有量が３５質量％を超えると、溶融スラグの融点が上昇しすぎて、溶接時にビード形状の劣化を招く。よって、Ａｌ_２ Ｏ_３ 含有量は１５～３５質量％とする。

　Ａｌ_２ Ｏ_３ 含有量は、溶融スラグの粘性及び融点の調整の観点から、２０質量％以上とすることが好ましく、より好ましくは２３質量％以上である。また、溶融スラグの融点の観点からは、Ａｌ_２ Ｏ_３ 含有量は３０質量％以下とすることが好ましく、より好ましくは２８質量％以下である。これにより、ビード形状を更に良好にすることができる。

　なお、ここでいうＡｌ_２ Ｏ_３ 含有量は、ＪＩＳ Ｚ ３３５２：２０１０に規定される方法（例えばＪＩＳ Ｍ ８２２０：１９９５など）で分析して得たフラックスの全Ａｌ量を、Ａｌ_２ Ｏ_３ で換算した値である。この方法で測定した全Ａｌ量には、ＡｌＦ_３ などのＡｌ_２ Ｏ_３ 以外の成分が含まれることがあるが、これらの成分は微量であるため、Ａｌ_２ Ｏ_３ 含有量（全Ａｌ量のＡｌ_２ Ｏ_３ 換算値）が前述した範囲内であれば、前述したＡｌ_２ Ｏ_３ の効果には影響しない。

［ＳｉＯ_２ ：１０～３０質量％］
　ＳｉＯ_２ は、溶融スラグに適度の粘性を与えることによって、主にビード外観及びビード形状を良好にする効果がある。しかしながら、ＳｉＯ_２ 含有量が１０質量％未満の場合、前述した効果が十分に得られず、ビード外観及びビード形状が劣化する。また、ＳｉＯ_２ 含有量が３０質量％を超えると、スラグの粘性が過剰となり、スラグ剥離性が劣化すると共に、スラグの焼付きが激しくなる。よって、ＳｉＯ_２ 含有量は１０～３０質量％とする。

　ＳｉＯ_２ 含有量は、ビード外観及びビード形状の向上の観点から、１５質量％以上とすることが好ましく、より好ましくは１８質量％以上である。また、溶融スラグの粘性の適正化の観点から、ＳｉＯ_２ 含有量は２５質量％以下とすることが好ましく、より好ましくは２２質量％以下である。

　なお、ここでいうＳｉＯ_２ 含有量は、ＪＩＳ Ｚ ３３５２：２０１０に規定される方法（例えばＪＩＳ Ｍ ８２１４：１９９５など）で分析して得たフラックスの全Ｓｉ量を、ＳｉＯ_２ で換算した値である。この方法で測定した全Ｓｉ量には、Ｆｅ－Ｓｉなどの合金として添加されるＳｉなどＳｉＯ_２ 以外の成分が含まれているが、ＳｉＯ_２ 含有量（全Ｓｉ量のＳｉＯ_２ 換算値）が前述した範囲内であれば、前述したＳｉＯ_２ の効果には影響しない。

［ＭｇＯ：１０～２５質量％］
　ＭｇＯは、スラグ剥離性の向上に大きく寄与する成分であり、溶接電源の方式によらず、良好なスラグ剥離性を確保するために必須の成分である。しかしながら、ＭｇＯ含有量が１０質量％未満の場合、その効果が十分に得られず、また、２５質量％を超えると、ビード形状が劣化し、溶接電源の種別に依存してスラグ巻込み、融合不良、更にはアンダーカットなどの欠陥が発生しやすくなる。特に、交流式溶接電源においては、前述したスラグ巻き込み及び溶融不良などの溶接欠陥の発生が顕著になる。よって、ＭｇＯ含有量は１０～２５質量％とする。

　ＭｇＯ含有量は、スラグ剥離性向上の観点から、１３質量％以上とすることが好ましく、より好ましくは１５質量％以上である。また、欠陥発生の抑制の観点から、ＭｇＯ含有量は２３質量％以下とすることが好ましく、より好ましくは２１質量％以下である。

　なお、ここでいうＭｇＯ含有量は、ＪＩＳ Ｚ ３３５２：２０１０に規定される方法（例えばＪＩＳ Ｍ ８２２２：１９９７など）で分析して得たフラックスの全Ｍｇ量を、ＭｇＯで換算した値である。この方法で測定した全Ｍｇ量には、ＭｇＦ_２ などのＭｇＯ以外の成分が含まれることがあるが、これらの成分は微量であるため、ＭｇＯ含有量（全Ｍｇ量のＭｇＯ換算値）が前述した範囲内であれば、前述したＭｇＯの効果には影響しない。

［ＦのＣａＦ_２ 換算値：１０～２５質量％］
　ＣａＦ_２ などのフッ化物は、溶融スラグの電気伝導性及び流動性を高める効果があり、溶融スラグの高温粘性に影響を与える成分の１つである。この作用は、後述するＣａＯと同様に、その含有量に比例する。具体的には、Ｆ含有量（ＣａＦ_２ 換算値）が１０質量％未満の場合、前述した効果が十分に得られず、また、溶融スラグからＣＯガスの排出を促進し、耐ポックマーク性を改善する効果も期待できない。

　一方、Ｆ含有量（ＣａＦ_２ 換算値）が２５質量％を超えると、溶融スラグの流動性が高くなりすぎて、ビード形状が劣化する。よって、Ｆ含有量（ＣａＦ_２ 換算値）は１０～２５質量％とする。Ｆ含有量（ＣａＦ_２ 換算値）は、耐ポックマーク性向上の観点から、１３質量％以上が好ましく、より好ましくは１５質量％以上である。また、ビード形状向上の観点からは、Ｆ含有量（ＣａＦ_２ 換算値）は、２２質量％以下が好ましく、より好ましくは２０質量％以下である。

　なお、ここでいうＦ含有量は、ＪＩＳ Ｚ ３３５２：２０１０に規定される方法（例えばＪＩＳ Ｋ １４６８－２：１９９９など）で分析して得たフラックスの全Ｆ量を、ＣａＦ_２ で換算した値である。また、本実施形態のフラックスにおけるフッ化物成分は、主にＣａＦ_２ であり、その他にＡｌＦ_３ 又はＭｇＦ_２ などが含まれることがあるが、Ｆ含有量（全Ｆ量のＣａＦ_２ 換算値）が前述した範囲内であれば、前述したフッ化物の効果には影響しない。

［ＭｎのＭｎＯ換算値：３～２０質量％］
　Ｍｎは、溶融スラグの粘性及び凝固温度に影響を与えると共に、耐ポックマーク性改善に有効な成分であり、主に、ＭｎＯ、ＭｎＯ_２ 及びＭｎ_２ Ｏ_３ などの酸化物の形態で添加される。各種形態の中でも、特に一酸化マンガン（ＭｎＯ）の形態で添加すると、その有用性が発揮される。ただし、Ｍｎ含有量（ＭｎＯ換算値）が３質量％未満の場合、その効果が十分に発揮されず、また、２０質量％を超えると、スラグが脆くなってスラグ剥離性が劣化する。よって、Ｍｎ含有量（ＭｎＯ換算値）は、３～２０質量％とする。

　このＭｎ（ＭｎＯ換算値）は、耐ポックマーク性向上の観点から、６質量％以上が好ましく、より好ましくは８質量％以上である。また、スラグ剥離性向上の観点からは、Ｍｎ（ＭｎＯ換算値）は、１５質量％以下が好ましく、より好ましくは１２質量％以下である。なお、ここでいうＭｎ含有量は、ＪＩＳ Ｚ ３３５２：２０１０に規定される方法（例えばＪＩＳ Ｍ ８２３２：２００５など）で分析して得たフラックスの全Ｍｎ量を、ＭｎＯで換算した値である。

［ＮａのＮａ_２ Ｏ換算値、ＫのＫ_２ Ｏ換算値及びＬｉのＬｉ_２ Ｏ換算値のうち少なくとも一つ以上の合計：０．５～６．５質量％］
（すなわち、ＮａのＮａ_２ Ｏ換算値、ＫのＫ_２ Ｏ換算値及びＬｉのＬｉ_２ Ｏ換算値の合計：０．５～６．５質量％（Ｎａ、Ｋ及びＬｉのうち少なくとも一つ以上を含む））
　Ｎａ、Ｋ及びＬｉは、主に溶接時のアーク安定性とフラックスの吸湿特性に影響を与える成分であり、主に、Ｎａ_２ Ｏ、Ｋ_２ Ｏ及びＬｉ_２ Ｏなどの酸化物の形態で添加される。しかしながら、Ｎａ含有量（Ｎａ_２ Ｏ換算値）、Ｋ含有量（Ｋ_２ Ｏ換算値）及びＬｉ（Ｌｉ_２ Ｏ換算値）が合計で０．５質量％未満の場合、溶接時のアーク電圧が不安定となり、ビード外観及びビード形状が劣化する。

　一方、Ｎａ含有量（Ｎａ_２ Ｏ換算値）、Ｋ含有量（Ｋ_２ Ｏ換算値）及びＬｉ（Ｌｉ_２ Ｏ換算値）が合計で６．５質量％を超えると、フラックスの吸湿特性が劣化すると共に、アークが強くなりすぎて不安定となり、ビード外観及びビード形状が劣化する。よって、Ｎａ含有量（Ｎａ_２ Ｏ換算値）、Ｋ含有量（Ｋ_２ Ｏ換算値）及びＬｉ（Ｌｉ_２ Ｏ換算値）は、合計で０．５～６．５質量％とする。なお、本実施形態のフラックスは、Ｎａ、Ｋ及びＬｉのうち少なくとも一種類が添加されていればよい。

　Ｎａ含有量（Ｎａ_２ Ｏ換算値）、Ｋ含有量（Ｋ_２ Ｏ換算値）及びＬｉ（Ｌｉ_２ Ｏ換算値）は、アーク電圧の安定化の観点から、合計で１．５質量％以上であることが好ましく、より好ましくは２．０質量％以上である。また、フラックスの吸湿特性、アーク安定性の観点から、Ｎａ含有量（Ｎａ_２ Ｏ換算値）、Ｋ含有量（Ｋ_２ Ｏ換算値）及びＬｉ（Ｌｉ_２ Ｏ換算値）は、合計で５．５質量％以下であることが好ましく、より好ましくは４．５質量％以下である。

　なお、ここでいうＮａ含有量、Ｋ含有量及びＬｉ含有量は、ＪＩＳ Ｚ ３３５２：２０１０に規定される方法（例えばＪＩＳ Ｍ ８８５２：１９９８など）で分析して得たフラックスの全Ｎａ量、全Ｋ量及び全Ｌｉ量を、それぞれＮａＯ、Ｋ_２ Ｏ及びＬｉ_２ Ｏで換算した値である。また、本実施形態のフラックスにおけるＮａ成分、Ｋ成分及びＬｉ成分は、主にＮａ_２ Ｏ、Ｋ_２ Ｏ及びＬｉ_２ Ｏであるが、その他にＮａＡｌＳｉ_３ Ｏ_８、ＫＡｌＳｉ_３ Ｏ_８又はＬｉＡｌＳｉ_３ Ｏ_８ などが含まれることがある。
　また、ここでのＮａ、Ｋ及びＬｉは、鉱石原料及び水ガラスに由来するものである。

［ＦｅのＦｅＯ換算値：０．５～８質量％］
　Ｆｅは、脱酸現象を促進し、耐ポックマーク性を高める効果があり、主に、Ｆｅ－Ｓｉなどの金属粉の形態で添加される。前述した効果は、その存在量に比例し、Ｆｅ含有量（ＦｅＯ換算値）が０．５質量％未満の場合、特に溶接電源が直流式の場合に、十分な効果が得られない。一方、Ｆｅ含有量（ＦｅＯ換算値）が８質量％を超えると、スラグの凝固温度に影響を与え、ビード外観、ビード形状及びスラグ剥離が劣化する。よって、Ｆｅ含有量（ＦｅＯ換算値）は０．５～８質量％とする。

　Ｆｅ含有量（ＦｅＯ換算値）は、耐ポックマーク性の観点から、１質量％以上とすることが好ましく、より好ましくは２質量％以上である。また、スラグの凝固温度への影響を考慮すると、Ｆｅ含有量（ＦｅＯ換算値）は、６質量％以下であることが好ましく、より好ましくは４質量％以下である。

　なお、ここでいうＦｅ含有量は、ＪＩＳ Ｚ ３３５２：２０１０に規定される方法（例えばＪＩＳ Ｍ ８２０２：２０００など）で分析して得たフラックスの全Ｆｅ量を、ＦｅＯで換算した値であり、金属粉として添加されるＦｅ以外に、不可避的不純物として添加されるＦｅＯ、Ｆｅ_２ Ｏ_３ 及びＦｅ_３ Ｏ_４ などが含まれることがある。

［ＣａＯの換算値：６質量％以下（０質量％を含む）］
　ＣａＯは、スラグの塩基度を高めて溶接金属の清浄度を高めると共に、溶融スラグの流動性にも影響を与える成分であり、その存在量に比例して、前述した効果が発揮される。しかしながら、ＣａＯ含有量が６質量％を超えると、溶融スラグの流動性が過大となり、ビードの外観及び形状が劣化する。よって、ＣａＯ含有量は６質量％以下（０質量％を含む）に規制する。

　ＣａＯ含有量は、溶融スラグの流動性の観点から、４質量％以下であることが好ましく、より好ましくは３質量％以下である。また、溶接金属の清浄度向上の観点から、好ましくは０．５質量％以上である。

　なお、本実施形態のフラックスには、Ｃａ成分としてＣａＯ以外に、前述したＣａＦ_２が含まれる。このため、ここでいうＣａＯ含有量は、ＪＩＳ Ｚ ３３５２：２０１０に規定される方法で分析して得た全Ｃａ量及び全Ｆ量から求められる換算値である。従って、ＣａＦ_２ 量が多量の場合は、ＪＩＳ Ｚ ３３５２：２０１０に準拠すると、ＣａＯが０となる場合も存在する。

[水溶性ＳｉＯ_２ ：１．０質量％以下（０質量％を含む）]
　水溶性ＳｉＯ_２ は、フラックスの耐吸湿性の劣化防止と溶接金属の拡散性水素量の増加を抑制するため、焼結作業を実施した後で１．０質量％以下になるように規制する。水溶性ＳｉＯ_２ の含有量が１．０質量％を超えると、フラックスの耐吸湿性が劣化すると共に、溶接金属の拡散水素量が増加する。よって、水溶性ＳｉＯ_２ 含有量は１．０質量％以下（０質量％を含む）とする。

　水溶性ＳｉＯ_２ 含有量は、溶接作業性の観点から、０．０１質量％以上とすることが好ましく、より好ましくは０．１質量％以上である。また、耐吸湿性向上及び拡散水素量低減の観点から、０．８質量％以下であることが好ましく、より好ましくは０．６質量％以下である。

　この水溶性ＳｉＯ_２ は、主に水ガラスなどの結合剤に由来し、その量を低減するには、結合剤が難吸湿化する温度以上でフラックスを焼結することが有効である。具体的には、焼成温度を８００℃以上とすることが、特に好ましい。水溶性ＳｉＯ_２ の含有量は、主に、水ガラスの成分及び含有量と、焼成温度とを調整することで制御することができる。

　なお、フラックス中の水溶性ＳｉＯ_２ 量は、以下の方法により測定することができる。先ず、フラックスを振動ミルにて粒径３００μｍ以下に粉砕し、そこから測定用試料を約０．２ｇ採取する（ステップ１）。次に、石英製三角フラスコに、前述した試料と蒸留水１００ｍｌとを入れ、煮沸下で４時間、可溶性成分を抽出した（ステップ２）。その後、抽出液を１２時間以上放置した後、抽出液中の沈殿物及び浮遊物などを取り除き、吸光光度法にてＳｉを定量した（ステップ３）。

　なお、ここでいう水溶性ＳｉＯ_２ は、前述した方法で分析して得たフラックスの全Ｓｉ量を、ＳｉＯ_２ で換算した値であり、前述した全ＳｉＯ_２ とは区別して、その含有量を特定している。

[水溶性Ｎａ_２ Ｏ：１．０質量％以下（０質量％を含む）]
　水溶性Ｎａ_２ Ｏは、フラックスの耐吸湿性の劣化防止と溶接金属の拡散性水素量の増加を抑制するため、焼結作業を実施した後で１．０質量％以下になるように規制する。水溶性Ｎａ_２ Ｏの含有量が１．０質量％を超えると、フラックスの耐吸湿性が劣化すると共に、溶接金属の拡散水素量が増加する。よって、水溶性Ｎａ_２ Ｏ含有量は１．０質量％以下（０質量％を含む）とする。

　水溶性Ｎａ_２ Ｏ含有量は、溶接作業性の観点から、０．０１質量％以上とすることが好ましく、より好ましくは０．１質量％以上である。また、耐吸湿性向上及び拡散水素量低減の観点から、０．８質量％以下であることが好ましく、より好ましくは０．５質量％以下である。

　この水溶性Ｎａ_２ Ｏは、主に水ガラスなどの結合剤に由来し、その量を低減するには、結合剤が難吸湿化する温度以上でフラックスを焼結することが有効である。具体的には、焼成温度を８００℃以上とすることが、特に好ましい。水溶性Ｎａ_２ Ｏの含有量は、主に、水ガラスの成分及び含有量と、焼成温度とを調整することで制御することができる。

　なお、フラックス中の水溶性Ｎａ_２ Ｏ量は、前述した水溶性ＳｉＯ_２ 量の測定と同様に、吸光光度法にて定量することができる。
　なお、ここでいう水溶性Ｎａ_２ Ｏは、前述した方法で分析して得たフラックスの全Ｎａ量を、Ｎａ_２ Ｏで換算した値であり、前述した全Ｎａ_２ Ｏとは区別して、その含有量を特定している。

[水溶性Ｋ_２ Ｏ：０．８質量％以下（０質量％を含む）]
　本発明者は、水ガラスへの水溶性Ｋ_２ Ｏの適正量添加は、水ガラスの難吸湿化温度を低下させる効果を有することを見出した。すなわち、水溶性Ｋ_２ Ｏが適正量添加された水ガラスを用い、８００℃以上で焼結作業を実施したフラックスにおいて、水溶性Ｋ_２ Ｏの量が０．８質量％以下の管理範囲を満足する場合には、従来と比べてフラックスの耐吸湿性が大きく向上した。
　水溶性Ｋ_２ Ｏは、フラックスの耐吸湿性の劣化防止と溶接金属の拡散性水素量の増加を抑制するため、焼結作業を実施した後で０．８質量％以下（０質量％を含む）になるように規制する。水溶性Ｋ_２ Ｏの含有量が０．８質量％を超えると、フラックスの耐吸湿性が劣化すると共に、溶接金属の拡散水素量が増加する。よって、水溶性Ｋ_２ Ｏ含有量は０．８質量％以下とする。

　水溶性Ｋ_２ Ｏ含有量は、溶接作業性の観点から、０．０１質量％以上とすることが好ましく、より好ましくは０．１質量％以上である。また、耐吸湿性向上及び拡散水素量低減の観点から、０．６質量％以下であることが好ましく、より好ましくは０．４質量％以下である。

　この水溶性Ｋ_２ Ｏは、主に水ガラスなどの結合剤に由来し、その量を低減するには、結合剤が難吸湿化する温度以上でフラックスを焼結することが有効である。具体的には、焼成温度を８００℃以上とすることが、特に好ましい。水溶性Ｋ_２ Ｏの含有量は、主に、水ガラスの成分及び含有量と、焼成温度とを調整することで制御することができる。

　なお、フラックス中の水溶性Ｋ_２ Ｏ量は、前述した水溶性ＳｉＯ_２ 量の測定と同様に、吸光光度法にて定量することができる。
　なお、ここでいう水溶性Ｋ_２ Ｏは、前述した方法で分析して得たフラックスの全Ｋ量を、Ｋ_２ Ｏで換算した値であり、前述した全Ｋ_２ Ｏとは区別して、その含有量を特定している。

　本実施形態のフラックスは、前述した成分に加えて、水溶性Ｌｉ_２ Ｏを含有していてもよい。
［水溶性Ｌｉ_２ Ｏ：０．３質量％以下（０質量％を含む）］
　水溶性Ｌｉ_２ Ｏは、添加量に応じて吸湿特性を更に向上させる効果がある。ただし、焼結作業を実施した後で水溶性Ｌｉ_２ Ｏ含有量が０．３質量％を超えると、アーク安定性が劣化し、ビード外観及びビード形状が劣化する。よって、水溶性Ｌｉ_２ Ｏを添加する場合は、０．３質量％以下（０質量％を含む）とする。水溶性Ｌｉ_２ Ｏ含有量は、アーク安定性の向上並びにビード外観及びビード形状の向上の観点から、０．２質量％以下であることが好ましく、より好ましくは０．１５質量％以下である。また、吸湿特性の観点から、より好ましくは０．０５質量％以上である。

　この水溶性Ｌｉ_２ Ｏは、主に水ガラスなどの結合剤に由来し、その量を低減するには、結合剤が難吸湿化する温度以上でフラックスを焼結することが有効である。具体的には、焼成温度を８００℃以上とすることが、特に好ましい。水溶性Ｌｉ_２ Ｏの含有量は、主に、水ガラスの成分及び含有量と、焼成温度とを調整することで制御することができる。

　なお、フラックス中の水溶性Ｌｉ_２ Ｏ量は、前述した水溶性ＳｉＯ_２ 量の測定と同様に、吸光光度法にて定量することができる。
　なお、ここでいう水溶性Ｌｉ_２ Ｏは、前述した方法で分析して得たフラックスの全Ｌｉ量を、Ｌｉ_２ Ｏで換算した値であり、前述した全Ｌｉ_２ Ｏとは区別して、その含有量を特定している。

［［ＭｇＯ］／（［Ａｌ_２ Ｏ_３ ］＋［ＭｎＯ］）：０．２０～０．８０］
　ＭｇＯ、Ａｌ_２ Ｏ_３ 及びＭｎは、それぞれ個別にその含有量を規定しているが、本実施形態のフラックスでは、更に、ＭｇＯ含有量（質量％）とＡｌ_２ Ｏ_３ 含有量（質量％）及びＭｎ含有量（ＭｎＯ換算値）（質量％）の合計量との比（＝［ＭｇＯ］／（［Ａｌ_２ Ｏ_３ ］＋［ＭｎＯ］））も規定する。

　本発明者は、ＭｇＯを添加したフラックスの吸湿特性及び溶接作業性について種々実験研究した結果、ＭｇＯ含有量とＡｌ_２ Ｏ_３ 含有量及びＭｎ含有量（ＭｎＯ換算値）の合計量との比（＝［ＭｇＯ］／（［Ａｌ_２ Ｏ_３ ］＋［ＭｎＯ］））が、吸湿特性及び溶接作業性について大きな影響を及ぼすことを見出した。例えば、直流式の溶接電源を用いる場合は、交流式の溶接電源を用いる場合と比べて、フラックス消費量が増加する。このため、溶接金属中のＳｉが増加して、スラグ剥離性の劣化が顕著となるが、スラグ剥離性については、ＭｇＯの添加により改善することができる。

　しかしながら、ＭｇＯは、水和性に富んでいるため、フラックス中に添加すると、吸湿特性が劣化し、溶接金属中の拡散性水素量が増加する。一方、Ａｌ_２ Ｏ_３ 及びＭｎは、非水和性の成分であり、添加による吸湿特性の向上効果は著しい。中でも、Ｍｎは、Ａｌ_２Ｏ_３ と併用することにより、従来の知見とは異なり、フラックスの吸湿特性の向上をさせて、拡散性水素量の低減に寄与する効果を有していることがわかった。

　ただし、［ＭｇＯ］／（［Ａｌ_２ Ｏ_３ ］＋［ＭｎＯ］）が０．２０未満の場合、直流式の溶接電源にて溶接した場合に、スラグ剥離性が著しく劣化する。一方、［ＭｇＯ］／（［Ａｌ_２ Ｏ_３ ］＋［ＭｎＯ］）が０．８０を超えると、吸湿特性が劣化し、溶接金属中の拡散性水素量が増加する。よって、［ＭｇＯ］／（［Ａｌ_２ Ｏ_３ ］＋［ＭｎＯ］）が０．２０～０．８０となるように、各成分の添加量を調整する。これにより、吸湿特性の劣化を抑制することができる。

　［ＭｇＯ］／（［Ａｌ_２ Ｏ_３ ］＋［ＭｎＯ］）は、スラグ剥離性向上の観点から、０．３０以上とすることが好ましく、より好ましくは０．４０以上である。また、耐吸湿性向上及び拡散水素量低減の観点から、０．７０以下であることが好ましく、より好ましくは０．６０以下である。

［ＴｉＯ_２ ：８質量％以下（０質量％を含む）］
　本実施形態のフラックスは、前述した成分に加えて、ＴｉＯ_２ を含有していてもよい。ＴｉＯ_２ は、スラグ剥離性向上に有効な成分であり、ビード形状を良好に整える効果もある。また、ＴｉＯ_２ の一部は、溶接時の還元反応によりＴｉとなり、このＴｉは溶接金属中に添加されて、靭性向上に寄与する。

　前述した作用は、その存在量（ＴｉＯ_２ 含有量）に比例する。ただし、ＴｉＯ_２ 含有量の上限値が８質量％を超えると、ビード形状が劣化する。よって、ＴｉＯ_２ を添加する場合は、８質量％以下（０質量％を含む）とすることが必要である。ＴｉＯ_２ 含有量は、ビード形状の観点から、６質量％以下であることがより好ましく、更に好ましくは４質量％以下である。またＴｉＯ_２ 含有量の下限値は、特に限定されるものではないが、スラグ剥離性及びビード形状の観点から、１質量％以上であることが好ましい。

　また、フラックスにＴｉＯ_２ が添加されている場合は、下記数式（II）を満たすことが好ましい。これにより、直流式の溶接電源での溶接作業性を更に向上できると共に、溶接金属中の拡散水素量を低減する効果を高めることができる。なお、下記数式（II）における［ＴｉＯ_２ ］は、ＴｉＯ_２ 含有量（質量％）である。なお、下記数式（II）は、実験的に導き出したものである。

　前記数式（II）において、溶接作業性向上及び溶接金属中の拡散水素量の低減の観点から、０．２５以上とすることがより好ましく、更に好ましくは０．３５以上である。また、０．６５以下であることがより好ましく、更に好ましくは０．５５以下である。

　なお、ここでいうＴｉＯ_２ 含有量は、ＪＩＳ Ｚ ３３５２：２０１０に規定される方法（例えばＪＩＳ Ｍ ８２１９－１：２０１２など）で分析して得たフラックスの全Ｔｉ量を、ＴｉＯ_２ で換算した値である。

［Ｃ：０．２質量％以下（０質量％を含む）］
　Ｃは、フラックスの各原料に不純物として含まれる炭酸塩などに由来し、不可避的に導入される。一方、前述したように直流式の溶接電源を用いた場合、フラックスの消費量が増大し、交流式の溶接電源を用いた場合に比べて、炭酸塩の分解が一層促進される。このため、Ｃ含有量が微量であっても、溶接中にＣＯ又はＣＯ_２ ガスが大量に発生し、耐ポックマーク性の劣化並びにビードの外観及び形状の劣化を招くこととなる。よって、溶接作業性の劣化を防止するため、フラックス中のＣ量は、０．２質量％以下（０質量％を含む）に低減することが好ましい。

　Ｃ含有量は、特に耐ポックマーク性向上の観点から、０．１質量％以下に規制することが好ましく、より好ましくは０．０５質量％以下である。なお、耐ポックマーク性を良好に維持するためには、Ｃ含有量はできるだけ少ない方が好ましいが、０質量％とすることは困難なため、０．０１質量％を下限とすればよい。また、ここでいうＣ含有量は、ＪＩＳ Ｚ ２６１５：２００９に規定される方法で分析して得た値である。

［その他の成分］
　本実施形態のフラックスにおける上記以外の成分は、Ｚｒ、Ｂａ、Ｐ及びＳなどの不可避的不純物である。これらの不可避的不純物のうち、Ｚｒ及びＢａはそれぞれ１．０質量％以下に規制することが好ましく、特に溶接品質に影響するＰ及びＳはそれぞれ０．０５質量％以下に規制することが好ましい。また、Ｚｒ、Ｂａ、Ｐ及びＳは、合計で０．１質量％以下であることが好ましい。

［製造方法］
　本実施形態のフラックスを製造する場合は、例えば、前述した組成となるように原料粉を配合し、結合剤と共に混練した後、造粒し、焼成する。その際、結合剤（バインダ）としては、例えば、ポリビニルアルコール又は水ガラスを使用することができる。また、造粒法は、特に限定されるものではないが、転動式造粒機又は押し出し式造粒機などを用いる方法が好ましい。

　更に、造粒されたフラックスは、ダスト除去及び粗大粒の解砕などの整粒処理を行い、粒子径を２．５ｍｍ以下とすることが好ましい。一方、造粒後の焼成は、ロータリーキルン、定置式バッチ炉及びベルト式焼成炉などで行うことができる。その際の焼成温度は、例えば６００～１２００℃とすることができるが、前述したように結合剤を難吸湿化する観点から、８００℃以上とすることが好ましい。より好ましくは８３０℃以上である。また、好ましくは８５０℃以下である。なお、６００～１２００℃で焼成されたものが高温焼成型フラックスである。

　以上詳述したように、本実施形態のフラックスは、各成分の含有量を特定の範囲にすると共に、Ｍｇ含有量とＡｌ及びＭｎの総含有量との比が特定の範囲になるように、これらの成分の量を調整している。そのため、溶接電源が交流式及び直流式のいずれであっても、溶接作業性が良好であり、また、フラックスの吸湿量及び溶接金属中の拡散性水素量を低減することが可能となる。

　また、本実施形態のフラックスの成分組成は、高温焼成型フラックスとして好適であるが、溶融型フラックスとして適用しても、高温焼成型フラックスと同様の効果を得ることができる。

　以下、本発明の実施例及び比較例を挙げて、本発明の効果について具体的に説明する。本実施例においては、下記表１に示す鋼板及び表２に示すワイヤを使用し、図１に示す開先形状で、下記表３に示す溶接条件（Ａ又はＢ）により、サブマージアーク溶接での溶接試験を実施した。そして、下記表４に示す実施例のフラックス及び下記表５に示す比較例のフラックスについて、その性能を評価した。なお、本実施例では、下記表４及び表５に示す組成となるように原料を配合し、結合剤（水ガラス）と共に混練した後、造粒し、更にロータリーキルンを用いて下記表４及び表５に示す温度で焼成し、整粒することにより、粒子径が２．５ｍｍ以下のフラックスを得た。なお、表４及び５において、本発明の範囲を満たさないものは数値に下線を引いて示す。

　なお、上記表１に示す鋼板組成及び上記表２に示すワイヤ組成の残部は、Ｆｅ及び不可避的不純物である。また、上記表４及び表５に示す「Ｍ（Ｉ）」は［ＭｇＯ］／（［Ａｌ_２ Ｏ_３ ］＋［ＭｎＯ］）の値であり、「Ｍ（II）」は［ＭｇＯ］／（［Ａｌ_２ Ｏ_３ ］＋［ＭｎＯ］＋［ＴｉＯ_２ ］）の値である。

　実施例及び比較例の各フラックスの評価は、溶接金属中の拡散水素量、フラックスの吸湿量、ビード外観、ビード形状、スラグ剥離性、アーク安定性及び溶接欠陥（内在・外在）について行った。

＜拡散水素量＞
　溶接金属中の拡散水素量は、原則、ＪＩＳ Ｚ ３１１８：２００７に規定される方法に基づいて測定した。ただし、溶接条件は，表３の溶接条件Ａを採用した。本実施例では、拡散水素量が３．５ｍｌ／１００ｇ以下であったものを合格とした。

＜吸湿量＞
　吸湿量は、２時間の強制吸湿後の吸湿量により評価した。具体的には、５００～８５０μｍの粒子径を有するフラックスの再乾燥を２５０℃×１ｈｒ行った後、３０℃かつ相対湿度８０％の条件にて、２時間の強制吸湿をさせた際にフラックスが有する水分量をＫＦ（カールフィッシャー）法を用いて測定した。２時間の吸湿後のＫＦ水分量が５００ｐｐｍ以下のものを耐吸湿性が良好とした。

＜ビード外観＞
　ビード外観は、主にビードの波目及び光沢に関する評価であり、溶接部を目視観察することにより行った。その結果、ビードの波目に乱れがなくビードに金属光沢があるものを◎、単位溶接長（１ｍ）あたりにビード波目の乱れが１箇所でビードに金属光沢があるものを○、単位溶接長（１ｍ）あたりにビード波目の乱れが２～４箇所でビードに金属光沢がないものを△、単位溶接長（１ｍ）あたりにビード波目の乱れが５箇所以上ありビードに金属光沢がないものを×とした。そして、本実施例では、評価が◎又は○であったものを合格とした。

＜ビード形状＞
　ビード形状は、主にビードの凹凸及び母材へのなじみに関する評価であり、溶接部を目視観察することにより行った。その結果、ビード形状が、非常に良好であったものを◎、良好であったものを○、やや不良であったものを△、不良であったものを×とした。そして、本実施例では、評価が◎又は○であったものを合格とした。

＜スラグ剥離性＞
　スラグ剥離性は、スラグ除去の容易さ及び焼き付きの有無により評価した。具体的には、スラグが、自然剥離し、焼き付きがなかったものを◎、自然剥離するが、単位溶接長（１ｍ）あたり３箇所以下で焼き付きが発生したものを○、自然剥離せず、単位溶接長（１ｍ）あたり４～９箇所で焼き付きが発生したものを△、自然剥離せず、単位溶接長（１ｍ）あたり１０箇所以上で焼き付きが発生したものを×とした。そして、本実施例では、評価が◎又は○であったものを合格とした。

＜アーク安定性＞
　アーク安定性は、溶接時の電流及び電圧の振れにより評価した。具体的には、溶接電流が±５０Ａかつアーク電圧が±２Ｖであったものを◎、溶接電流が±１００Ａかつアーク電圧が±２Ｖであったものを○、溶接電流が±１００Ａかつアーク電圧が±４Ｖであったものを△、溶接困難であったものを×とした。そして、本実施例では、評価が◎又は○であったものを合格とした。

＜溶接欠陥＞
　溶接欠陥（内在）は、主に気孔欠陥、スラグ巻き込み及び融合不良などの溶接金属内部で発生する溶接欠陥に関する評価であり、これらの溶接欠陥の発生がなかったものを◎、単位溶接長（１ｍ）あたりの発生比率が０．５％以下であったものを○、単位溶接長（１ｍ）あたりの発生比率が０．５％を超え１．０％以下であったものを△、単位溶接長（１ｍ）あたりの発生比率が１．０％を超えていたものを×とした。そして、本実施例では、評価が◎又は○であったものを合格とした。
　なお、溶接欠陥（内在）の検出には、ＪＩＳ Ｚ ３１０４：１９９５に準拠して撮影したＸ線透過写真を使用した。溶接欠陥（内在）の評価における単位溶接長（１ｍ）あたりの発生比率とは、ＪＩＳ Ｚ ３１０４：１９９５に準拠して個々の欠陥（きず）の寸法（長さ）を測定して、欠陥（きず）の総長さを算出した後、試験部の有効長さで割り返し、単位溶接長あたりに換算したものである。

　一方、溶接欠陥（外在）は、主にアンダーカット及びポックマークなどの溶接金属表面で発生する溶接欠陥に関する評価であり、これらの溶接欠陥の発生がなかったものを◎、単位溶接長（１ｍ）あたりの発生比率が０．５％以下であったものを○、単位溶接長（１ｍ）あたりの発生比率が０．５％を超え１．０％以下であったものを△、単位溶接長（１ｍ）あたりの発生比率が１．０％を超えていたものを×とした。そして、本実施例では、評価が◎又は○であったものを合格とした。
　なお、溶接欠陥（外在）の検出は、目視により行った。溶接欠陥（外在）の評価における単位溶接長（１ｍ）あたりの発生比率とは、個々のアンダーカット及びポックマークなどの長さを目視で測定し、溶接欠陥（外在）の総長さを算出した後、溶接欠陥（内在）と同じ試験部の有効長さで割り返し、単位溶接長あたりに換算したものである。

　以上の評価結果を、下記表６及び表７にまとめて示す。なお、表６及び７において、溶接金属中の拡散水素量、及び、フラックスの吸湿量が評価基準を満たさないものは数値に下線を引いて示す。

　表６に示す実施例Ｎｏ．１～３６のフラックスは、本発明の範囲を満足するものであるため、ビード外観、ビード形状、スラグ剥離性及びアーク安定性に優れ、かつ溶接欠陥（内在・外在）の発生も見られなかった。また、フラックスの吸湿量及び溶接金属中の拡散性水素量が低かった。

　表７に示す比較例Ｎｏ．１のフラックスは、Ａｌ_２ Ｏ_３ 含有量が３５質量％を超えているため、ビード形状が劣っていた。比較例Ｎｏ．２のフラックスは、Ａｌ_２ Ｏ_３ 含有量が１５質量％未満であるため、ビード形状が劣っていた。比較例Ｎｏ．３のフラックスは、ＳｉＯ_２ 含有量が３０質量％を超えているため、スラグ剥離性が劣っていた。比較例Ｎｏ．４のフラックスは、ＳｉＯ_２ 含有量が１０質量％未満であるため、ビード外観及びビード形状が劣っていた。

　比較例Ｎｏ．５のフラックスは、ＭｇＯ含有量が２５質量％を超えているため、ビード形状が劣り、更に、溶接金属の内部及び表面において溶接欠陥が発生した。また、Ｍ（Ｉ）が０．８０を超えているため、溶接金属中の拡散水素量、及び、フラックスの吸湿量が増加した。比較例Ｎｏ．６のフラックスは、ＭｇＯ含有量が１０質量％未満であり、また、Ｍ（Ｉ）が０．２０未満であるため、焼き付きが発生し、スラグ剥離性が劣っていた。比較例Ｎｏ．７のフラックスは、Ｆ含有量が２５質量％を超えているため、ビード形状が劣っていた。比較例Ｎｏ．８のフラックスは、Ｆ含有量が１０質量％未満であるため、アンダーカット及びポックマークなどの溶接欠陥が発生した。

　比較例Ｎｏ．９のフラックスは、Ｍｎ含有量（ＭｎＯ換算値）が２０質量％を超えているため、焼き付きが発生し、スラグ剥離性が劣っていた。比較例Ｎｏ．１０のフラックスは、Ｍｎ含有量（ＭｎＯ換算値）が３質量％未満であるため、溶接金属表面にアンダーカット及びポックマークなどの溶接欠陥が発生した。比較例Ｎｏ．１１のフラックスは、Ｎａ含有量（Ｎａ_２ Ｏ換算値）とＫ含有量（Ｋ_２ Ｏ換算値）とＬｉ（Ｌｉ_２ Ｏ換算値）との合計量が０．５質量％未満であるため、アーク安定性が著しく低下し、併せてビード外観及びビード形状も劣化した。その結果、溶接が困難であった。比較例Ｎｏ．１２のフラックスは、Ｎａ含有量（Ｎａ_２ Ｏ換算値）とＫ含有量（Ｋ_２ Ｏ換算値）とＬｉ（Ｌｉ_２ Ｏ換算値）との合計量が６．５質量％を超えているため、アーク安定性が著しく劣化し、ビード外観及びビード形状が劣っていた。また、フラックスの吸湿量が増加した。

　比較例Ｎｏ．１３のフラックスは、Ｆｅ含有量（ＦｅＯ換算値）が０．５質量％未満であるため、溶接金属表面にアンダーカット及びポックマークなどの溶接欠陥が発生した。比較例Ｎｏ．１４のフラックスは、Ｆｅ含有量（ＦｅＯ換算値）が８質量％を超えているため、ビード外観及びビード形状が劣り、更に、スラグ剥離性も劣っていた。比較例Ｎｏ．１５のフラックスは、ＣａＯ含有量が６質量％を超えているため、ビード外観及びビード形状がいずれも劣っていた。

　比較例Ｎｏ．１６のフラックスは、水溶性ＳｉＯ_２ 含有量及び水溶性Ｎａ_２ Ｏの含有量が１．０質量％を超えているため、溶接金属中の拡散水素量、及び、フラックスの吸湿量が増加した。比較例Ｎｏ．１７のフラックスは、水溶性ＳｉＯ_２ 含有量が１．０質量％を超えているため、また、水溶性Ｋ_２ Ｏ含有量が０．８質量％を超えているため、溶接金属中の拡散水素量、及び、フラックスの吸湿量が増加した。比較例Ｎｏ．１８のフラックスは、水溶性ＳｉＯ_２ 含有量が１．０質量％を超えているため、また、水溶性Ｋ_２ Ｏ含有量が０．８質量％を超えているため、溶接金属中の拡散水素量、及び、フラックスの吸湿量が増加した。

　比較例Ｎｏ．１９のフラックスは、Ｍ（Ｉ）が０．８０を超えているため、溶接金属中の拡散水素量、及び、フラックスの吸湿量が増加した。比較例Ｎｏ．２０のフラックスは、Ｍ（Ｉ）が０．２０未満であるため、焼き付きが発生し、スラグ剥離性が劣っていた。比較例Ｎｏ．２１のフラックスは、８質量％を超えてＴｉＯ_２ を含有しているため、ビード形状が劣っていた。実施例Ｎｏ．２２のフラックスは、Ｃ含有量が０．２質量％を超えているため、溶接金属表面にポックマークが発生し、また、ビード外観及びビード形状が劣化した。

　以上の結果から、本発明のフラックスを用いることにより、溶接が交流式及び直流式のいずれの場合でも、溶接作業性を良好にし、かつフラックスの吸湿量及び溶接金属中の拡散性水素量を低減することが可能であることが確認された。

　本発明は、以下の態様を含む。
態様１：
　Ａｌ_２ Ｏ_３ ：１５～３５質量％、
　ＳｉＯ_２ ：１０～３０質量％、
　ＭｇＯ：１０～２５質量％、
　ＦのＣａＦ_２ 換算値：１０～２５質量％、
　ＭｎのＭｎＯ換算値：３～２０質量％、
　ＮａのＮａ_２ Ｏ換算値、ＫのＫ_２ Ｏ換算値及びＬｉのＬｉ_２ Ｏ換算値のうち少なくとも一つ以上の合計：０．５～６．５質量％、
　ＦｅのＦｅＯ換算値：０．５～８質量％、
　ＣａＯ：６質量％以下、
　水溶性ＳｉＯ_２ ：１．０質量％以下、
　水溶性Ｎａ_２ Ｏ：１．０質量％以下、
　水溶性Ｋ_２ Ｏ：０．８質量％以下を含有し、
　前記Ａｌ_２ Ｏ_３ 含有量を［Ａｌ_２ Ｏ_３ ］、前記ＭｇＯ含有量を［ＭｇＯ］、前記ＭｎのＭｎＯ換算値での含有量を［ＭｎＯ］としたとき、下記数式（Ｉ）を満たすことを特徴とするサブマージアーク溶接用フラックス。

態様２：
　更に、水溶性Ｌｉ_２ Ｏ：０．３質量％以下を含有することを特徴とする態様１に記載のサブマージアーク溶接用フラックス。

態様３：
　更に、ＴｉＯ_２ ：８質量％以下を含有することを特徴とする態様１又は２に記載のサブマージアーク溶接用フラックス。

態様４：
　前記ＴｉＯ_２ 含有量を［ＴｉＯ_２ ］としたとき、下記数式（II）を満たすことを特徴とする態様３に記載のサブマージアーク溶接用フラックス。

態様５：
　Ｃ含有量が０．２質量％以下であることを特徴とする態様１～４のいずれかに記載のサブマージアーク溶接用フラックス。

態様６：
　８００℃以上で焼成されたものであることを特徴とする態様１～５のいずれかに記載のサブマージアーク溶接用フラックス。

　本出願は、出願日が２０１５年２月２日である日本国特許出願、特願第２０１５－０１８８０３号を基礎出願とする優先権主張を伴う。特願第２０１５－０１８８０３号は参照することにより本明細書に取り込まれる。

Claims (4)

1. 　Ａｌ_２ Ｏ_３ ：１５～３５質量％、
   　ＳｉＯ_２ ：１０～３０質量％、
   　ＭｇＯ：１０～２５質量％、
   　ＦのＣａＦ_２ 換算値：１０～２５質量％、
   　ＭｎのＭｎＯ換算値：３～２０質量％、
   　ＮａのＮａ_２ Ｏ換算値、ＫのＫ_２ Ｏ換算値及びＬｉのＬｉ_２ Ｏ換算値のうち少なくとも一つ以上の合計：０．５～６．５質量％、
   　ＦｅのＦｅＯ換算値：０．５～８質量％、
   　ＣａＯ：６質量％以下（０質量％を含む）、
   　ＴｉＯ_２ ：８質量％以下（０質量％を含む）、
   　水溶性ＳｉＯ_２ ：１．０質量％以下（０質量％を含む）、
   　水溶性Ｎａ_２ Ｏ：１．０質量％以下（０質量％を含む）、
   　水溶性Ｋ_２ Ｏ：０．８質量％以下（０質量％を含む）を含有し、
   　Ｃ含有量が０．２質量％以下（０質量％を含む）であり、
   　前記Ａｌ_２ Ｏ_３ 含有量を［Ａｌ_２ Ｏ_３ ］、前記ＭｇＯ含有量を［ＭｇＯ］、前記ＭｎのＭｎＯ換算値での含有量を［ＭｎＯ］としたとき、下記数式（Ｉ）を満たすことを特徴とするサブマージアーク溶接用フラックス。
   

   
2. 　更に、水溶性Ｌｉ_２ Ｏ：０．３質量％以下（０質量％を含む）を含有することを特徴とする請求項１に記載のサブマージアーク溶接用フラックス。
3. 　前記ＴｉＯ_２ 含有量を［ＴｉＯ_２ ］としたとき、下記数式（II）を満たすことを特徴とする請求項１に記載のサブマージアーク溶接用フラックス。
   

   
4. 　８００℃以上で焼成されたものであることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のサブマージアーク溶接用フラックス。

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