ガスシールドアーク溶接用耐火材
【課題】ガスシールドアーク溶接において、使用するチタニヤ系フラックス入りワイヤの成分に限定されることなく、耐高温割れ性を向上させることができるガスシールドアーク溶接用耐火材を提供する。
【解決手段】ガスシールドアーク溶接用耐火材１は、チタニヤ系フラックス入りワイヤを用いたガスシールドアーク溶接に裏当て材として使用されるガスシールドアーク溶接用耐火材であって、耐火材全質量に対して、Ｎ（窒化物中のＮ）：０．００１〜０．１００質量％、ＳｉＯ２：３０〜６０質量％、Ａｌ２Ｏ３：１５〜４０質量％、ＭｇＯ：５〜２５質量％、を含有し、残部が不可避的不純物からなる。
【解決手段】ガスシールドアーク溶接用耐火材１は、チタニヤ系フラックス入りワイヤを用いたガスシールドアーク溶接に裏当て材として使用されるガスシールドアーク溶接用耐火材であって、耐火材全質量に対して、Ｎ（窒化物中のＮ）：０．００１〜０．１００質量％、ＳｉＯ２：３０〜６０質量％、Ａｌ２Ｏ３：１５〜４０質量％、ＭｇＯ：５〜２５質量％、を含有し、残部が不可避的不純物からなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チタニヤ系フラックス入りワイヤを用いたガスシールドアーク溶接に裏当て材として使用されるガスシールドアーク溶接用耐火材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
造船業界をはじめとする各種業界の溶接施工において、鋼板を片面（片側）のみから溶接する片面溶接が行われている。この片面溶接では、狭開先化に伴う溶接速度の向上や鋼板からの強い拘束力により初層溶接部分に発生する高温割れが問題視されている。
この溶接金属の高温割れの発生を抑制するために、以下のような溶接方法が提案されている。
【０００３】
例えば、耐高温割れ性を改善する方法として、溶接速度を下げ、溶接電流を低くする等の溶接手段を特定する方法（例えば、特許文献１）が提案されている。また、耐高温割れ性を改善する方法として、溶接金属中のＢ量、または、Ｓ量を低減させるといったＢ、Ｓ量を特定する方法（例えば、特許文献１）が提案されている。
【０００４】
しかし、前記の溶接手段を特定する方法によれば、溶接作業の時間を大幅に増大させてしまい、溶接効率を犠牲にすることとなる。また、前記の溶接金属中のＢ、Ｓ量を特定する方法によれば、Ｂ量を低減した場合は低温靭性が確保できなくなるといった問題が生じてしまい、一方、Ｓ量を低減しようとした場合は、Ｓ等の不純物元素の低減には限界があるといった障害が存在する。
【０００５】
そこで、前記のような問題を回避しつつ、耐高温割れ性を改善する方法として、所定の成分からなるフラックス入りワイヤと所定の成分からなる耐火材とを用いることを特徴とする以下のようなガスシールドアーク溶接方法が提案されている。
【０００６】
詳細には、特許文献２では、フラックス入りワイヤとして、ワイヤ全質量に対する各成分の質量比（質量％）が、Ｓｎ≦０．０１０質量％、Ｂ≦０．００５質量％、Ｂｉ＋Ｐｂ≦０．００５質量％、２．５≦Ｍｎ≦３．０質量％、７．０≦ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２＋ＳｉＯ２≦８．０質量％以下となるものを使用し、耐火材として、耐火材全質量に対する質量比（質量％）が、Ｐ≦０．１０質量％、Ｓ≦０．１０質量％となるものを使用するという技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５４−１３０４５２号公報
【特許文献２】特開２００３−３１１４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２に開示された技術は、ワイヤと耐火材の両方について、それぞれを構成する各成分を所定の範囲内とする必要があるとともに、各成分の所定の範囲が狭く限定された範囲となっている。よって、溶接金属の耐高温割れ性の向上という効果を得るためには、各成分が狭く限定された範囲に該当するワイヤと耐火材の両方を選別し使用する必要があった。
特に、ワイヤについては、チタニヤ系フラックス入りワイヤの中でも、７．０≦ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２＋ＳｉＯ２≦８．０質量％以下という極めて狭い成分範囲を満たすもののみに限られており、その条件を満たさないチタニヤ系フラックス入りワイヤを使用した場合については、溶接金属の耐高温割れ性の向上を確保することができなかった。
【０００９】
本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであり、その課題は、ガスシールドアーク溶接において、使用するチタニヤ系フラックス入りワイヤの成分に限定されることなく、溶接金属の耐高温割れ性を向上させることができるガスシールドアーク溶接用耐火材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、ＴｉＮが溶接金属の凝固組織の微細化に有効であることに着眼した。そして、耐火材中の成分を制御することで、溶接金属中にＴｉＮを生成させ耐高温割れ性を著しく改善させると同時に、良好なビード形状（アンダーカット、ブローホール、ピットのような欠陥が無いビード形状）を保持することができるという知見を得た。
【００１１】
すなわち、前記課題を解決するために、本発明に係るガスシールドアーク溶接用耐火材は、チタニヤ系フラックス入りワイヤを用いたガスシールドアーク溶接に裏当て材として使用されるガスシールドアーク溶接用耐火材であって、耐火材全質量に対して、Ｎ（窒化物中のＮ）：０．００１〜０．１００質量％、ＳｉＯ２：３０〜６０質量％、Ａｌ２Ｏ３：１５〜４０質量％、ＭｇＯ：５〜２５質量％、を含有し、残部が不可避的不純物からなることを特徴とする。
【００１２】
このように、本発明に係るガスシールドアーク溶接用耐火材は、所定量のＮ（窒化物中のＮ）を含有しているため、このＮとチタニヤ系フラックス入りワイヤ中のＴｉ源が反応することにより、溶接金属中に核生成促進に効果的であるＴｉＮが生成される。その結果、溶接金属の凝固組織が微細化し、溶接金属の耐高温割れ性を向上させることができる。
【００１３】
また、本発明に係るガスシールドアーク溶接用耐火材は、所定量のＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯを含有することにより、良好なビード形状（アンダーカット、ブローホール、ピットのような欠陥が無いビード形状）を保持することができる。
【００１４】
そして、本発明に係るガスシールドアーク溶接用耐火材は、より好ましい範囲として、前記Ｎ（窒化物中のＮ）が、０．００３〜０．０５０質量％、であることが好ましい。
このように、本発明に係るガスシールドアーク溶接用耐火材は、より好ましい量のＮを含有することにより、溶接金属中にＴｉＮが生成されることによる耐高温割れ性の向上を確保することができる。
【００１５】
そして、本発明に係るガスシールドアーク溶接用耐火材は、さらに、耐火材全質量に対して、ＴｉＯ２：５〜４０質量％を含有することが好ましい。
【００１６】
このように、本発明に係るガスシールドアーク溶接用耐火材は、所定量のＴｉＯ２を含有することにより、このＴｉＯ２が溶接金属凝固の核生成サイトとなるとともに、Ｎと反応することで確実に溶接金属中にＴｉＮが生成されることとなるため、溶接金属の耐高温割れ性の向上を確保することができる。
【００１７】
そして、本発明に係るガスシールドアーク溶接用耐火材は、より好ましい範囲として、前記ＴｉＯ２が、１０〜３０質量％であることが好ましい。
このように、本発明に係るガスシールドアーク溶接用耐火材は、より好ましい量のＴｉＯ２を含有することにより、溶接金属中にＴｉＮが生成されることによる耐高温割れ性の向上を確保することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るガスシールドアーク溶接用耐火材は、所定量のＮ（窒化物中のＮ）を含有しているため、このＮとチタニヤ系フラックス入りワイヤ中のＴｉが反応することにより、溶接金属中にＴｉＮが生成し、溶接金属の耐高温割れ性を向上させることができる。
また、所定量のＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯを含有することにより、良好なビード形状（アンダーカット、ブローホール、ピットのような欠陥が無いビード形状）を保持することができる。
さらに、本発明に係るガスシールドアーク溶接用耐火材によると、使用するワイヤがＴｉを含有すれば溶接金属中にＴｉＮを生成させることができる。よって、使用するワイヤがチタニヤ系フラックス入りワイヤであれば、特に成分に限定されることなく溶接金属の耐高温割れ性の向上という効果を得ることができる。したがって、新たにチタニヤ系フラックス入りワイヤを作製しなくとも、市販のチタニヤ系フラックス入りワイヤを使用することにより溶接金属の耐高温割れ性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るガスシールドアーク溶接用耐火材（裏当て材）の断面図である。
【図２】本発明に係るガスシールドアーク溶接用耐火材（裏当て材）をアルミテープ表面に並べた状態の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係るガスシールドアーク溶接用耐火材を実施するための形態について、詳細に説明する。
【００２１】
≪ガスシールドアーク溶接用耐火材≫
まず、本発明に係るガスシールドアーク溶接用耐火材（以下、適宜、耐火材という）について説明する。
【００２２】
本発明に係る耐火材は、チタニヤ系フラックス入りワイヤを用いたガスシールドアーク溶接に裏当て材として使用されるガスシールドアーク溶接用耐火材であって、所定量のＮ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯを含有し、残部が不可避的不純物からなる。
【００２３】
なお、本発明に係る耐火材（裏当て材）１の形状については特に限定されず、所定の厚さを有する略板形状であっても良いし、図１に示すように、溶接金属の裏ビード形状を良好にすべく上面に溝が形成されているものであっても良い。また、本発明に係る耐火材１を使用する際は、アルミテープ２に耐火材１を並べ（図２参照）、溶接母材の開先部分に対し、片面溶接を行う面とは反対側から貼り付けて使用すればよい。なお、溶接母材の長さに合わせて、アルミテープ２に並べる耐火材１の数を決定すればよい。
以下に、本発明に係る耐火材に含まれる各成分を数値限定した理由について説明する。
【００２４】
＜Ｎ（窒化物中のＮ）：０．００１〜０．１００質量％＞
Ｎを耐火材に含有させることにより、耐火材から初層溶接金属に間接的にＮを添加することとなり、このＮがチタニヤ系フラックス入りワイヤ中のＴｉと反応することにより、核生成促進に効果的であるＴｉＮが育成される。その結果、溶接金属の凝固組織が微細化し、溶接金属の耐高温割れ性が向上する。Ｎ（窒化物中のＮ）量が０．００１質量％未満では、上記効果が十分に得られず、Ｎ（窒化物中のＮ）量が０．１００質量％を超えると、溶接金属にブローホールの発生が確認される。したがって、Ｎ（窒化物中のＮ）量は、０．００１〜０．１００質量％とする。
ここで、Ｎ（窒化物中のＮ）とは、窒化物全体を示すものではなく、窒化物の中のＮのみを示すものである。そして、この窒化物とは、例えば、Ｎ−Ｃｒ、Ｆｅ−Ｎ−Ｃｒ、Ｎ−Ｓｉ、Ｎ−Ｍｎ、Ｎ−Ｔｉ、Ｎ−Al等である。
【００２５】
＜ＳｉＯ２：３０〜６０質量％＞
ＳｉＯ２は、耐火材の主構成成分である。ＳｉＯ２量が３０質量％未満では熱衝撃性に劣るため裏ビードが出すぎてしまい、ＳｉＯ２量が６０質量％を超えると生成スラグの流動性が過大となり、均一な裏ビードが劣化してしまう。したがって、ＳｉＯ２量は３０〜６０質量％とする。
なお、ＳｉＯ２源としては、シリカ、ろう石、シャモット、コージライト、ムライト等を使用すればよい。
【００２６】
＜Ａｌ２Ｏ３：１５〜４０質量％＞
Ａｌ２Ｏ３は、耐火材の融点を高め、かつ生成スラグの粘性を高めて裏ビード形状を整える上で不可欠の成分である。Ａｌ２Ｏ３量が１５質量％未満では熱衝撃性に劣り上記特性が発現せず、Ａｌ２Ｏ３量が４０質量％を超えると耐火性が上がり過ぎるため裏ビードが劣化し、生成スラグの粘性が過大となることでガス抜けが悪くなりピットやブローホール等の欠陥が生じ易くなる。したがって、Ａｌ２Ｏ３量は１５〜４０質量％とする。
なお、Ａｌ２Ｏ３源としては、アルミナ、長石、マイカ、シャモット、コージライト、ムライト、ろう石等を使用すればよい。
【００２７】
＜ＭｇＯ：５〜２５質量％＞
ＭｇＯは、耐火性調整材としての機能を有するとともに、他スラグ剥離性を改善する効果を有する成分である。この効果を発現させるには耐火材にＭｇＯを５質量％以上含有させる必要がある。しかし、ＭｇＯ量が２５質量％を越えると耐火度が上がりすぎて生成スラグの粘性が過大となり、ガス抜けが悪くなり、ピットやブローホール等の欠陥が生じ易くなる。したがって、ＭｇＯ量は５〜２５質量％とする。
なお、ＭｇＯ源としては、マグネシア、タルク、ドロマイト、スピネル、フォルステライト等を使用すればよい。
【００２８】
＜不可避的不純物＞
残部の不可避的不純物としては、Ｐ、Ｓ、Ｗ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｖ等が挙げられ、本発明の効果を妨げない範囲で含有することが許容される。Ｐ量は０．１質量％以下が好ましく、Ｓ量は０．１質量％以下が好ましく、Ｗ量は１．０質量％以下が好ましく、Ｔａ量は０．１質量％以下が好ましく、Ｃｒ量は０．５質量％以下が好ましく、Ｃｕ量は１．０質量％以下が好ましく、Ｎｂ量は０．１質量％以下が好ましく、Ｖ量は０．１質量％以下が好ましい。Ｐ、Ｓが上限値を超えると、耐高温割れ性が劣化し、Ｗ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｖが上記値を超えると、溶接金属の強度が大きくなり、靭性が低下するからである。
【００２９】
また、前記耐火材の成分に加えて、所定量のＴｉＯ２を、さらに含有することが好ましい。
＜ＴｉＯ２：５〜４０質量％＞
ＴｉＯ２を耐火材に含有させることにより、耐火材から初層溶接金属に間接的にＴｉＯ２を添加することとなり、このＴｉＯ２が溶接金属凝固の核生成サイトとなるとともに、溶接中にＮと反応することでＴｉＮを形成する。その結果、溶接金属の凝固組織が一層微細化し、溶接金属の耐高温割れ性が向上する。ＴｉＯ２量が５％未満では上記効果が十分ではなく、ＴｉＯ２量が４０％を超えると、耐火性が上がり過ぎるため裏ビードが出にくく、生成スラグの粘性が過大となることでガス抜けが悪くなり、ピットやブローホール等の欠陥が生じ易くなる。したがって、ＴｉＯ２を耐火材に含有させる場合は、ＴｉＯ２量は５〜４０質量％とするのが好ましい。
なお、ＴｉＯ２源としては、例えばルチール等を使用すればよい。
【００３０】
また、前記耐火材に含有するＮ(窒化物中のＮ)、ＴｉＯ２のうち少なくとも１つが、下記量であることが好ましい。
＜Ｎ(窒化物中のＮ)：０．００３〜０．０５０質量％、ＴｉＯ２：１０〜３０質量％＞
Ｎ(窒化物中のＮ)が０．００３〜０．０５０質量％、ＴｉＯ２が１０〜３０質量％、のうち少なくとも１つを満たすことで、十分な量のＴｉＮを溶接金属中に生成させることができる。その結果、溶接金属の凝固組織が微細化し、溶接金属の耐高温割れ性の向上を確保することができるからである。
【００３１】
次に、本発明を実施する際に使用するチタニヤ系フラックス入りワイヤ、および溶接母材について説明する。
≪チタニヤ系フラックス入りワイヤ≫
チタニヤ系フラックス入りワイヤとは、ＴｉＯ２を含んだフラックス入りワイヤである。Ｔｉ源を含有しているものであれば、耐火材のＮと反応することにより、溶接金属中にＴｉＮが形成されるため、溶接金属の耐高温割れ性を向上させることができる。よって、使用するワイヤはチタニヤ系フラックス入りワイヤであれば、溶接金属の耐高温割れ性の向上という効果を得ることができるため、その他の組成については、特に限定されない。例えば、ＪＩＳ Ｚ３３１３ Ｔ４９Ｊ０Ｔ１−１ＣＡ−Ｕの規格分類のもの等を用いることができる。
【００３２】
チタニヤ系フラックス入りワイヤのフラックス充填率は、特に限定されず、ワイヤの生産性、例えば成型および伸線時の断線等を考慮して適宜設定することができる。また、チタニヤ系フラックス入りワイヤの断面形状は特に限定されず、例えば、合わせ目はあっても無くても良い。
【００３３】
≪溶接母材≫
溶接母材の組成は特に限定されないが、例えば、下記の表1に化学成分例を示すようなＪＩＳ Ｇ３１０６ ＳＭ４００Ａ〜Ｃ鋼等を用いることができる。
【００３４】
【表１】
【００３５】
次に、本発明に係るガスシールドアーク溶接用耐火材を製造する方法、およびガスシールドアーク溶接について説明する。
≪ガスシールドアーク溶接用耐火材の製造方法≫
耐火材の製造方法については、特に限定されない。例えば、原料粉末を配合し、粘結剤を添加し混錬したものをプレス成形する。そして、プレス成形したものを乾燥させた後、窒化物に適する焼成方法を行い、耐火材を製造すればよい。
【００３６】
≪ガスシールドアーク溶接≫
溶接方法に関しては、溶接効率等を考慮すると、ガスシールドアーク溶接を行うことが好ましい。
ガスシールドアーク溶接の方法は、特に限定されず、通常用いられる方法を採用することができる。例えば、シールドガスとしては、１００％ＣＯ２ガスの他、ＡｒガスとＣＯ２ガスとの混合ガス、ＡｒガスとＯ２ガスとの混合ガス、ＡｒガスとＣＯ２ガスとＯ２ガスとの３種類の混合ガス等が用いられる。
ただし、本発明に用いられる溶接方法は、上記のガスシールドアーク溶接法のみに限定されず、例えば、被覆アーク溶接法、ティグ溶接、サブマージアーク溶接法等のいずれの溶接法にも適用可能である。
【００３７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更可能である。
【実施例】
【００３８】
以下、本発明に係るガスシールドアーク溶接用耐火材について、本発明の要件を満たす実施例（Ｎｏ．１〜４２）と、本発明の要件を満たさない比較例（Ｎｏ．４３〜６０）と、を対比して具体的に説明する。
【００３９】
耐火材は、原料粉末を配合し、粘結剤を添加し混錬したものをプレス成形し乾燥させた後、窒化物に適する焼成方法を行い作製した。
前記方法により、表２に示す本発明の要件を満たす耐火材（耐火材Ｎｏ．１〜２１）と、表３に示す本発明の要件を満たさない耐火材（耐火材Ｎｏ．２２〜３０）を作製した。
【００４０】
【表２】
【００４１】
【表３】
【００４２】
表４に示すチタニヤ系フラックス入りワイヤ（ＪＩＳ Ｚ３３１３ Ｔ４９Ｊ０Ｔ１−１ＣＡ−Ｕの規格分類のもの）を用い、ＪＩＳ Ｇ３１０６ ＳＭ４００Ｂ鋼（Ｃ：０．１２質量％、Ｓｉ：０．２質量％、Ｍｎ：１．１質量％、Ｐ：０．００８質量％、Ｓ：０．００３質量％を含有し、残部はＦｅおよび不可避的不純物）からなる溶接母材を、表２、３に示す耐火材を用いて、表５に示す溶接条件で片面溶接（下向突合せ溶接）した。
【００４３】
【表４】
【００４４】
【表５】
【００４５】
（耐高温割れ性）
溶接終了後、初層溶接部（クレータ部を除く）について、Ｘ線透過試験（ＪＩＳ Ｚ ３１０４）にて、内部割れの有無を確認し、割れ発生部分のトータル長さを測定し、割れ率を算出した。ここで、割れ率は、割れ率Ｗ＝（割れ発生部分のトータル長さ）／（初層溶接部長さ（クレータ部を除く））×１００により算出される。その割れ率で耐高温割れ性を評価した。
なお、評価基準は、溶接電流２４０Ａで割れ率０％かつ溶接電流２６０Ａで割れ率０％の場合を「より一層優れている：◎」とし、溶接電流２４０Ａで割れ率０％かつ溶接電流２６０Ａで割れ率５％以下の場合を「優れている：○〜◎」とし、溶接電流２４０Ａで割れ率０％かつ溶接電流２６０Ａで割れ率５％超の場合を「良好である：○」とし、溶接電流２４０Ａで割れ有りかつ溶接電流２６０Ａで割れ有りの場合を「劣っている：×」とした。
【００４６】
（ビード形状）
溶接終了後、初層溶接部（クレータ部を除く）について、ビード形状の評価を実施（目視による観察）した。裏面ビード形状が欠陥なしの場合は「良好である：○」とし、アンダーカット、ピット、ブローホール等の欠陥が生じた場合は「劣っている：×」とした。
【００４７】
（総合評価）
総合評価の評価基準は、前記評価項目のうち、耐高温割れ性が「◎」であり、ビード形状が「○」である場合を、「より一層優れている：◎」とし、耐高温割れ性が「○〜◎」であり、ビード形状が「○」である場合を、「優れている：○〜◎」とし、耐高温割れ性が「○」であり、ビード形状が「○」である場合を、「良好である：○」とし、前記評価項目の少なくとも１つが「×」の場合を、「劣っている：×」とした。
【００４８】
【表６】
【００４９】
【表７】
【００５０】
表６に示すように、実施例Ｎｏ．１〜４２は、本発明の範囲を満足するため、耐高温割れ性、ビード形状の全てにおいて「良好である」以上の結果となった。特に、ＴｉＯ２を所定量含有する耐火材Ｎｏ．１５を使用した実施例Ｎｏ．１５、３６は、耐高温割れ性の評価が「優れている」という結果となった。また、ＴｉＯ２を所定量含有するとともに、Ｎ量、ＴｉＯ２量のいずれかが最適な範囲内であった耐火材Ｎｏ．１６、１７、１８、１９、２０を使用した実施例Ｎｏ．１６、１７、１８、１９、２０、３７、３８、３９、４０、４１は、耐高温割れ性の評価が「優れている」という結果となった。さらに、Ｎ量、ＴｉＯ２量が共に最適な範囲内であった耐火材Ｎｏ．２１を使用した実施例Ｎｏ．２１、４２は耐高温割れ性の評価が「より一層優れている」という結果となった。
一方、表７に示すように、比較例Ｎｏ．４３〜６０は、本発明の規定するいずれかの要件を満たさないため、良好な結果とならなかった。
【００５１】
具体的には、比較例Ｎｏ．４３、５２は、耐火材のＮ量が下限値未満であったため、耐高温割れ性が劣っていた。一方、比較例Ｎｏ．４４、５３は、耐火材のＮ量が上限値を超えていたため、ブローホールが発生してしまい、溶接を中止せざるを得なかった。
【００５２】
比較例Ｎｏ．４５、５４は、耐火材のＳｉＯ２量が下限値未満であったため、溶接中に耐火材が割れてしまった。一方、比較例Ｎｏ．４６、５５は、耐火材のＳｉＯ２量が上限値を超えていたため、アンダーカットが生じてしまいビード形状が劣っていた。
【００５３】
比較例Ｎｏ．４７、５６は、耐火材のＡｌ２Ｏ３量が下限値未満であったため、溶接中に耐火材が割れてしまった。一方、比較例Ｎｏ．４８、５７は、耐火材のＡｌ２Ｏ３量が上限値を超えていたため、アンダーカットとピットが生じてしまいビード形状が劣っていた。
【００５４】
比較例Ｎｏ．４９、５８は、耐火材のＭｇＯ量が下限値未満であったため、溶接中に耐火材が割れてしまった。一方、比較例Ｎｏ．５０、５９は、耐火材のＭｇＯ量が上限値を超えていたため、アンダーカットとピットが生じてしまいビード形状が劣っていた。
【００５５】
比較例Ｎｏ．５１、６０は、耐火材のＴｉＯ２量が上限値を超えていたため、アンダーカットとピットが生じてしまいビード形状が劣っていた。
【００５６】
以上の結果から、本発明の要件を満たす実施例（Ｎｏ．１〜４２）は、本発明の要件を満たさない比較例（Ｎｏ．４３〜６０）と比べて、総合評価（耐高温割れ性・ビード形状）において優れていることが確認された。
また、本発明に係る耐火材を用いると、成分の異なるチタニヤ系フラックス入りワイヤ（ワイヤＮｏ．１、２）を使用した場合であっても、耐高温割れ性とビード形状について同じように良好な結果が得られることがわかった。
【符号の説明】
【００５７】
１ 耐火材（裏当て材）
２ アルミテープ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チタニヤ系フラックス入りワイヤを用いたガスシールドアーク溶接に裏当て材として使用されるガスシールドアーク溶接用耐火材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
造船業界をはじめとする各種業界の溶接施工において、鋼板を片面（片側）のみから溶接する片面溶接が行われている。この片面溶接では、狭開先化に伴う溶接速度の向上や鋼板からの強い拘束力により初層溶接部分に発生する高温割れが問題視されている。
この溶接金属の高温割れの発生を抑制するために、以下のような溶接方法が提案されている。
【０００３】
例えば、耐高温割れ性を改善する方法として、溶接速度を下げ、溶接電流を低くする等の溶接手段を特定する方法（例えば、特許文献１）が提案されている。また、耐高温割れ性を改善する方法として、溶接金属中のＢ量、または、Ｓ量を低減させるといったＢ、Ｓ量を特定する方法（例えば、特許文献１）が提案されている。
【０００４】
しかし、前記の溶接手段を特定する方法によれば、溶接作業の時間を大幅に増大させてしまい、溶接効率を犠牲にすることとなる。また、前記の溶接金属中のＢ、Ｓ量を特定する方法によれば、Ｂ量を低減した場合は低温靭性が確保できなくなるといった問題が生じてしまい、一方、Ｓ量を低減しようとした場合は、Ｓ等の不純物元素の低減には限界があるといった障害が存在する。
【０００５】
そこで、前記のような問題を回避しつつ、耐高温割れ性を改善する方法として、所定の成分からなるフラックス入りワイヤと所定の成分からなる耐火材とを用いることを特徴とする以下のようなガスシールドアーク溶接方法が提案されている。
【０００６】
詳細には、特許文献２では、フラックス入りワイヤとして、ワイヤ全質量に対する各成分の質量比（質量％）が、Ｓｎ≦０．０１０質量％、Ｂ≦０．００５質量％、Ｂｉ＋Ｐｂ≦０．００５質量％、２．５≦Ｍｎ≦３．０質量％、７．０≦ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２＋ＳｉＯ２≦８．０質量％以下となるものを使用し、耐火材として、耐火材全質量に対する質量比（質量％）が、Ｐ≦０．１０質量％、Ｓ≦０．１０質量％となるものを使用するという技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５４−１３０４５２号公報
【特許文献２】特開２００３−３１１４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２に開示された技術は、ワイヤと耐火材の両方について、それぞれを構成する各成分を所定の範囲内とする必要があるとともに、各成分の所定の範囲が狭く限定された範囲となっている。よって、溶接金属の耐高温割れ性の向上という効果を得るためには、各成分が狭く限定された範囲に該当するワイヤと耐火材の両方を選別し使用する必要があった。
特に、ワイヤについては、チタニヤ系フラックス入りワイヤの中でも、７．０≦ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２＋ＳｉＯ２≦８．０質量％以下という極めて狭い成分範囲を満たすもののみに限られており、その条件を満たさないチタニヤ系フラックス入りワイヤを使用した場合については、溶接金属の耐高温割れ性の向上を確保することができなかった。
【０００９】
本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであり、その課題は、ガスシールドアーク溶接において、使用するチタニヤ系フラックス入りワイヤの成分に限定されることなく、溶接金属の耐高温割れ性を向上させることができるガスシールドアーク溶接用耐火材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、ＴｉＮが溶接金属の凝固組織の微細化に有効であることに着眼した。そして、耐火材中の成分を制御することで、溶接金属中にＴｉＮを生成させ耐高温割れ性を著しく改善させると同時に、良好なビード形状（アンダーカット、ブローホール、ピットのような欠陥が無いビード形状）を保持することができるという知見を得た。
【００１１】
すなわち、前記課題を解決するために、本発明に係るガスシールドアーク溶接用耐火材は、チタニヤ系フラックス入りワイヤを用いたガスシールドアーク溶接に裏当て材として使用されるガスシールドアーク溶接用耐火材であって、耐火材全質量に対して、Ｎ（窒化物中のＮ）：０．００１〜０．１００質量％、ＳｉＯ２：３０〜６０質量％、Ａｌ２Ｏ３：１５〜４０質量％、ＭｇＯ：５〜２５質量％、を含有し、残部が不可避的不純物からなることを特徴とする。
【００１２】
このように、本発明に係るガスシールドアーク溶接用耐火材は、所定量のＮ（窒化物中のＮ）を含有しているため、このＮとチタニヤ系フラックス入りワイヤ中のＴｉ源が反応することにより、溶接金属中に核生成促進に効果的であるＴｉＮが生成される。その結果、溶接金属の凝固組織が微細化し、溶接金属の耐高温割れ性を向上させることができる。
【００１３】
また、本発明に係るガスシールドアーク溶接用耐火材は、所定量のＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯを含有することにより、良好なビード形状（アンダーカット、ブローホール、ピットのような欠陥が無いビード形状）を保持することができる。
【００１４】
そして、本発明に係るガスシールドアーク溶接用耐火材は、より好ましい範囲として、前記Ｎ（窒化物中のＮ）が、０．００３〜０．０５０質量％、であることが好ましい。
このように、本発明に係るガスシールドアーク溶接用耐火材は、より好ましい量のＮを含有することにより、溶接金属中にＴｉＮが生成されることによる耐高温割れ性の向上を確保することができる。
【００１５】
そして、本発明に係るガスシールドアーク溶接用耐火材は、さらに、耐火材全質量に対して、ＴｉＯ２：５〜４０質量％を含有することが好ましい。
【００１６】
このように、本発明に係るガスシールドアーク溶接用耐火材は、所定量のＴｉＯ２を含有することにより、このＴｉＯ２が溶接金属凝固の核生成サイトとなるとともに、Ｎと反応することで確実に溶接金属中にＴｉＮが生成されることとなるため、溶接金属の耐高温割れ性の向上を確保することができる。
【００１７】
そして、本発明に係るガスシールドアーク溶接用耐火材は、より好ましい範囲として、前記ＴｉＯ２が、１０〜３０質量％であることが好ましい。
このように、本発明に係るガスシールドアーク溶接用耐火材は、より好ましい量のＴｉＯ２を含有することにより、溶接金属中にＴｉＮが生成されることによる耐高温割れ性の向上を確保することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るガスシールドアーク溶接用耐火材は、所定量のＮ（窒化物中のＮ）を含有しているため、このＮとチタニヤ系フラックス入りワイヤ中のＴｉが反応することにより、溶接金属中にＴｉＮが生成し、溶接金属の耐高温割れ性を向上させることができる。
また、所定量のＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯを含有することにより、良好なビード形状（アンダーカット、ブローホール、ピットのような欠陥が無いビード形状）を保持することができる。
さらに、本発明に係るガスシールドアーク溶接用耐火材によると、使用するワイヤがＴｉを含有すれば溶接金属中にＴｉＮを生成させることができる。よって、使用するワイヤがチタニヤ系フラックス入りワイヤであれば、特に成分に限定されることなく溶接金属の耐高温割れ性の向上という効果を得ることができる。したがって、新たにチタニヤ系フラックス入りワイヤを作製しなくとも、市販のチタニヤ系フラックス入りワイヤを使用することにより溶接金属の耐高温割れ性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るガスシールドアーク溶接用耐火材（裏当て材）の断面図である。
【図２】本発明に係るガスシールドアーク溶接用耐火材（裏当て材）をアルミテープ表面に並べた状態の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係るガスシールドアーク溶接用耐火材を実施するための形態について、詳細に説明する。
【００２１】
≪ガスシールドアーク溶接用耐火材≫
まず、本発明に係るガスシールドアーク溶接用耐火材（以下、適宜、耐火材という）について説明する。
【００２２】
本発明に係る耐火材は、チタニヤ系フラックス入りワイヤを用いたガスシールドアーク溶接に裏当て材として使用されるガスシールドアーク溶接用耐火材であって、所定量のＮ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯを含有し、残部が不可避的不純物からなる。
【００２３】
なお、本発明に係る耐火材（裏当て材）１の形状については特に限定されず、所定の厚さを有する略板形状であっても良いし、図１に示すように、溶接金属の裏ビード形状を良好にすべく上面に溝が形成されているものであっても良い。また、本発明に係る耐火材１を使用する際は、アルミテープ２に耐火材１を並べ（図２参照）、溶接母材の開先部分に対し、片面溶接を行う面とは反対側から貼り付けて使用すればよい。なお、溶接母材の長さに合わせて、アルミテープ２に並べる耐火材１の数を決定すればよい。
以下に、本発明に係る耐火材に含まれる各成分を数値限定した理由について説明する。
【００２４】
＜Ｎ（窒化物中のＮ）：０．００１〜０．１００質量％＞
Ｎを耐火材に含有させることにより、耐火材から初層溶接金属に間接的にＮを添加することとなり、このＮがチタニヤ系フラックス入りワイヤ中のＴｉと反応することにより、核生成促進に効果的であるＴｉＮが育成される。その結果、溶接金属の凝固組織が微細化し、溶接金属の耐高温割れ性が向上する。Ｎ（窒化物中のＮ）量が０．００１質量％未満では、上記効果が十分に得られず、Ｎ（窒化物中のＮ）量が０．１００質量％を超えると、溶接金属にブローホールの発生が確認される。したがって、Ｎ（窒化物中のＮ）量は、０．００１〜０．１００質量％とする。
ここで、Ｎ（窒化物中のＮ）とは、窒化物全体を示すものではなく、窒化物の中のＮのみを示すものである。そして、この窒化物とは、例えば、Ｎ−Ｃｒ、Ｆｅ−Ｎ−Ｃｒ、Ｎ−Ｓｉ、Ｎ−Ｍｎ、Ｎ−Ｔｉ、Ｎ−Al等である。
【００２５】
＜ＳｉＯ２：３０〜６０質量％＞
ＳｉＯ２は、耐火材の主構成成分である。ＳｉＯ２量が３０質量％未満では熱衝撃性に劣るため裏ビードが出すぎてしまい、ＳｉＯ２量が６０質量％を超えると生成スラグの流動性が過大となり、均一な裏ビードが劣化してしまう。したがって、ＳｉＯ２量は３０〜６０質量％とする。
なお、ＳｉＯ２源としては、シリカ、ろう石、シャモット、コージライト、ムライト等を使用すればよい。
【００２６】
＜Ａｌ２Ｏ３：１５〜４０質量％＞
Ａｌ２Ｏ３は、耐火材の融点を高め、かつ生成スラグの粘性を高めて裏ビード形状を整える上で不可欠の成分である。Ａｌ２Ｏ３量が１５質量％未満では熱衝撃性に劣り上記特性が発現せず、Ａｌ２Ｏ３量が４０質量％を超えると耐火性が上がり過ぎるため裏ビードが劣化し、生成スラグの粘性が過大となることでガス抜けが悪くなりピットやブローホール等の欠陥が生じ易くなる。したがって、Ａｌ２Ｏ３量は１５〜４０質量％とする。
なお、Ａｌ２Ｏ３源としては、アルミナ、長石、マイカ、シャモット、コージライト、ムライト、ろう石等を使用すればよい。
【００２７】
＜ＭｇＯ：５〜２５質量％＞
ＭｇＯは、耐火性調整材としての機能を有するとともに、他スラグ剥離性を改善する効果を有する成分である。この効果を発現させるには耐火材にＭｇＯを５質量％以上含有させる必要がある。しかし、ＭｇＯ量が２５質量％を越えると耐火度が上がりすぎて生成スラグの粘性が過大となり、ガス抜けが悪くなり、ピットやブローホール等の欠陥が生じ易くなる。したがって、ＭｇＯ量は５〜２５質量％とする。
なお、ＭｇＯ源としては、マグネシア、タルク、ドロマイト、スピネル、フォルステライト等を使用すればよい。
【００２８】
＜不可避的不純物＞
残部の不可避的不純物としては、Ｐ、Ｓ、Ｗ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｖ等が挙げられ、本発明の効果を妨げない範囲で含有することが許容される。Ｐ量は０．１質量％以下が好ましく、Ｓ量は０．１質量％以下が好ましく、Ｗ量は１．０質量％以下が好ましく、Ｔａ量は０．１質量％以下が好ましく、Ｃｒ量は０．５質量％以下が好ましく、Ｃｕ量は１．０質量％以下が好ましく、Ｎｂ量は０．１質量％以下が好ましく、Ｖ量は０．１質量％以下が好ましい。Ｐ、Ｓが上限値を超えると、耐高温割れ性が劣化し、Ｗ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｖが上記値を超えると、溶接金属の強度が大きくなり、靭性が低下するからである。
【００２９】
また、前記耐火材の成分に加えて、所定量のＴｉＯ２を、さらに含有することが好ましい。
＜ＴｉＯ２：５〜４０質量％＞
ＴｉＯ２を耐火材に含有させることにより、耐火材から初層溶接金属に間接的にＴｉＯ２を添加することとなり、このＴｉＯ２が溶接金属凝固の核生成サイトとなるとともに、溶接中にＮと反応することでＴｉＮを形成する。その結果、溶接金属の凝固組織が一層微細化し、溶接金属の耐高温割れ性が向上する。ＴｉＯ２量が５％未満では上記効果が十分ではなく、ＴｉＯ２量が４０％を超えると、耐火性が上がり過ぎるため裏ビードが出にくく、生成スラグの粘性が過大となることでガス抜けが悪くなり、ピットやブローホール等の欠陥が生じ易くなる。したがって、ＴｉＯ２を耐火材に含有させる場合は、ＴｉＯ２量は５〜４０質量％とするのが好ましい。
なお、ＴｉＯ２源としては、例えばルチール等を使用すればよい。
【００３０】
また、前記耐火材に含有するＮ(窒化物中のＮ)、ＴｉＯ２のうち少なくとも１つが、下記量であることが好ましい。
＜Ｎ(窒化物中のＮ)：０．００３〜０．０５０質量％、ＴｉＯ２：１０〜３０質量％＞
Ｎ(窒化物中のＮ)が０．００３〜０．０５０質量％、ＴｉＯ２が１０〜３０質量％、のうち少なくとも１つを満たすことで、十分な量のＴｉＮを溶接金属中に生成させることができる。その結果、溶接金属の凝固組織が微細化し、溶接金属の耐高温割れ性の向上を確保することができるからである。
【００３１】
次に、本発明を実施する際に使用するチタニヤ系フラックス入りワイヤ、および溶接母材について説明する。
≪チタニヤ系フラックス入りワイヤ≫
チタニヤ系フラックス入りワイヤとは、ＴｉＯ２を含んだフラックス入りワイヤである。Ｔｉ源を含有しているものであれば、耐火材のＮと反応することにより、溶接金属中にＴｉＮが形成されるため、溶接金属の耐高温割れ性を向上させることができる。よって、使用するワイヤはチタニヤ系フラックス入りワイヤであれば、溶接金属の耐高温割れ性の向上という効果を得ることができるため、その他の組成については、特に限定されない。例えば、ＪＩＳ Ｚ３３１３ Ｔ４９Ｊ０Ｔ１−１ＣＡ−Ｕの規格分類のもの等を用いることができる。
【００３２】
チタニヤ系フラックス入りワイヤのフラックス充填率は、特に限定されず、ワイヤの生産性、例えば成型および伸線時の断線等を考慮して適宜設定することができる。また、チタニヤ系フラックス入りワイヤの断面形状は特に限定されず、例えば、合わせ目はあっても無くても良い。
【００３３】
≪溶接母材≫
溶接母材の組成は特に限定されないが、例えば、下記の表1に化学成分例を示すようなＪＩＳ Ｇ３１０６ ＳＭ４００Ａ〜Ｃ鋼等を用いることができる。
【００３４】
【表１】
【００３５】
次に、本発明に係るガスシールドアーク溶接用耐火材を製造する方法、およびガスシールドアーク溶接について説明する。
≪ガスシールドアーク溶接用耐火材の製造方法≫
耐火材の製造方法については、特に限定されない。例えば、原料粉末を配合し、粘結剤を添加し混錬したものをプレス成形する。そして、プレス成形したものを乾燥させた後、窒化物に適する焼成方法を行い、耐火材を製造すればよい。
【００３６】
≪ガスシールドアーク溶接≫
溶接方法に関しては、溶接効率等を考慮すると、ガスシールドアーク溶接を行うことが好ましい。
ガスシールドアーク溶接の方法は、特に限定されず、通常用いられる方法を採用することができる。例えば、シールドガスとしては、１００％ＣＯ２ガスの他、ＡｒガスとＣＯ２ガスとの混合ガス、ＡｒガスとＯ２ガスとの混合ガス、ＡｒガスとＣＯ２ガスとＯ２ガスとの３種類の混合ガス等が用いられる。
ただし、本発明に用いられる溶接方法は、上記のガスシールドアーク溶接法のみに限定されず、例えば、被覆アーク溶接法、ティグ溶接、サブマージアーク溶接法等のいずれの溶接法にも適用可能である。
【００３７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更可能である。
【実施例】
【００３８】
以下、本発明に係るガスシールドアーク溶接用耐火材について、本発明の要件を満たす実施例（Ｎｏ．１〜４２）と、本発明の要件を満たさない比較例（Ｎｏ．４３〜６０）と、を対比して具体的に説明する。
【００３９】
耐火材は、原料粉末を配合し、粘結剤を添加し混錬したものをプレス成形し乾燥させた後、窒化物に適する焼成方法を行い作製した。
前記方法により、表２に示す本発明の要件を満たす耐火材（耐火材Ｎｏ．１〜２１）と、表３に示す本発明の要件を満たさない耐火材（耐火材Ｎｏ．２２〜３０）を作製した。
【００４０】
【表２】
【００４１】
【表３】
【００４２】
表４に示すチタニヤ系フラックス入りワイヤ（ＪＩＳ Ｚ３３１３ Ｔ４９Ｊ０Ｔ１−１ＣＡ−Ｕの規格分類のもの）を用い、ＪＩＳ Ｇ３１０６ ＳＭ４００Ｂ鋼（Ｃ：０．１２質量％、Ｓｉ：０．２質量％、Ｍｎ：１．１質量％、Ｐ：０．００８質量％、Ｓ：０．００３質量％を含有し、残部はＦｅおよび不可避的不純物）からなる溶接母材を、表２、３に示す耐火材を用いて、表５に示す溶接条件で片面溶接（下向突合せ溶接）した。
【００４３】
【表４】
【００４４】
【表５】
【００４５】
（耐高温割れ性）
溶接終了後、初層溶接部（クレータ部を除く）について、Ｘ線透過試験（ＪＩＳ Ｚ ３１０４）にて、内部割れの有無を確認し、割れ発生部分のトータル長さを測定し、割れ率を算出した。ここで、割れ率は、割れ率Ｗ＝（割れ発生部分のトータル長さ）／（初層溶接部長さ（クレータ部を除く））×１００により算出される。その割れ率で耐高温割れ性を評価した。
なお、評価基準は、溶接電流２４０Ａで割れ率０％かつ溶接電流２６０Ａで割れ率０％の場合を「より一層優れている：◎」とし、溶接電流２４０Ａで割れ率０％かつ溶接電流２６０Ａで割れ率５％以下の場合を「優れている：○〜◎」とし、溶接電流２４０Ａで割れ率０％かつ溶接電流２６０Ａで割れ率５％超の場合を「良好である：○」とし、溶接電流２４０Ａで割れ有りかつ溶接電流２６０Ａで割れ有りの場合を「劣っている：×」とした。
【００４６】
（ビード形状）
溶接終了後、初層溶接部（クレータ部を除く）について、ビード形状の評価を実施（目視による観察）した。裏面ビード形状が欠陥なしの場合は「良好である：○」とし、アンダーカット、ピット、ブローホール等の欠陥が生じた場合は「劣っている：×」とした。
【００４７】
（総合評価）
総合評価の評価基準は、前記評価項目のうち、耐高温割れ性が「◎」であり、ビード形状が「○」である場合を、「より一層優れている：◎」とし、耐高温割れ性が「○〜◎」であり、ビード形状が「○」である場合を、「優れている：○〜◎」とし、耐高温割れ性が「○」であり、ビード形状が「○」である場合を、「良好である：○」とし、前記評価項目の少なくとも１つが「×」の場合を、「劣っている：×」とした。
【００４８】
【表６】
【００４９】
【表７】
【００５０】
表６に示すように、実施例Ｎｏ．１〜４２は、本発明の範囲を満足するため、耐高温割れ性、ビード形状の全てにおいて「良好である」以上の結果となった。特に、ＴｉＯ２を所定量含有する耐火材Ｎｏ．１５を使用した実施例Ｎｏ．１５、３６は、耐高温割れ性の評価が「優れている」という結果となった。また、ＴｉＯ２を所定量含有するとともに、Ｎ量、ＴｉＯ２量のいずれかが最適な範囲内であった耐火材Ｎｏ．１６、１７、１８、１９、２０を使用した実施例Ｎｏ．１６、１７、１８、１９、２０、３７、３８、３９、４０、４１は、耐高温割れ性の評価が「優れている」という結果となった。さらに、Ｎ量、ＴｉＯ２量が共に最適な範囲内であった耐火材Ｎｏ．２１を使用した実施例Ｎｏ．２１、４２は耐高温割れ性の評価が「より一層優れている」という結果となった。
一方、表７に示すように、比較例Ｎｏ．４３〜６０は、本発明の規定するいずれかの要件を満たさないため、良好な結果とならなかった。
【００５１】
具体的には、比較例Ｎｏ．４３、５２は、耐火材のＮ量が下限値未満であったため、耐高温割れ性が劣っていた。一方、比較例Ｎｏ．４４、５３は、耐火材のＮ量が上限値を超えていたため、ブローホールが発生してしまい、溶接を中止せざるを得なかった。
【００５２】
比較例Ｎｏ．４５、５４は、耐火材のＳｉＯ２量が下限値未満であったため、溶接中に耐火材が割れてしまった。一方、比較例Ｎｏ．４６、５５は、耐火材のＳｉＯ２量が上限値を超えていたため、アンダーカットが生じてしまいビード形状が劣っていた。
【００５３】
比較例Ｎｏ．４７、５６は、耐火材のＡｌ２Ｏ３量が下限値未満であったため、溶接中に耐火材が割れてしまった。一方、比較例Ｎｏ．４８、５７は、耐火材のＡｌ２Ｏ３量が上限値を超えていたため、アンダーカットとピットが生じてしまいビード形状が劣っていた。
【００５４】
比較例Ｎｏ．４９、５８は、耐火材のＭｇＯ量が下限値未満であったため、溶接中に耐火材が割れてしまった。一方、比較例Ｎｏ．５０、５９は、耐火材のＭｇＯ量が上限値を超えていたため、アンダーカットとピットが生じてしまいビード形状が劣っていた。
【００５５】
比較例Ｎｏ．５１、６０は、耐火材のＴｉＯ２量が上限値を超えていたため、アンダーカットとピットが生じてしまいビード形状が劣っていた。
【００５６】
以上の結果から、本発明の要件を満たす実施例（Ｎｏ．１〜４２）は、本発明の要件を満たさない比較例（Ｎｏ．４３〜６０）と比べて、総合評価（耐高温割れ性・ビード形状）において優れていることが確認された。
また、本発明に係る耐火材を用いると、成分の異なるチタニヤ系フラックス入りワイヤ（ワイヤＮｏ．１、２）を使用した場合であっても、耐高温割れ性とビード形状について同じように良好な結果が得られることがわかった。
【符号の説明】
【００５７】
１ 耐火材（裏当て材）
２ アルミテープ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チタニヤ系フラックス入りワイヤを用いたガスシールドアーク溶接に裏当て材として使用されるガスシールドアーク溶接用耐火材であって、
耐火材全質量に対して、
Ｎ（窒化物中のＮ）：０．００１〜０．１００質量％、
ＳｉＯ２：３０〜６０質量％、
Ａｌ２Ｏ３：１５〜４０質量％、
ＭｇＯ：５〜２５質量％、を含有し、残部が不可避的不純物からなることを特徴とするガスシールドアーク溶接用耐火材。
【請求項２】
より好ましい範囲として、前記Ｎ（窒化物中のＮ）が、０．００３〜０．０５０質量％、であることを特徴とする請求項１に記載のガスシールドアーク溶接用耐火材。
【請求項３】
さらに、耐火材全質量に対して、ＴｉＯ２：５〜４０質量％を含有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガスシールドアーク溶接用耐火材。
【請求項４】
より好ましい範囲として、前記ＴｉＯ２が、１０〜３０質量％であることを特徴とする請求項３に記載のガスシールドアーク溶接用耐火材。
【請求項１】
チタニヤ系フラックス入りワイヤを用いたガスシールドアーク溶接に裏当て材として使用されるガスシールドアーク溶接用耐火材であって、
耐火材全質量に対して、
Ｎ（窒化物中のＮ）：０．００１〜０．１００質量％、
ＳｉＯ２：３０〜６０質量％、
Ａｌ２Ｏ３：１５〜４０質量％、
ＭｇＯ：５〜２５質量％、を含有し、残部が不可避的不純物からなることを特徴とするガスシールドアーク溶接用耐火材。
【請求項２】
より好ましい範囲として、前記Ｎ（窒化物中のＮ）が、０．００３〜０．０５０質量％、であることを特徴とする請求項１に記載のガスシールドアーク溶接用耐火材。
【請求項３】
さらに、耐火材全質量に対して、ＴｉＯ２：５〜４０質量％を含有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガスシールドアーク溶接用耐火材。
【請求項４】
より好ましい範囲として、前記ＴｉＯ２が、１０〜３０質量％であることを特徴とする請求項３に記載のガスシールドアーク溶接用耐火材。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−１５２７７６（Ｐ２０１２−１５２７７６Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３２８８（Ｐ２０１１−１３２８８）
【出願日】平成２３年１月２５日（２０１１．１．２５）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２５日（２０１１．１．２５）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
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