(57)【要約】【課題】ステンレス鋼化してもすきま腐食の発生を防止することができることはもちろん、特別の防錆処理を不要とし、もって耐久性の向上とコスト低減とに大きく寄与するステンレス鋼製容器とその製造方法を提供する。【解決手段】フェライト系ステンレス鋼板から成形された上側容器構成部材１と下側容器構成部材２とを、相互にフランジ３，４を重ね合せ、この重ね合せ部の端面に対向する方向に配置したレーザトーチ６から該端面に向けてレーザ光を照射して、フランジ３、４の表面から露出しないように溶接部７を形成し、フランジ３，４の重ね合せ部の端縁部を塞いで、内部への水の浸入を防ぐ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェライト系ステンレス鋼板から成形された複数の容器構成部材を相互にフランジを重ね合せると共に、前記重ね合せ部をレーザ溶接することにより形成されたステンレス鋼製容器であって、前記レーザ溶接が、前記フランジの重ね合せ部の端縁部に対して、その端面に対向する側から施されていることを特徴とするステンレス鋼製容器。
【請求項２】
溶接部が、相互に重ね合せたフランジの表面の内側に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のステンレス鋼製容器。
【請求項３】
自動車用燃料タンクとして用いられることを特徴とする請求項１または２に記載のステンレス鋼製容器。
【請求項４】
フェライト系ステンレス鋼板から成形された複数の容器構成部材を相互にフランジを重ね合せて、この重ね合せ部をレーザ溶接するステンレス鋼製容器の製造方法であって、前記レーザ溶接を、前記フランジの重ね合せ部の端縁部に対して、その端面に対向する側からレーザビームを照射しながら行うことを特徴とするステンレス鋼製容器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステンレス鋼板から成形された複数の容器構成部材を溶接により接合一体化してなるステンレス鋼製容器とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車用燃料タンクは、一般に図１０に示されるように、半割り形状の上側容器構成部材１と下側容器構成部材２とを相互にフランジ３、４を重ね合せると共に、その重ね合せ部を溶接により接合一体化した構造となっている。ところで、この種の燃料タンク（容器）は、可燃性の燃料を貯留することから、高い密閉性が長期的に安定維持されることが要求される。このため、最近では、特許文献１に記載されるように、前記容器構成部材１、２をステンレス鋼板から成形し、それらのフランジ３、４の重ね合せ部をレーザ溶接するようにしている。
【０００３】
しかるに、従来のレーザ溶接は、図１１に示されるように、上記フランジ３、４の重ね合せ部の上方にレーザトーチ５を配置し、このレーザトーチ５から前記フランジ３、４の合せ面にほぼ垂直をなす方向にレーザ光を照射して行うのが一般であった。しかし、このようなレーザ溶接によれば、溶接部（ビード）６がフランジ３、４の重ね合せ部の幅方向のほぼ中心付近に形成されるため、該重ね合せ部の端縁部側が非接合部となり、この重ね合せ部の端縁部側で、ステンレス鋼に特有のすきま腐食が発生し易い、という問題があった。
【０００４】
そこで、例えば、特許文献２に記載された発明では、フェライト系ステンレス鋼製のタンクの表面にカチオン電着塗膜を形成することにより、すきま腐食を防止する対策を採っている。しかしながら、この対策によれば、燃料タンクを製造した後、余分にカチオン電着工程が必要になるため、比較的安価なフェライト系ステンレス鋼を用いたとしても、製造コストの上昇が避けられないようになる。
【０００５】
なお、一部では、アルミニウムめっき鋼板から成形された容器構成部材のフランジの重ね合せ部をレーザへり（縁）溶接することにより燃料タンクを製造することを行っているが（例えば、特許文献３参照）、この場合は、溶接によりめっき成分が蒸発してしまうため、溶接後、溶接部およびその周辺部に対する防錆塗装が必要になり、上記同様に製造コストの上昇が避けられない。
【特許文献１】特開２００２−２１１５５８号公報
【特許文献２】特開２００３−２７７９９２号公報
【特許文献３】特開平１１−２７７２６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記した技術的背景に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、ステンレス鋼化してもすきま腐食の発生を防止することができることはもちろん、特別の防錆処理を不要とし、もって耐久性の向上とコスト低減とに大きく寄与するステンレス鋼製容器を提供し、併せて該容器を安定して得ることができる製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための、本発明に係るステンレス鋼製容器は、フェライト系ステンレス鋼板から成形された複数の容器構成部材を相互にフランジを重ね合せると共に、前記重ね合せ部をレーザ溶接することにより形成されたステンレス鋼製容器であって、前記レーザ溶接が、前記フランジの重ね合せ部の端縁部に対して、その端面に対向する側から施されていることを特徴とする。
【０００８】
また、上記課題を解決するための、本発明に係るステンレス鋼製容器の製造方法は、フェライト系ステンレス鋼板から成形された複数の容器構成部材を相互にフランジを重ね合せて、この重ね合せ部をレーザ溶接するステンレス鋼製容器の製造方法であって、前記レーザ溶接を、前記フランジの重ね合せ部の端縁部に対して、その端面に対向する側からレーザビームを照射しながら行うことを特徴とする。
【０００９】
上記のように構成したステンレス鋼製容器およびその製造方法においては、相互に重ね合せたフランジの重ね合せ部の端縁部に対して、その端面に対向する側からレーザ溶接を行うので、フランジの重ね合せ部の端縁部が溶接部により塞がれ、この結果、該フランジの重ね合せ部の隙間内へ水分が浸入することがなくなって、すきま腐食の発生が防止される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るステンレス鋼製容器およびその製造方法によれば、特別の防錆処理を行うことなくすきま腐食の発生を防止することができるので、比較的安価なフェライト系ステンレス鋼を用いても耐久性は十分となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基いて説明する。
【００１２】
図１は、本発明に係るステンレス鋼製容器を製造するためのレーザ溶接の実施状況を示したものである。なお、本実施形態で製造しようとする容器は、前出図１０に示した自動車用燃料タンクであり、ここでは、図１０に示した部分と同一部分には、同一符号を付している。この燃料タンクの構成要素である半割り形状の上側容器構成部材１および下側容器構成部材２は、薄肉（板厚２ｍｍ以下）のフェライト系ステンレス鋼板からプレス成形されており、それぞれの開口縁には、前記したフランジ３、４が外向きに形成されている。
【００１３】
レーザ溶接に際しては、同じく図１に示されるように、上側容器構成部材１と下側容器構成部材２とを合せて、両者のフランジ３、４を重ね合せ、この重ね合せ部の端面に対向する方向にレーザトーチ５を配置して、該レーザトーチ５から前記重ね合せ部の端面に向けてレーザ光を照射しながら、レーザトーチ５を該重ね合せ部の端面に沿って移動させる。これにより、フランジ３、４の重ね合せ部の端部には、両者の重ね合せ面に沿って内方へ溶込む溶接部（ビード）７が形成され、上側容器構成部材１と下側容器構成部材２とはこの溶接部７を介して一体化される。しかして、本実施形態においては、前記溶接部Ｗがフランジ３、４の表面に露出しないように、すなわちフランジ３、４の表面の内側に溶接部７が形成されるように溶接条件を設定する。
【００１４】
上記のように製造された燃料タンク（ステンレス鋼製容器）は、フランジ３、４の重ね合せ部の端縁部が溶接部７により塞がれているので、フランジ３、４の重ね合せ部の隙間内へ水分が浸入することはなくなり、この結果、すきま腐食の発生が防止される。本実施形態においては特に、溶接部７がフランジ３、４の表面の内側に形成されているので、該フランジ３、４の表面に泥水や雪が付着し、あるいは着氷があっても、溶接部７の耐食性が良好に維持される。また、フランジ３、４の表面は平滑な状態を維持するので、得られた燃料タンクの外観品質（意匠性）も良好となる。
【００１５】
なお、上記実施形態においては、半割り形状の上側容器構成部材１と下側容器構成部材２とを合せて一体化したが、この容器構成部材の数（容器の分割数）は任意であり、３つ以上であってもよい。また、上記実施形態においては、自動車用燃料タンクを対象としたが、本発明が対象とする容器の種類は任意であり、腐食環境で使用される種々の容器を対象とし得る。
【実施例１】
【００１６】
図２に示すように、Ｍｏ含有量の異なる３種類のフェライト系ステンレス鋼Ａ（ＳＵＳ４３６），Ｂ（開発鋼），Ｃ（ＳＵＳ４３６）と１種類のオーステナイト系ステンレス鋼Ｄ（ＳＵＳ３０４）とを選択し、これら鋼種（Ｓｔｅｅｌ）を用いて、図３に示す４つのタイプＰ，Ｑ，Ｒ，Ｓの供試材を製作し、各供試材を後述の塩害腐食試験に供した。ここで、前記供試材のうち、タイプＰは板厚０.８ｍｍ、幅６０ｍｍ、長さ８０ｍｍの大きさを有する矩形の平板、タイプＱは前記平板の上に板厚０.８ｍｍ、幅２０ｍｍ、長さ３０ｍｍの大きさの小片をスポット溶接（スポット点を黒点で示す）により重ね合せ溶接したもの、タイプＲは、板厚０.８ｍｍの一対のＬ字形部材の重ね合せ部を、その合せ面に直角な方向からレーザ溶接したもの、タイプＳは、板厚０.８ｍｍの一対のＬ字形部材の重ね合せ部を、その合せ面に平行な方向からレーザ溶接したものとした。
【００１７】
塩害試験は、アメリカ鉄鋼協会（ＡＩＳＩ）が主催する鉄系燃料タンク用素材選定検討会（ＳＡＳＦＴ）で定める「北米スノーベルトにおける塩害腐食環境を模擬する促進試験：ＳＡＥＪ２３３４」に準拠して行った。図４は、その試験条件を示したもので、所定の湿度および温度を有するドライ、ウエット、ソルト（ディッピング）の３つの環境（ステージ）に所定の時間ずつ２４時間かけて曝す行程を１サイクルとして行われる。ここで、前記ソルトとしては、０.５％ＮａＣｌ＋０.１％ＣａＣｌ2＋０.０７５％ＮａＨＣＯ3の水溶液が用いられている。なお、比較のため、板体同士を重ね合せ溶接したタイプＢの供試材の表面に、亜鉛含有塗膜を２０μｍ厚さに形成した供試材（Ｘ）についても同様の塩害腐食試験を行った。
【００１８】
本実施例においては、上記した塩害腐食試験を８０サイクル、１２０サイクル、１６０サイクルまで行い、各サイクル終了後、平板の供試材Ｐについてはそのまま表面から酸化スケールを除去し、他の供試材Ｑ，Ｒ，Ｓ，Ｘについては各接合面から分離した後、表面から酸化スケールを除去し、それぞれについて最大ピット深さを測定した。なお、１２０サイクルは、１５年に相当する。
【００１９】
図５は平板状の供試材Ｐについての試験結果を、図６はスポット溶接により重ね合せ溶接した供試材Ｑについての試験結果をそれぞれ示したものである。これより、平板状の供試材Ｐの場合は、サイクル数の増加に従って最大ピット深さが増大する傾向にあるが、その増大程度は、鋼種Ａ〜Ｄによらずわずかであり、何れも長期的に耐食性が維持されている。これに対し、重ね合せ溶接した供試材Ｑの場合は、サイクル数の増加に従って最大ピット深さがかなり大きな割合で増大し、特にＭｏ含有量が１％と低いＳｔｅｅｌＡでは、他のものに比して増大傾向が顕著となっている。この供試材Ｑの経時的なピット深さの増大はすきま腐食によるもので、図５と図６との比較から、ステンレス鋼は、フェライト系、オーステナイト系によらず、すきま腐食が発生し易いことが明らかである。
【００２０】
図７および図８は、板体同士を重ね合せ溶接（スポット溶接）した供試材Ｑについての１２０サイクル試験、１６０サイクル試験後の最大ピット深さに及ぼすＭｏ含有量の影響を見たものである。両図に示す結果より、最大ピット深さは、フェライト系ステンレス鋼中に含まれるＭｏ含有量が多くなるほど浅くなる傾向にあり、フェライト系ステンレス鋼のすきま腐食の軽減には、Ｍｏが効果的であることが分かる。
【００２１】
図９は、Ｍｏを１.５％含むフェライト系ステンレス鋼であるＳｔｅｅｌＢについての１２０サイクル試験後の最大ピット深さに及ぼす供試材Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓ，Ｘの影響を示したものである。これより、板体同士を重ね合せ溶接した供試材Ｑ並びにＬ字形部材の重ね合せ部を、その合せ面に直角な方向からレーザ溶接した供試材Ｒの最大ピット深さが、他の供試材に比べて著しく大きくなっており、すきま腐食が発生していることが明らかである。これに対し、Ｌ字形部材の重ね合せ部を、その合せ面に平行な方向からレーザ溶接した供試材Ｓの最大ピット深さは、単なる板体からなる供試材Ｐ、あるいは重ね合せ溶接した供試材Ｑに塗装を施した供試材Ｘとほぼ同等の大きさとなっており、重ね合せ部の端部を、その端面に対向する方向からレーザ溶接することが、すきま腐食の発生防止に極めて有効であることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係るステンレス鋼製容器を製造するためのレーザ溶接の実施状況を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の実施例で用いたステンレス鋼の種類を示す図表である。
【図３】本発明の実施例で製作した供試材の外観を示す模式図である。
【図４】本発明の実施例で行った塩害腐食試験の試験条件を示す図表である。
【図５】板体の供試材を対象に行った塩害腐食試験の結果をサイクル数で整理して示すグラフである。
【図６】板体同士をスポット溶接により重ね合せ溶接した供試材を対象に行った塩害腐食試験の結果をサイクル数で整理して示すグラフである。
【図７】板体同士をスポット溶接により重ね合せ溶接した供試材を対象に行った塩害腐食試験の、１２０サイクル後の結果をＭｏ含有量で整理して示すグラフである。
【図８】板体同士をスポット溶接により重ね合せ溶接した供試材を対象に行った塩害腐食試験の、１６０サイクル後の結果をＭｏ含有量で整理して示すグラフである。
【図９】図３に示した各供試材を対象に行った塩害腐食試験の、１２０サイクル後の結果を示すグラフである。
【図１０】本発明に係るステンレス鋼製容器の１つである自動車用燃料タンクの構造を示す斜視図である。
【図１１】従来のレーザ溶接の一般的な実施状況を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１    上側容器構成部材
２    下側容器構成部材
３，４  フランジ
６    レーザトーチ
７    溶接部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2006142329.tif 000010
【図９】
2006142329.tif 000011
【図１０】
2006142329.tif 000012
【図１１】
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