[发明专利]热水容器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及适于电热水器及储热水槽的焊接结构的不锈钢制热水容器及其制造方法。

背景技术

电热水器及储热水槽等热水容器的材料主要使用铁素体系不锈钢的SUS444(LowC、LowN、18Cr-2Mo-Nb，Ti)。热水容器要求自来水压程度的耐压性，因此，主流结构为，在称为筒体的圆筒状的板状部件的两端焊接接合称为端盖的曲面状的板状部件。但是，不锈钢的耐腐蚀性因焊接而被损害，即使在稀氯化物水溶液即自来水的热水环境下，在焊接部(主要为焊接热影响部)也产生腐蚀。认为耐腐蚀性降低的原因与焊接时氧化皮的生成有关。在腐蚀形态看，孔蚀容易再钝化几乎不会成长，但是，缝隙腐蚀一般难以再钝化，腐蚀贯通板厚而导致漏水。

通常，热水容器大多是用TIG焊接将上部的端盖和下部的端盖安装于筒体上的结构。在筒体和端盖的接合部位，通常，在将端盖的外面嵌入筒体的内面的状态下进行焊接。该焊接部在与容器内面的热水接触的部分，焊接缝隙的形成是不可避免的。TIG焊接的焊枪侧利用Ar气密封，因此，能够抑制氧化皮的生成，作为热水容器的耐腐蚀性降低为几乎没有问题的程度。另一方面，和焊枪相反侧的面(以下，称为“焊接背面”)，只要不特别地采取用Ar气等密封的措施，则伴随氧化皮的生成，耐腐蚀性降低。因此，在组装热水容器时，原则上是以容器内面成为焊枪侧的方式进行焊接施工，但是，为制成密闭结构，不得不在安装端盖的焊接施工中的最后的施工时将容器外面作为焊枪侧进行焊接。因此，该情况下，容器内面成为焊接背面，因此，焊接背面的惰性气体的密封即背面气封成为不可缺少的。

但是，该背面气封在制造热水容器时为非常麻烦的作业。即，在热水容器中设置有成为水的流路的插孔(接头)、根据情况设置有用于插入加热器、传感器等、或与它们连接的电线等的通电部件的法兰，但是，从这些插孔和法兰的狭小孔向容器内部插入背面气封用的工具及气体软管进行操作格外地难且麻烦。因此，只为进行背面气封，有时设置另外的法兰。再有，需要消耗大量的Ar等惰性气体。因此，背面气封成为提高热水容器的制造成本的主要原因。

在专利文献1中公开了将盖体(端盖)向筒体(圆筒)的插入深度设定为20mm，由此避免缝隙腐蚀发生的热水容器的结构。在专利文献2中公开了通过添加Ti和Al来抑制焊接时的Cr的氧化损失的焊接部的耐腐蚀性优异的铁素体系不锈钢。在专利文献3中记载了在热水容器的罐体内焊接接合法兰时，向包括焊接焊道及焊接热影响部的焊接部连续供给密封气体，直到焊接部的温度为400℃以下。

专利文献1：特开昭54-72711号公报

专利文献2：特开平5-70899号公报

专利文献3：特开2006-97908号公报

发明内容

如上所述，在组装热水容器时的焊接施工中，为确保耐腐蚀性，对容器内面侧进行背面密封的作业不可缺少，与此相伴，热水容器的制造成本上升。象专利文献1那样减少焊接缝隙的面积有利于耐缝隙腐蚀性的提高，但是，使用该文献公开的钢时，为了将热水容器内面作为焊接背面，需要背面气封以防止耐腐蚀性降低，不可否认成为制造成本高的热水容器。专利文献2的技术也是将Ar气背面气封作为前提条件的技术。在专利文献3中公开了在罐体和法兰的焊接接合中仔细地使用密封气体的方法。该情况也改变不了为确保端盖和筒体的焊接部的高耐腐蚀性需要背面气封的事实，仍然成为成本高的热水容器。

本发明是鉴于这种现状而开发的，其目的在于提供一种热水容器，其不伴随由背面气封而带来的成本上升，在焊接部呈现优异的耐腐蚀性。

通过提供下述热水容器，本发明实现了上述目的。其中，所述热水容器在容器内面具有通过将Cr含量为超过21～小于等于25质量％的钢材彼此以无背面气封的方式进行TIG焊接而形成的背面焊道，在该TIG焊接部背面的热影响部(HAZ)，形成有可溶于氯化物水溶液的氧化皮的部位的钢基材的Cr浓度在距钢基材/氧化皮界面10nm以上的深度区域为16质量％以上。