一、焊接性分析(xi)
杜瓦罐核心部分是一個圓柱形的罐子，罐底是純銅板，圓柱體是在線亞洲日產一區二區:06Cr18Ni11Ti 不銹鋼管(guan)（見圖5-49）。在保證罐體幾何尺寸正確同時，要求能承受12-10Pa的超真空度，且具有較好的密封性。
純銅(tong)與(yu)(yu)06Cr18Nil1Ti 不銹鋼管(guan)的焊接屬于異種金屬的焊接，二者(zhe)的物理性能(neng)相(xiang)差很大(da)。純銅(tong)的熔(rong)點比06Cr18Ni11Ti不銹鋼管(guan)低(di)400℃左圖5-49 杜瓦罐塞體示意圖右，而純銅(tong)的熱(re)導率是不銹鋼的14倍，因(yin)(yin)此焊接時會(hui)產生很大(da)的應力(li)。同時兩種母材熔(rong)化(hua)后焊縫金屬中(zhong)含有(you)較多碳化(hua)物和氮(dan)化(hua)物，形成低(di)熔(rong)點的共(gong)晶體和脆性化(hua)合物，往往降低(di)焊縫金屬的塑性和韌性，增大(da)熱(re)裂(lie)(lie)紋和滲透裂(lie)(lie)紋傾(qing)向。因(yin)(yin)此，純銅(tong)與(yu)(yu)06Cr18Ni11Ti不銹鋼管(guan)的焊接難度非常大(da)。
二、焊接材(cai)料的選擇
純銅(tong)與(yu)06Cr18Ni11Ti不(bu)(bu)銹(xiu)鋼管的焊接若采用不(bu)(bu)銹(xiu)鋼焊縫，不(bu)(bu)可避免會(hui)產生熱裂紋。選用鎳(nie)(nie)及鎳(nie)(nie)合金作(zuo)為(wei)焊接材(cai)料，與(yu)銅(tong)和鐵都能無限互(hu)溶，能獲得(de)良(liang)好的焊縫質量，但因鎳(nie)(nie)及鎳(nie)(nie)合金成(cheng)本高，且(qie)焊接工藝(yi)復雜，很少采用。最后選用不(bu)(bu)含脫氧劑的純銅(tong)絲(si)，匹配CJ301銅(tong)焊粉的GTAW工藝(yi)，獲得(de)了滿意的焊接接頭。
三、焊接工藝試驗
1. 焊(han)前準(zhun)備(bei)
焊機采(cai)用日本SanRex交、直流(liu)兩用氬弧(hu)焊IA-3001TP，直流(liu)正接(jie)。
焊接材料(liao)選擇：鎢極是直徑為2.5mm（或3.0mm）的(de)鈰鎢極，保護氣體(ti)為99.99％（體(ti)積分數）氬氣，填充(chong)焊絲為ф2.5mm不含脫氧劑的(de)純銅(tong)(tong)焊絲，用(yong)無水(shui)酒精(jing)將銅(tong)(tong)焊粉CJ301調成糊(hu)狀刷在經預熱的(de)純銅(tong)(tong)坡口上(shang)。
坡口加工(gong)：如圖5-50所示(shi)，車削(xue)加工(gong)純銅(tong)板(ban)單邊V形坡口45°～50°，不留鈍邊。背(bei)面Q235A鋼襯板(ban)的直(zhi)徑(jing)和厚度與純銅(tong)板(ban)相同，有(you)一條R8的內圓倒角，如圖5-51所示(shi)。
清(qing)理：母材(cai)坡(po)口面及坡(po)口兩側15～20mm處用角向（或內(nei)圓）打磨(mo)機修磨(mo)，直至露出金屬光澤，用丙(bing)酮去除油(you)污(wu)后(hou)，用干(gan)凈棉紗擦干(gan)。
預熱：焊前預熱純(chun)銅(tong)板到400～500℃，并(bing)進行干(gan)燥處理。
2. 焊接工(gong)藝
a. 充氬：為了保(bao)證根(gen)部(bu)熔合良好，焊(han)縫(feng)背面(mian)(mian)成形美觀，在純銅(tong)板背面(mian)(mian)墊預熱后(hou)鋼襯板。為了避免根(gen)部(bu)氧(yang)化，管內(nei)充氬保(bao)護。
b. 引(yin)弧(hu)：要在石(shi)墨板上引(yin)弧(hu)，待電弧(hu)穩定(ding)燃燒后移向(xiang)焊絲純(chun)銅板側，當形(xing)成(cheng)一定(ding)大小明亮清晰的熔池后開始添絲，然(ran)后再移向(xiang)不銹鋼管側，焊槍左右小幅(fu)擺動，保持焊縫兩側熔合(he)良好。
確定焊(han)接參(can)數(shu)：直流正接，焊(han)接參(can)數(shu)見表5-95。
c. 操作：采用(yong)左焊(han)(han)法。焊(han)(han)槍傾角(jiao)一般(ban)為70°～85°，噴嘴距熔(rong)池10～12mm，焊(han)(han)絲的填(tian)入(ru)角(jiao)度(du)(du)一般(ban)為15°～20°。在焊(han)(han)接坡(po)口尚(shang)未達到(dao)(dao)熔(rong)化(hua)溫度(du)(du)時(shi)，焊(han)(han)絲處于熔(rong)池前的氬(ya)氣保(bao)護區，當熔(rong)池加(jia)熱到(dao)(dao)一定溫度(du)(du)后從熔(rong)池邊(bian)緣(yuan)送入(ru)焊(han)(han)絲，添加(jia)焊(han)(han)絲要配合焊(han)(han)槍的運行(xing)動(dong)作，每(mei)次添加(jia)焊(han)(han)絲長度(du)(du)為8～10mm。開始焊(han)(han)時(shi)速(su)度(du)(du)要慢些(xie)，待母材達到(dao)(dao)一定溫度(du)(du)后可適當提高焊(han)(han)速(su)。
d. 接(jie)(jie)頭(tou)：接(jie)(jie)頭(tou)處應(ying)重疊10～15mm處引弧，剛開(kai)始焊時少（或不）加焊絲，保(bao)持焊縫接(jie)(jie)頭(tou)平滑(hua)過渡。實際操作時，盡(jin)量連續完成，減少不必要的焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)。
e. 收弧：收弧時應填(tian)滿弧坑(keng)，且焊槍(qiang)應在原處停(ting)留數秒，便于發揮滯后(hou)停(ting)氣的保(bao)護(hu)作(zuo)用(yong)。
四、焊(han)后檢驗
采用GTAW焊(han)接純銅與06Cr18Ni11Ti不銹鋼管(guan)的(de)異種金(jin)屬，焊(han)縫(feng)成形美觀、整齊且兩(liang)側圓滑(hua)過渡。焊(han)后100％RT檢驗，焊(han)縫(feng)質(zhi)量符合JB／4730-2005《標準射線評(ping)片尺、底(di)片評(ping)片尺、有(you)機玻(bo)璃(li)評(ping)片尺》中II級的(de)規定。
按照焊接工藝試驗的成功經驗對產品進行了焊接，除了進行焊后檢驗外，產品參照GB／T 5458-1997《液氮生物容器》標準要求，用測量精度高于0.1mm的量具檢驗杜瓦罐產品頸管內徑、塞體外徑等均滿足要求。用儀器靈敏度高于6.7×10-10Pa·㎡/s的氦質譜檢漏儀對產品進行檢漏，達到了規定標準，杜瓦罐靜態液氮保存期達到優等品的要求。
