一、焊(han)接性(xing)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(gang)管（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(chun)銅(tong)與(yu)06Cr18Nil1Ti 不(bu)銹鋼(gang)(gang)管的焊(han)接屬于異(yi)種(zhong)(zhong)金(jin)屬的焊(han)接，二者(zhe)的物(wu)理性能(neng)相差很(hen)大。純(chun)銅(tong)的熔(rong)點(dian)比06Cr18Ni11Ti不(bu)銹鋼(gang)(gang)管低(di)(di)400℃左圖5-49 杜瓦罐塞(sai)體示(shi)意圖右，而純(chun)銅(tong)的熱(re)導率(lv)是不(bu)銹鋼(gang)(gang)的14倍，因此(ci)焊(han)接時(shi)會產生很(hen)大的應力(li)。同時(shi)兩(liang)種(zhong)(zhong)母材熔(rong)化后焊(han)縫金(jin)屬中含有較多碳化物(wu)和氮化物(wu)，形成低(di)(di)熔(rong)點(dian)的共晶(jing)體和脆(cui)性化合物(wu)，往往降低(di)(di)焊(han)縫金(jin)屬的塑性和韌性，增大熱(re)裂(lie)紋和滲透裂(lie)紋傾(qing)向。因此(ci)，純(chun)銅(tong)與(yu)06Cr18Ni11Ti不(bu)銹鋼(gang)(gang)管的焊(han)接難(nan)度(du)非常大。
二(er)、焊(han)接材(cai)料的選擇(ze)
純(chun)銅(tong)與06Cr18Ni11Ti不(bu)銹鋼(gang)管的(de)焊(han)(han)接若采用不(bu)銹鋼(gang)焊(han)(han)縫(feng)，不(bu)可避免會產生熱裂(lie)紋。選(xuan)用鎳(nie)及鎳(nie)合(he)金作(zuo)為焊(han)(han)接材(cai)料，與銅(tong)和鐵(tie)都能無限(xian)互溶，能獲(huo)得(de)良好的(de)焊(han)(han)縫(feng)質(zhi)量，但因鎳(nie)及鎳(nie)合(he)金成本高，且焊(han)(han)接工藝復雜，很少采用。最后(hou)選(xuan)用不(bu)含脫氧劑的(de)純(chun)銅(tong)絲，匹(pi)配CJ301銅(tong)焊(han)(han)粉(fen)的(de)GTAW工藝，獲(huo)得(de)了滿意的(de)焊(han)(han)接接頭。
三、焊接工(gong)藝試驗
1. 焊前準備
焊機采用(yong)日本SanRex交、直(zhi)流兩用(yong)氬弧焊IA-3001TP，直(zhi)流正接。
焊(han)接材(cai)料選擇：鎢極是(shi)直徑為(wei)2.5mm（或3.0mm）的(de)鈰鎢極，保護氣體(ti)為(wei)99.99％（體(ti)積(ji)分(fen)數）氬氣，填充焊(han)絲(si)為(wei)ф2.5mm不含脫氧劑的(de)純銅(tong)焊(han)絲(si)，用(yong)無水酒精將銅(tong)焊(han)粉CJ301調(diao)成糊狀刷在經預熱的(de)純銅(tong)坡口(kou)上。
坡口(kou)(kou)加(jia)工(gong)(gong)：如圖5-50所示，車削加(jia)工(gong)(gong)純(chun)銅(tong)板單邊V形坡口(kou)(kou)45°～50°，不(bu)留鈍(dun)邊。背面Q235A鋼襯板的直(zhi)徑和厚度與純(chun)銅(tong)板相同，有(you)一(yi)條(tiao)R8的內圓倒角(jiao)，如圖5-51所示。
清理：母材坡(po)口(kou)面及坡(po)口(kou)兩側15～20mm處用角向(xiang)（或(huo)內圓）打(da)磨機修磨，直(zhi)至露出金屬(shu)光澤，用丙酮去除(chu)油污后，用干凈棉紗擦干。
預熱：焊前(qian)預熱純銅板到400～500℃，并進行(xing)干燥處理。
2. 焊接工(gong)藝
a. 充氬：為(wei)了(le)(le)保證根部熔合良(liang)好，焊縫背(bei)面(mian)成(cheng)形美觀，在純銅板背(bei)面(mian)墊(dian)預熱(re)后鋼(gang)襯(chen)板。為(wei)了(le)(le)避免根部氧(yang)化，管內充氬保護。
b. 引(yin)(yin)弧：要在石墨板(ban)上(shang)引(yin)(yin)弧，待電弧穩定燃燒(shao)后移向焊絲(si)純銅板(ban)側，當形成一定大小明亮(liang)清晰的熔池后開(kai)始(shi)添絲(si)，然后再移向不銹(xiu)鋼管(guan)側，焊槍左右小幅(fu)擺(bai)動，保持焊縫兩側熔合良好。
確定焊接(jie)參數(shu)：直流正(zheng)接(jie)，焊接(jie)參數(shu)見表5-95。
c. 操作：采(cai)用(yong)左焊(han)法。焊(han)槍傾(qing)角(jiao)一(yi)(yi)般(ban)為(wei)70°～85°，噴(pen)嘴距熔(rong)(rong)(rong)池10～12mm，焊(han)絲(si)(si)的填入角(jiao)度(du)一(yi)(yi)般(ban)為(wei)15°～20°。在焊(han)接坡(po)口(kou)尚未達(da)到(dao)熔(rong)(rong)(rong)化溫(wen)度(du)時(shi)(shi)，焊(han)絲(si)(si)處于熔(rong)(rong)(rong)池前的氬(ya)氣保(bao)護區(qu)，當熔(rong)(rong)(rong)池加(jia)熱(re)到(dao)一(yi)(yi)定(ding)(ding)溫(wen)度(du)后(hou)(hou)從(cong)熔(rong)(rong)(rong)池邊緣(yuan)送入焊(han)絲(si)(si)，添加(jia)焊(han)絲(si)(si)要(yao)配合焊(han)槍的運行動作，每次添加(jia)焊(han)絲(si)(si)長度(du)為(wei)8～10mm。開始(shi)焊(han)時(shi)(shi)速(su)度(du)要(yao)慢些，待母材達(da)到(dao)一(yi)(yi)定(ding)(ding)溫(wen)度(du)后(hou)(hou)可適當提(ti)高焊(han)速(su)。
d. 接(jie)(jie)頭(tou)：接(jie)(jie)頭(tou)處(chu)(chu)應重疊10～15mm處(chu)(chu)引弧，剛開始(shi)焊(han)時(shi)少（或(huo)不）加(jia)焊(han)絲(si)，保持焊(han)縫接(jie)(jie)頭(tou)平滑過渡。實際操(cao)作(zuo)時(shi)，盡量連續完成，減少不必要的焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)。
e. 收弧(hu)：收弧(hu)時應填滿(man)弧(hu)坑，且焊(han)槍(qiang)應在(zai)原(yuan)處停(ting)留數秒(miao)，便于發揮滯后停(ting)氣的保(bao)護作用。
四(si)、焊(han)后(hou)檢(jian)驗
采用(yong)GTAW焊接純銅(tong)與06Cr18Ni11Ti不銹(xiu)鋼管的(de)異種金屬，焊縫成形(xing)美觀、整齊且兩側圓滑過渡。焊后100％RT檢驗，焊縫質量符(fu)合(he)JB／4730-2005《標準射線評(ping)片(pian)尺(chi)、底(di)片(pian)評(ping)片(pian)尺(chi)、有(you)機玻璃評(ping)片(pian)尺(chi)》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。
