一、焊接性分析
杜瓦罐核心部分是一個圓柱形的罐子，罐底是純銅板，圓柱體是亞洲歐美色綜合一區二區在線:06Cr18Ni11Ti 不銹鋼管（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)(tong)與06Cr18Nil1Ti 不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)管的(de)(de)焊(han)接(jie)屬于異種(zhong)金屬的(de)(de)焊(han)接(jie)，二(er)者的(de)(de)物理性(xing)(xing)能相(xiang)差很大。純(chun)銅(tong)(tong)的(de)(de)熔(rong)點比06Cr18Ni11Ti不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)管低400℃左圖5-49 杜瓦罐塞體(ti)示意圖右，而純(chun)銅(tong)(tong)的(de)(de)熱導(dao)率是(shi)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)14倍，因此焊(han)接(jie)時會產生很大的(de)(de)應力。同時兩(liang)種(zhong)母材熔(rong)化后焊(han)縫金屬中含有(you)較(jiao)多碳化物和(he)(he)氮化物，形成(cheng)低熔(rong)點的(de)(de)共晶體(ti)和(he)(he)脆性(xing)(xing)化合物，往往降(jiang)低焊(han)縫金屬的(de)(de)塑性(xing)(xing)和(he)(he)韌性(xing)(xing)，增(zeng)大熱裂(lie)紋和(he)(he)滲透裂(lie)紋傾向。因此，純(chun)銅(tong)(tong)與06Cr18Ni11Ti不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)管的(de)(de)焊(han)接(jie)難度非常大。
二(er)、焊接材料的選(xuan)擇
純銅(tong)(tong)與06Cr18Ni11Ti不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)的(de)(de)焊(han)接(jie)若(ruo)采(cai)用(yong)不銹(xiu)鋼(gang)焊(han)縫，不可避(bi)免會產生熱裂(lie)紋(wen)。選用(yong)鎳及(ji)鎳合(he)金(jin)作為焊(han)接(jie)材料，與銅(tong)(tong)和鐵都能無限互(hu)溶(rong)，能獲(huo)得良好的(de)(de)焊(han)縫質(zhi)量，但(dan)因鎳及(ji)鎳合(he)金(jin)成本(ben)高，且焊(han)接(jie)工(gong)藝復雜，很少(shao)采(cai)用(yong)。最后選用(yong)不含脫氧劑(ji)的(de)(de)純銅(tong)(tong)絲，匹配(pei)CJ301銅(tong)(tong)焊(han)粉(fen)的(de)(de)GTAW工(gong)藝，獲(huo)得了滿意的(de)(de)焊(han)接(jie)接(jie)頭。
三、焊(han)接(jie)工藝(yi)試(shi)驗(yan)
1. 焊(han)前準(zhun)備
焊(han)機采用日本SanRex交(jiao)、直(zhi)流(liu)兩用氬弧焊(han)IA-3001TP，直(zhi)流(liu)正接。
焊(han)(han)(han)接材料選(xuan)擇(ze)：鎢(wu)極是(shi)直(zhi)徑為2.5mm（或3.0mm）的鈰鎢(wu)極，保護(hu)氣體為99.99％（體積(ji)分數）氬氣，填充焊(han)(han)(han)絲為ф2.5mm不含脫氧劑的純銅焊(han)(han)(han)絲，用(yong)無水酒精將(jiang)銅焊(han)(han)(han)粉CJ301調成糊(hu)狀刷(shua)在經預熱的純銅坡(po)口上。
坡口(kou)加工：如(ru)圖5-50所示，車削加工純(chun)銅板(ban)單邊(bian)V形坡口(kou)45°～50°，不留鈍(dun)邊(bian)。背面Q235A鋼襯板(ban)的直(zhi)徑(jing)和厚(hou)度(du)與純(chun)銅板(ban)相同，有一條R8的內圓倒(dao)角(jiao)，如(ru)圖5-51所示。
清理：母材(cai)坡(po)(po)口(kou)面及坡(po)(po)口(kou)兩側15～20mm處(chu)用角(jiao)向(xiang)（或內(nei)圓）打磨機修磨，直(zhi)至露出金屬光澤，用丙酮去除油污(wu)后，用干凈棉紗擦干。
預(yu)熱(re)：焊前預(yu)熱(re)純銅(tong)板到400～500℃，并(bing)進行干(gan)燥處理。
2. 焊接工藝
a. 充(chong)氬：為(wei)了保證根(gen)部熔合良好，焊縫背(bei)面成形美(mei)觀，在純銅板(ban)背(bei)面墊預熱后鋼襯板(ban)。為(wei)了避(bi)免(mian)根(gen)部氧化，管內充(chong)氬保護。
b. 引(yin)弧(hu)：要在石墨板上引(yin)弧(hu)，待電(dian)弧(hu)穩定燃燒后(hou)(hou)移向焊(han)絲純(chun)銅板側，當形(xing)成一(yi)定大小明亮清(qing)晰的熔(rong)池(chi)后(hou)(hou)開始添(tian)絲，然后(hou)(hou)再(zai)移向不銹(xiu)鋼(gang)管側，焊(han)槍左(zuo)右小幅(fu)擺動，保持焊(han)縫兩側熔(rong)合良好。
確(que)定焊接參數(shu)：直流正(zheng)接，焊接參數(shu)見表5-95。
c. 操(cao)作：采用(yong)左焊(han)(han)法。焊(han)(han)槍傾角一(yi)般為70°～85°，噴(pen)嘴(zui)距熔池10～12mm，焊(han)(han)絲的填入(ru)角度(du)一(yi)般為15°～20°。在焊(han)(han)接坡口尚未達(da)到(dao)(dao)熔化(hua)溫度(du)時，焊(han)(han)絲處(chu)于熔池前的氬(ya)氣保(bao)護區，當熔池加(jia)熱(re)到(dao)(dao)一(yi)定溫度(du)后從(cong)熔池邊緣送入(ru)焊(han)(han)絲，添(tian)加(jia)焊(han)(han)絲要(yao)(yao)配合焊(han)(han)槍的運行動作，每次添(tian)加(jia)焊(han)(han)絲長度(du)為8～10mm。開始焊(han)(han)時速度(du)要(yao)(yao)慢些，待母(mu)材達(da)到(dao)(dao)一(yi)定溫度(du)后可適當提高焊(han)(han)速。
d. 接(jie)頭：接(jie)頭處(chu)應重疊10～15mm處(chu)引弧(hu)，剛開始焊(han)時少（或不）加(jia)焊(han)絲，保(bao)持焊(han)縫接(jie)頭平滑過渡。實(shi)際操作時，盡(jin)量(liang)連續完成(cheng)，減少不必要的(de)焊(han)接(jie)接(jie)頭。
e. 收弧：收弧時(shi)應填滿弧坑，且焊槍應在原處停留數秒，便于發揮滯后停氣的保護作用(yong)。
四、焊后檢驗(yan)
采用(yong)GTAW焊接純銅與06Cr18Ni11Ti不銹鋼(gang)管的(de)異種(zhong)金屬(shu)，焊縫成(cheng)形(xing)美觀、整齊且兩側圓(yuan)滑(hua)過(guo)渡。焊后100％RT檢驗，焊縫質(zhi)量符合JB／4730-2005《標準射線評(ping)(ping)片(pian)(pian)(pian)尺、底片(pian)(pian)(pian)評(ping)(ping)片(pian)(pian)(pian)尺、有機玻璃評(ping)(ping)片(pian)(pian)(pian)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。
