一(yi)、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，圓柱體是香蕉視頻app下載蘋果版: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)(chun)銅與06Cr18Nil1Ti 不(bu)銹(xiu)鋼管的(de)焊(han)接(jie)屬(shu)于異(yi)種(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)的(de)焊(han)接(jie)，二者(zhe)的(de)物(wu)(wu)理性(xing)(xing)能相差很大(da)。純(chun)(chun)銅的(de)熔點比(bi)06Cr18Ni11Ti不(bu)銹(xiu)鋼管低400℃左圖(tu)5-49 杜瓦罐塞體示意圖(tu)右，而純(chun)(chun)銅的(de)熱(re)導率是不(bu)銹(xiu)鋼的(de)14倍(bei)，因此(ci)焊(han)接(jie)時會產(chan)生很大(da)的(de)應力。同(tong)時兩種(zhong)母材熔化后焊(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)中含有較多(duo)碳化物(wu)(wu)和氮化物(wu)(wu)，形成低熔點的(de)共晶體和脆性(xing)(xing)化合物(wu)(wu)，往往降低焊(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)的(de)塑性(xing)(xing)和韌(ren)性(xing)(xing)，增大(da)熱(re)裂(lie)紋和滲透裂(lie)紋傾向(xiang)。因此(ci)，純(chun)(chun)銅與06Cr18Ni11Ti不(bu)銹(xiu)鋼管的(de)焊(han)接(jie)難度非常大(da)。
二、焊接材(cai)料的選擇
純(chun)銅與06Cr18Ni11Ti不銹(xiu)(xiu)鋼管(guan)的(de)(de)(de)焊接(jie)若采用(yong)不銹(xiu)(xiu)鋼焊縫，不可(ke)避免會(hui)產生熱裂(lie)紋。選用(yong)鎳及(ji)鎳合金(jin)作為(wei)焊接(jie)材料(liao)，與銅和鐵都能(neng)無限(xian)互溶，能(neng)獲得(de)良好的(de)(de)(de)焊縫質量，但因(yin)鎳及(ji)鎳合金(jin)成本(ben)高，且焊接(jie)工(gong)藝(yi)復雜(za)，很少(shao)采用(yong)。最(zui)后選用(yong)不含脫氧劑的(de)(de)(de)純(chun)銅絲，匹配CJ301銅焊粉(fen)的(de)(de)(de)GTAW工(gong)藝(yi)，獲得(de)了滿(man)意的(de)(de)(de)焊接(jie)接(jie)頭。
三、焊接工藝試驗
1. 焊(han)前準備
焊(han)機(ji)采用日本SanRex交、直流(liu)兩用氬弧焊(han)IA-3001TP，直流(liu)正接(jie)。
焊接材(cai)料選(xuan)擇：鎢(wu)極(ji)是直徑為(wei)2.5mm（或3.0mm）的(de)鈰鎢(wu)極(ji)，保護(hu)氣體為(wei)99.99％（體積(ji)分數）氬氣，填(tian)充焊絲(si)為(wei)ф2.5mm不(bu)含脫氧劑的(de)純銅(tong)焊絲(si)，用無水酒精將(jiang)銅(tong)焊粉CJ301調成糊狀刷在經預(yu)熱(re)的(de)純銅(tong)坡口上。
坡口加(jia)工(gong)：如圖5-50所示(shi)，車(che)削(xue)加(jia)工(gong)純(chun)銅板(ban)(ban)單邊V形坡口45°～50°，不留鈍邊。背(bei)面(mian)Q235A鋼襯(chen)板(ban)(ban)的直徑(jing)和(he)厚度與純(chun)銅板(ban)(ban)相同，有(you)一條R8的內圓(yuan)倒角(jiao)，如圖5-51所示(shi)。
清理(li)：母材坡口面及坡口兩側(ce)15～20mm處用角向(xiang)（或內(nei)圓(yuan)）打磨機修磨，直至露出金屬(shu)光(guang)澤(ze)，用丙酮去除油污后，用干(gan)凈(jing)棉紗(sha)擦干(gan)。
預熱：焊前預熱純銅板(ban)到400～500℃，并進行干(gan)燥處理。
2. 焊接工藝
a. 充(chong)(chong)氬(ya)：為(wei)了保證根(gen)(gen)部熔合(he)良好，焊縫(feng)背(bei)(bei)面(mian)成形美觀，在純銅板(ban)背(bei)(bei)面(mian)墊預熱后鋼襯板(ban)。為(wei)了避免根(gen)(gen)部氧化，管(guan)內充(chong)(chong)氬(ya)保護。
b. 引(yin)弧(hu)：要在石墨板(ban)上引(yin)弧(hu)，待(dai)電弧(hu)穩(wen)定(ding)燃燒后移(yi)向(xiang)焊(han)絲純銅板(ban)側，當形成一定(ding)大小明(ming)亮清晰的熔池后開始添絲，然后再移(yi)向(xiang)不銹鋼管側，焊(han)槍(qiang)左右(you)小幅擺動(dong)，保持焊(han)縫(feng)兩側熔合良好。
確定焊接(jie)參數：直流正(zheng)接(jie)，焊接(jie)參數見表5-95。
c. 操作：采用(yong)左焊法。焊槍傾角一般為70°～85°，噴嘴距熔(rong)池(chi)10～12mm，焊絲(si)的(de)填入角度一般為15°～20°。在(zai)焊接坡(po)口(kou)尚未(wei)達(da)(da)到熔(rong)化溫(wen)度時(shi)，焊絲(si)處于熔(rong)池(chi)前(qian)的(de)氬氣保(bao)護區，當(dang)熔(rong)池(chi)加(jia)熱到一定溫(wen)度后從熔(rong)池(chi)邊緣送入焊絲(si)，添(tian)加(jia)焊絲(si)要配合焊槍的(de)運行動作，每(mei)次添(tian)加(jia)焊絲(si)長度為8～10mm。開始焊時(shi)速(su)度要慢(man)些，待母材達(da)(da)到一定溫(wen)度后可適當(dang)提高焊速(su)。
d. 接頭(tou)：接頭(tou)處(chu)(chu)應重(zhong)疊10～15mm處(chu)(chu)引弧，剛開始(shi)焊(han)(han)時少（或不）加焊(han)(han)絲，保持焊(han)(han)縫(feng)接頭(tou)平(ping)滑過渡。實(shi)際操作時，盡量連(lian)續完成，減少不必要的焊(han)(han)接接頭(tou)。
e. 收(shou)弧(hu)：收(shou)弧(hu)時應填滿(man)弧(hu)坑(keng)，且(qie)焊(han)槍應在原處停(ting)(ting)留(liu)數秒，便于發(fa)揮滯(zhi)后停(ting)(ting)氣的保護(hu)作用。
四(si)、焊后檢驗(yan)
采用GTAW焊(han)接純銅(tong)與06Cr18Ni11Ti不銹鋼管(guan)的異種金屬，焊(han)縫成形美觀、整齊且兩側(ce)圓滑(hua)過渡。焊(han)后(hou)100％RT檢驗，焊(han)縫質(zhi)量符合(he)JB／4730-2005《標準(zhun)射線評(ping)片(pian)尺(chi)(chi)、底片(pian)評(ping)片(pian)尺(chi)(chi)、有機玻璃評(ping)片(pian)尺(chi)(chi)》中(zhong)II級的規(gui)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。
