一、焊接性分析
杜瓦罐核心部分是一个圆柱形的罐子，罐底是纯铜板，圆柱体是06Cr18Ni11Ti 不锈钢管（见图5-49）。在保证罐体几何尺寸正确同时，要求能承受12-10Pa的超真空度，且具有较好的密封性。
纯铜与06Cr18Nil1Ti 不锈钢管的焊接属于异种金属的焊接，二者的物理性能相差很大。纯铜的熔点比06Cr18Ni11Ti不锈钢管低400℃左图5-49 杜瓦罐塞体示意图右，而纯铜的热导率是不锈钢的14倍，因此焊接时会产生很大的应力。同时两种母材熔化后焊缝金属中含有较多碳化物和氮化物，形成低熔点的共晶体和脆性化合物，往往降低焊缝金属的塑性和韧性，增大热裂纹和渗透裂纹倾向。因此，纯铜与06Cr18Ni11Ti不锈钢管的焊接难度非常大。
二、焊接材料的选择
纯铜与06Cr18Ni11Ti不锈钢管的焊接若采用不锈钢焊缝，不可避免会产生热裂纹。选用镍及镍合金作为焊接材料，与铜和铁都能无限互溶，能获得良好的焊缝质量，但因镍及镍合金成本高，且焊接工艺复杂，很少采用。最后选用不含脱氧剂的纯铜丝，匹配CJ301铜焊粉的GTAW工艺，获得了满意的焊接接头。
三、焊接工艺试验
1. 焊前准备
焊机采用日本SanRex交、直流两用氩弧焊IA-3001TP，直流正接。
焊接材料选择：钨极是直径为2.5mm（或3.0mm）的铈钨极，保护气体为99.99％（体积分数）氩气，填充焊丝为ф2.5mm不含脱氧剂的纯铜焊丝，用无水酒精将铜焊粉CJ301调成糊状刷在经预热的纯铜坡口上。
坡口加工：如图5-50所示，车削加工纯铜板单边V形坡口45°～50°，不留钝边。背面Q235A钢衬板的直径和厚度与纯铜板相同，有一条R8的内圆倒角，如图5-51所示。
清理：母材坡口面及坡口两侧15～20mm处用角向（或内圆）打磨机修磨，直至露出金属光泽，用丙酮去除油污后，用干净棉纱擦干。
预热：焊前预热纯铜板到400～500℃，并进行干燥处理。
2. 焊接工艺
a. 充氩：为了保证根部熔合良好，焊缝背面成形美观，在纯铜板背面垫预热后钢衬板。为了避免根部氧化，管内充氩保护。
b. 引弧：要在石墨板上引弧，待电弧稳定燃烧后移向焊丝纯铜板侧，当形成一定大小明亮清晰的熔池后开始添丝，然后再移向不锈钢管侧，焊枪左右小幅摆动，保持焊缝两侧熔合良好。
确定焊接参数：直流正接，焊接参数见表5-95。
c. 操作：采用左焊法。焊枪倾角一般为70°～85°，喷嘴距熔池10～12mm，焊丝的填入角度一般为15°～20°。在焊接坡口尚未达到熔化温度时，焊丝处于熔池前的氩气保护区，当熔池加热到一定温度后从熔池边缘送入焊丝，添加焊丝要配合焊枪的运行动作，每次添加焊丝长度为8～10mm。开始焊时速度要慢些，待母材达到一定温度后可适当提高焊速。
d. 接头：接头处应重叠10～15mm处引弧，刚开始焊时少（或不）加焊丝，保持焊缝接头平滑过渡。实际操作时，尽量连续完成，减少不必要的焊接接头。
e. 收弧：收弧时应填满弧坑，且焊枪应在原处停留数秒，便于发挥滞后停气的保护作用。
四、焊后检验
采用GTAW焊接纯铜与06Cr18Ni11Ti不锈钢管的异种金属，焊缝成形美观、整齐且两侧圆滑过渡。焊后100％RT检验，焊缝质量符合JB／4730-2005《标准射线评片尺、底片评片尺、有机玻璃评片尺》中II级的规定。
按照焊接工艺试验的成功经验对产品进行了焊接，除了进行焊后检验外，产品参照GB／T 5458-1997《液氮生物容器》标准要求，用测量精度高于0.1mm的量具检验杜瓦罐产品颈管内径、塞体外径等均满足要求。用仪器灵敏度高于6.7×10-10Pa·㎡/s的氦质谱检漏仪对产品进行检漏，达到了规定标准，杜瓦罐静态液氮保存期达到优等品的要求。
