本發明屬于焊接技術領域，涉及一種免充氬保護焊接方法，具體涉及一種適用于中小徑奧氏體不銹鋼管內壁免充氬保護對接焊接方法。
背景技術：
核電站常規島中小徑不銹鋼管道主要材質為304/316/316L奧氏體不銹鋼，該系列不銹鋼具有優良的耐腐蝕性、耐熱性和塑性、可焊性良好；對接焊接過程中，現場采用氬弧焊或氬弧加電弧焊方式進行焊接實施。為保證背面焊接質量，防止背部氧化，需持續進行內壁充氬保護至焊縫壁厚超過4mm。但個別焊口因受管徑、接頭形式、焊縫位置、焊接順序的限制，常無法進行內壁充氬保護，而采用母材內壁兩側涂抹免充氬保護劑方式替代進行防氧化保護。
內壁兩側合理控制涂抹免充氬保護劑，可有效提高現場焊接效率，改進焊口根部成型及焊縫質量效果。常規免充氬保護焊接方式因涂抹過程無程序規范限制，對于中小徑管道，現場實施免充氬保護的個別焊口均存在管徑、位置等外部限制，免充氬劑對兩側母材內壁涂抹的過程必然存在盲區，局部涂抹量過少，會導致局部防護失效，并引起焊縫成型不良，焊縫成型檢驗無法合格；局部涂抹量過大，免充氬保護劑無法全部溶解于熔池發生反應，導致存在受熱結渣，且無法溶解于管系內介質中，投入使用后結渣脫落，對中小徑管道下游泵葉、閥門帶來異物風險。
技術實現要素：
本發明目的是為了克服現有技術的不足而提供一種適用于中小徑奧氏體不銹鋼管內壁免充氬保護對接焊接方法。
為達到上述目的，本發明所采用的技術方案為：一種適用于中小徑奧氏體不銹鋼管內壁免充氬保護對接焊接方法，它包括以下步驟：
（a）在待焊接不銹鋼管端面制作坡口，使得所述坡口鈍邊厚度大于1mm；
（b）在所述鈍邊和不銹鋼焊絲表面涂抹免充氬保護劑，進行根部打底層氬弧焊接，隨后打磨焊層外表面以保證無焊渣殘留；
（c）使用未涂抹免充氬保護劑的不銹鋼焊絲繼續逐層焊接至焊層厚度大于4mm，每層焊接時打磨焊層外表面以保證無焊渣殘留；
（d）繼續焊接至焊縫成型。
優化地，所述步驟（b）中，涂抹免充氬保護劑后進行檢查確保所述鈍邊兩側無免充氬保護劑粘附。
進一步地，所述步驟（b）中，進行根部打底層氬弧焊接時確保層間溫度不超過150℃。
進一步地，所述步驟（b）和所述步驟（c）中，打磨焊層外表面去除焊縫厚度的1/3以保證無焊渣殘留。
優化地，所述步驟（c）中，當每層焊接存在多道焊道時，后焊焊道壓住先焊焊道的1/3~1/2。
由于上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點：本發明適用于中小徑奧氏體不銹鋼管內壁免充氬保護對接焊接方法，通過在不銹鋼管端面制作坡口，并且在鈍邊和不銹鋼焊絲表面涂抹免充氬保護劑，這樣在焊接時鈍邊完全熔化使得焊層內表面與空氣接觸面發生反應生成無機保護膜，并緊密附著于焊縫內表面；焊縫內壁不再涂抹免充氬保護劑，不存在內壁過量涂抹后余料受熱結渣帶來異物風險；免充氬保護劑用量合理，避免過度使用為焊縫引入雜質元素及不必要的成本浪費。
附圖說明
圖1為本發明適用于中小徑奧氏體不銹鋼管內壁免充氬保護對接焊接方法的部分流程圖。
具體實施方式
下面將結合附圖對本發明優選實施方案進行詳細說明。
如圖1所示，本發明適用于中小徑奧氏體不銹鋼管內壁免充氬保護對接焊接方法，它包括以下步驟：
（a）在待焊接不銹鋼管端面制作坡口（該坡口如圖1所示，兩個不銹鋼管之間的焊縫由其內表面向外表面逐漸變大，而與內表面相鄰的坡口鈍邊間形成環形柱狀縫隙），使得坡口鈍邊厚度P大于1mm；
（b）在鈍邊和不銹鋼焊絲表面涂抹免充氬保護劑（免充氬保護劑用量合理，避免過度使用為焊縫引入雜質元素及不必要的成本浪費），涂抹免充氬保護劑后進行檢查確保鈍邊兩側無免充氬保護劑粘附（替代常規母材內壁涂抹方式，以達到對熔池充分保護效果且避免了不可溶異物殘留）；隨后利用涂抹免充氬保護劑的不銹鋼焊絲進行根部打底層（打底層為與坡口鈍邊相對應的縫隙區域）氬弧焊接（焊接參數參見表1），打底層焊接完成后，鈍邊完全熔化，焊層內表面與空氣接觸面發生反應，生成無機保護膜（該無機保護膜可逐步溶解于介質中，在工況條件下逐步溶解），并緊密附著于焊縫內表面，達到防氧化保護效果，且焊接成型質量佳；焊層外表面氬弧焊槍氣保護作用區域形成少量焊渣，凝固于焊縫外表面，隨后打磨焊層外表面去除對應焊縫厚度的1/3以保證無焊渣殘留；
（c）使用未涂抹免充氬保護劑的同規格不銹鋼焊絲繼續逐層焊接至焊層整體厚度大于4mm，單層焊接時打磨去除外表面1/3焊縫厚度（焊層對應焊縫的厚度），并保證無明顯觀察到焊渣殘留；單層焊接中如存在多道焊道，后焊焊道需壓先焊焊道的1/3~1/2；
（d）繼續焊接至焊縫成型。
上述步驟的優點在于：針對核電站常規島中小徑不銹鋼管道焊接質量要求高，管道防異物風險要求嚴，而對因受管徑、接頭形式、焊縫位置、焊接順序限制的個別焊口進行工序規范操作的免充氬焊接實施方法，無需增加額外特殊設備或耗材，可有效提高中小口徑奧氏體不銹鋼管道免充氬焊接接頭質量合格率，避免內壁異物殘留為機組安全運行帶來的隱患。
在本實施例中，所述步驟（b）中，進行根部打底層氬弧焊接時降低熱輸入水平以確保層間溫度不超過150℃，避免根層焊縫因不銹鋼熱傳導率低引起焊縫內表面超溫，氧化加快，同時有效改善根層焊縫的塑韌性能。步驟（b）和步驟（c）中的焊接工藝基本一致，其可根據焊層外表面焊渣殘留量調節層間打磨量。而步驟（d）中的焊接工藝與步驟（b）中的略有不同，具體為：坡口部位無殘留免充氬保護劑，焊接電流可根據現場實際情況，在工藝范圍之內由焊工控制調節。
表1為本發明適用于中小徑奧氏體不銹鋼管內壁免充氬保護對接各層焊接參數控制表
上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發明的內容并據以實施，并不能以此限制本發明的保護范圍。凡根據本發明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。