本发明属于焊接技术领域，涉及一种免充氩保护焊接方法，具体涉及一种适用于中小径奥氏体不锈钢管内壁免充氩保护对接焊接方法。
背景技术：
核电站常规岛中小径不锈钢管道主要材质为304/316/316L奥氏体不锈钢，该系列不锈钢具有优良的耐腐蚀性、耐热性和塑性、可焊性良好；对接焊接过程中，现场采用氩弧焊或氩弧加电弧焊方式进行焊接实施。为保证背面焊接质量，防止背部氧化，需持续进行内壁充氩保护至焊缝壁厚超过4mm。但个别焊口因受管径、接头形式、焊缝位置、焊接顺序的限制，常无法进行内壁充氩保护，而采用母材内壁两侧涂抹免充氩保护剂方式替代进行防氧化保护。
内壁两侧合理控制涂抹免充氩保护剂，可有效提高现场焊接效率，改进焊口根部成型及焊缝质量效果。常规免充氩保护焊接方式因涂抹过程无程序规范限制，对于中小径管道，现场实施免充氩保护的个别焊口均存在管径、位置等外部限制，免充氩剂对两侧母材内壁涂抹的过程必然存在盲区，局部涂抹量过少，会导致局部防护失效，并引起焊缝成型不良，焊缝成型检验无法合格；局部涂抹量过大，免充氩保护剂无法全部溶解于熔池发生反应，导致存在受热结渣，且无法溶解于管系内介质中，投入使用后结渣脱落，对中小径管道下游泵叶、阀门带来异物风险。
技术实现要素：
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种适用于中小径奥氏体不锈钢管内壁免充氩保护对接焊接方法。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种适用于中小径奥氏体不锈钢管内壁免充氩保护对接焊接方法，它包括以下步骤：
（a）在待焊接不锈钢管端面制作坡口，使得所述坡口钝边厚度大于1mm；
（b）在所述钝边和不锈钢焊丝表面涂抹免充氩保护剂，进行根部打底层氩弧焊接，随后打磨焊层外表面以保证无焊渣残留；
（c）使用未涂抹免充氩保护剂的不锈钢焊丝继续逐层焊接至焊层厚度大于4mm，每层焊接时打磨焊层外表面以保证无焊渣残留；
（d）继续焊接至焊缝成型。
优化地，所述步骤（b）中，涂抹免充氩保护剂后进行检查确保所述钝边两侧无免充氩保护剂粘附。
进一步地，所述步骤（b）中，进行根部打底层氩弧焊接时确保层间温度不超过150℃。
进一步地，所述步骤（b）和所述步骤（c）中，打磨焊层外表面去除焊缝厚度的1/3以保证无焊渣残留。
优化地，所述步骤（c）中，当每层焊接存在多道焊道时，后焊焊道压住先焊焊道的1/3~1/2。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明适用于中小径奥氏体不锈钢管内壁免充氩保护对接焊接方法，通过在不锈钢管端面制作坡口，并且在钝边和不锈钢焊丝表面涂抹免充氩保护剂，这样在焊接时钝边完全熔化使得焊层内表面与空气接触面发生反应生成无机保护膜，并紧密附着于焊缝内表面；焊缝内壁不再涂抹免充氩保护剂，不存在内壁过量涂抹后余料受热结渣带来异物风险；免充氩保护剂用量合理，避免过度使用为焊缝引入杂质元素及不必要的成本浪费。
附图说明
图1为本发明适用于中小径奥氏体不锈钢管内壁免充氩保护对接焊接方法的部分流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明优选实施方案进行详细说明。
如图1所示，本发明适用于中小径奥氏体不锈钢管内壁免充氩保护对接焊接方法，它包括以下步骤：
（a）在待焊接不锈钢管端面制作坡口（该坡口如图1所示，两个不锈钢管之间的焊缝由其内表面向外表面逐渐变大，而与内表面相邻的坡口钝边间形成环形柱状缝隙），使得坡口钝边厚度P大于1mm；
（b）在钝边和不锈钢焊丝表面涂抹免充氩保护剂（免充氩保护剂用量合理，避免过度使用为焊缝引入杂质元素及不必要的成本浪费），涂抹免充氩保护剂后进行检查确保钝边两侧无免充氩保护剂粘附（替代常规母材内壁涂抹方式，以达到对熔池充分保护效果且避免了不可溶异物残留）；随后利用涂抹免充氩保护剂的不锈钢焊丝进行根部打底层（打底层为与坡口钝边相对应的缝隙区域）氩弧焊接（焊接参数参见表1），打底层焊接完成后，钝边完全熔化，焊层内表面与空气接触面发生反应，生成无机保护膜（该无机保护膜可逐步溶解于介质中，在工况条件下逐步溶解），并紧密附着于焊缝内表面，达到防氧化保护效果，且焊接成型质量佳；焊层外表面氩弧焊枪气保护作用区域形成少量焊渣，凝固于焊缝外表面，随后打磨焊层外表面去除对应焊缝厚度的1/3以保证无焊渣残留；
（c）使用未涂抹免充氩保护剂的同规格不锈钢焊丝继续逐层焊接至焊层整体厚度大于4mm，单层焊接时打磨去除外表面1/3焊缝厚度（焊层对应焊缝的厚度），并保证无明显观察到焊渣残留；单层焊接中如存在多道焊道，后焊焊道需压先焊焊道的1/3~1/2；
（d）继续焊接至焊缝成型。
上述步骤的优点在于：针对核电站常规岛中小径不锈钢管道焊接质量要求高，管道防异物风险要求严，而对因受管径、接头形式、焊缝位置、焊接顺序限制的个别焊口进行工序规范操作的免充氩焊接实施方法，无需增加额外特殊设备或耗材，可有效提高中小口径奥氏体不锈钢管道免充氩焊接接头质量合格率，避免内壁异物残留为机组安全运行带来的隐患。
在本实施例中，所述步骤（b）中，进行根部打底层氩弧焊接时降低热输入水平以确保层间温度不超过150℃，避免根层焊缝因不锈钢热传导率低引起焊缝内表面超温，氧化加快，同时有效改善根层焊缝的塑韧性能。步骤（b）和步骤（c）中的焊接工艺基本一致，其可根据焊层外表面焊渣残留量调节层间打磨量。而步骤（d）中的焊接工艺与步骤（b）中的略有不同，具体为：坡口部位无残留免充氩保护剂，焊接电流可根据现场实际情况，在工艺范围之内由焊工控制调节。
表1为本发明适用于中小径奥氏体不锈钢管内壁免充氩保护对接各层焊接参数控制表
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。