本发明涉及烧结焊剂领域，具体涉及一种配合eq309lnb焊带使用的高效309nb单层带极堆焊用烧结焊剂及制备方法。
背景技术：
目前，随着加氢工艺装置的大型化，设备内壁的耐蚀衬里需要堆焊的面积加大，在反应器内部堆焊不锈钢耐蚀层，通常选用高效、快速的带极堆焊。双层带极堆焊是目前普遍采用的堆焊工艺方法，但该方法存在的首要问题是制造工期长，焊接材料使用量大，从而提高了设备制造厂的生产成本，制约着设备制造厂的发展。单层带极堆焊是近年国内采用的堆焊方法，提高了堆焊效率，缩短了设备的制造工期，同时降低了生产成本。加氢设备的内壁带极堆焊材料通常选用309nb焊带和匹配焊剂，传统单层堆焊焊接速度大约在160-250mm/min；若是要求提高效率，采用高速单层电渣堆焊，焊接速度大约在300-350mm/min，大多数焊材厂家309nb焊带和匹配焊剂也都在这个水平上。但是该焊接速度也不能满足目前对309nb焊带和匹配焊剂工作效率的要求，焊接速度不能得到显著提高。如何开发出一种能够与309nb焊带相匹配的焊剂，进而提高焊接速度，提高工作效率，是目前需要解决的问题。
公告号为cn109483083a，专利名称为核电用不锈钢带极埋弧堆焊焊带、烧结焊剂和核电用不锈钢带极埋弧堆焊的方法，公开出了采用“caf2，al2o3，sio2，cao，mgo，cr，ni，合金剂和粘结剂”作为焊剂匹配不锈钢带极埋弧堆焊焊带，具有稀渣、造渣、改善焊道成形的作用，还能抑制nb元素增加导致的粘渣问题，并且能够提高焊接接头熔敷金属的抗拉强度。可以采用的焊剂最终是为了提高焊接接头熔敷金属的抗拉强度。该专利焊剂组分虽然与本申请相似，但是其用量与本申请不同，caf2和al2o3的比例为0.23～1；明显小于3.7，采用此组分的焊剂与309nb焊带配合，在焊接速度为400-500mm/min时，就会存在熔渣的导电性不够，容易造成焊带直接粘在母材上导致短路造成堆焊过程不能继续，同时也容易造成熔渣的覆盖不好的问题，因此就不能提高焊接速度，由该专利可知，其焊接的速度为140～170mm/min，也就是该文件只有在此速度下才能实现其发明目的，而且该文件也没有给出如何提高焊接速度，实现焊剂与309nb焊带配合使用的技术内容。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决无法实现在400-500mm/min焊接速度下与309nb焊带配合焊接，以提高工作效率的问题。而提供一种配合eq309lnb焊带使用的高效309nb单层带极堆焊用烧结焊剂及制备方法。
本发明的一种配合eq309lnb焊带使用的高效309nb单层带极堆焊用烧结焊剂，它以重量计组分为：caf270～80份，al2o315～20份，sio24～10份，cao2～8份，mgo1～5份，合金剂1～2份和粘结剂10～15份；
所述的eq309lnb焊带以质量百分含量组分为：c≤0.02％，si≤0.65％，mn1.5～2.5％，cr23.0～25.0％，ni12.0～13.0％，nb0.7～1.0％，n≤0.06％，cu≤0.20％，s≤0.010％，p≤0.020％，mo≤0.20，其余为fe。
将上述将烧结焊剂的原料混合，再依次经造粒和烧结，即完成烧结焊剂的制备。
本发明包含与以下有益效果：
本发明焊剂匹配与309nb焊带堆焊，效率较普通单层带极堆焊提高60-100％，较高速带极带极堆焊提高33-67％，大大提高了加氢设备内壁堆焊的工作效率，缩短了设备的制造工期。本发明的烧结焊剂匹配309nb焊带进行单层堆焊，焊接速度能够达到400-500mm/min，在化学成分、力学性能和耐腐蚀性能满足要求的情况下，极大提高了加氢设备内壁堆焊的工作效率。
本发明发现，当焊接速度为400-500mm/min，caf2和al2o3的比例低于3.7时，熔渣的导电性不够，容易造成焊带直接粘在母材上导致短路造成堆焊过程不能继续，同时也容易造成熔渣的覆盖不好；caf2和al2o3的比例高于5时，caf2量的增多，电渣堆焊过程中易出现电弧，同时飞溅增加，导致堆焊过程不能继续。
为了解决上述问题，本发明将烧结焊剂中caf2和al2o3的比例调整为3.7-5，增加熔渣的导电性来解决焊接速度的问题，从而发明出高效309nb单层带极堆焊用焊剂。同时配合其他组分的用量调整，实现下述作用。
烧结焊剂其它组元的作用解释如下：
sio2：主要起脱渣作用，因为焊剂匹配专用309nb焊带进行单层堆焊，nb元素易于al2o3、cao和mgo等形成尖晶石化合物造成粘渣，而sio2从高温冷却到低温共有四个相变过程，当晶格改变时伴随有体积的变化，对脱渣有良好的作用。当sio2的含量低于4份，对脱渣性改善不大，当sio2的含量超过10份后，堆焊焊道的波纹变粗，成形不好，因此，sio2的含量为4-10份。
cao：主要起造渣和改善成形作用，当cao的含量低于2份，造渣剂少，焊道覆盖不全，当cao的含量超过8份后，堆焊焊道的波纹变粗，成形不好，因此，cao的含量为2-8份。
mgo：主要起造渣和改善搭接作用，当mgo的含量低于1份，焊道搭接出现咬边，当mgo的含量超过5份后，熔渣过多，道边出现黑渣，因此，mgo的含量为1-5份。
合金剂：补充堆焊层合金，调整堆焊层铁素体含量，合金剂主要是cr和ni，以金属铬粉和镍粉形式加入。
粘结剂：1:1钾钠水玻璃，主要起粘结作用，提高焊剂的颗粒强度。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式的一种配合eq309lnb焊带使用的高效309nb单层带极堆焊用烧结焊剂，其特征在于它以重量计组分为：caf270～80份，al2o315～20份，sio24～10份，cao2～8份，mgo1～5份，合金剂1～2份和粘结剂10～15份；
所述的eq309lnb焊带以质量百分含量组分为：c≤0.02％，si≤0.65％，mn1.5～2.5％，cr23.0～25.0％，ni12.0～13.0％，nb0.7～1.0％，n≤0.06％，cu≤0.20％，s≤0.010％，p≤0.020％，mo≤0.20，其余为fe。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点在于：所述的烧结焊剂以重量计组分为：caf274～80份，al2o318～20份，sio25～8份，cao3～7份，mgo1.5～4份，合金剂1.3～2份和粘结剂12～15份。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同点在于：所述的烧结焊剂以重量计组分为：caf274～77份，al2o316～20份，sio25～8份，cao3～6份，mgo2～4份，合金剂1.5～2份和粘结剂12～15份。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同点在于：所述的烧结焊剂以重量计组分为：caf270～77份，al2o315～20份，sio25～8份，cao3～6份，mgo2～4份，合金剂1.5～2份和粘结剂12～15份。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一不同点在于：合金剂是由cr和ni按质量比为1:0.3的比例组成。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一不同点在于：粘结剂是由钠水玻璃和钾水玻璃组成；其中，钠水玻璃和钾水玻璃的质量比为1：1。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一不同点在于：所述的309nb单层带极堆焊用烧结焊剂与eq309lnb焊带进行堆焊时的焊接速度为400-500mm/min。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一不同点在于：所述的焊接速度为450-500mm/min。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式九：本实施方式的一种配合eq309lnb焊带使用的高效309nb单层带极堆焊用烧结焊剂制备方法，包括以下步骤：将所述烧结焊剂组分对应的原料混合，再依次经造粒和烧结，得到烧结焊剂。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式九不同点在于：所述的烧结温度为700-850℃。其它与具体实施方式九相同。
本发明内容不仅限于上述各实施方式的内容，其中一个或几个具体实施方式的组合同样也可以实现发明的目的。
通过以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例1
为了确定本发明的适用性，选择2种焊剂配方进行试验，见表1所示，匹配专用eq309lnb焊带进行单层堆焊试验，焊带成分符合gb/t29713-2013、iso14343-2017和nb/t47018.5-2017标准，焊带成分见表2所示。焊接速度选3种，分别是400mm/min，450mm/min，500mm/min，堆焊层厚度为4.8mm，具体焊接工艺参数和熔敷效率见表3所示，母材采用2.25cr-1mo钢板，母材厚度50mm，分别测量了堆焊层弯曲性能和腐蚀性能，热处理工艺为：加热温度690℃、保温32h、降到300℃、空冷。侧弯试验按照gb/t2653-2008要求进行，腐蚀试验按照gb4334-2008e法要求进行，6种堆焊层侧弯均合格，均无晶间腐蚀倾向。距堆焊层表面3mm取化学成分，按照wrc-92图法计算了6种堆焊层的铁素体含量，堆焊层化学成分和铁素体计算结果见表4所示。
表1焊剂配方
表2eq309lnb焊带化学成分(wt.％)
表3309nb单层带极堆焊工艺参数
表4309nb堆焊层化学成分及铁素体含量(wt.％)
从表3的熔敷效率看出，本实施例的高效309nb单层带极堆焊用烧结焊剂的效率要比普通高速烧结焊剂的提高33-67％。
从表4可以看出，本实施例的高效309nb单层带极堆焊用烧结焊剂匹配专用309nb焊带堆焊，堆焊层化学成分和铁素体含量满足标准要求。