在压力容器结构中，采用不锈钢-钢复合板是一种常见又高效的材料组合方式，其结合了承压能力与耐腐蚀性能。然而，这类结构的焊接工艺评定在标准中有特殊的附录规定，本文将基于《NB/T 47014-2023》标准，围绕附录D的主要条款进行详细解读，特别针对实际评定时常见的问题进行案例说明与逻辑剖析，供检验与施工人员参考。

一、三种常见复合板焊接方法概览

标准D.1节指出：不锈钢-钢复合板的焊接工艺评定，除应遵守主文规定外，还应满足本附录要求。常见的三种复合板制造方式如下：

1. 轧制复合法：将不锈钢与碳钢在高温高压下轧制结合，形成冶金键合，适用于大批量连续制造。

2. 爆炸焊接法：利用zha药瞬间爆炸的高能冲击将不锈钢贴合在碳钢基体上，适合异种金属结合，结合强度极高。

3. 堆焊法：采用电弧或激光堆焊方式在碳钢基体上熔敷不锈钢焊材，构成耐腐蚀层，常用于局部强化或内衬工况。

二、母材与焊缝金属厚度的分层评定（D.2条）

1. 分别评定母材厚度

复合板中，不锈钢为“覆层”，碳钢为“基层”，两者在力学性能与使用功能上有本质区别。因此，在评定焊接工艺适用性时，必须将覆层厚度和基层厚度分别评定。

• 例如：试件采用 3mm不锈钢 + 20mm碳钢 的复合板，根据标准：

• 不锈钢 3mm → 适用范围为 2.25 ~ 4.5mm；

• 碳钢 20mm → 适用范围为 10 ~ 40mm。

2. 焊缝金属厚度分层逻辑

焊缝中可能包含多个功能层，尤其在先焊基层后焊覆层的情况下，基层焊缝不仅包括碳钢焊材，还包括连接覆层所需的过渡层焊材。

?? 工程案例说明：

设备筒体采用304/20Mn复合板，焊接顺序如下：

• 道次1~2：使用ER50-6进行基层焊接；

• 道次3：使用ERNiCrMo-3作为过渡层焊材，缓冲碳钢与不锈钢的冶金不兼容；

• 道次4及以上：使用316L不锈钢完成表面焊接。

此时，焊接工艺评定中“基层焊缝金属厚度”应为：碳钢层+过渡层的总和。

这样做的理由是：过渡层虽非碳钢，但承压、结构一体，性能上与基层焊缝共同承担应力作用。

三、覆层不参与强度计算的评定路径（D.3条）

如果设备设计明确“不锈钢覆层仅用于防腐蚀，不计入承压强度”，则评定路径将更灵活。

? 可采用以下任一方式：

1. 仅以基层母材制备试件：无需使用复合板材料，节约成本。

2. 先焊基层后焊覆层的路径下：

• 堆焊金属的化学成分分析（确保Cr、Ni、Mo等元素含量达标）；

• 宏观与显微金相检查，确保界面冶金结合良好，无夹渣、未熔合等缺陷；

• 必要时进行耐蚀性评估（如腐蚀试验或硫酸铜点试等）；

• 金属间结合强度测试，防止脱层或裂纹隐患；

• 焊层厚度和均匀性检查，确认施工一致性。

• 若使用了过渡层焊材，也需将其纳入基层焊缝厚度计算。

• 堆焊操作需满足正文中耐蚀堆焊工艺评定的要求（如成分分析、金属间结合质量等）。

  ?? 此处所述“正文中关于耐蚀堆焊的要求”，主要包括：

3. 先焊覆层再焊基层：则可按常规焊接流程评定。

?? 举例说明：

某换热器壳体使用爆炸焊接复合板，设计说明中“不锈钢覆层不计入强度计算”。焊接评定时：

• 基层评定采用普通Q345R母材；

• 堆焊部分评定遵循《NB/T 47014》正文中关于耐蚀堆焊的要求进行；

• 整体无需拉伸覆层部分，仅评定基体焊缝强度。

此做法不仅符合标准，也确保了焊接接头的性能评定具有“工程代表性”。

四、总结与建议

?? 建议施工及评定单位：

• 评定前务必明确设备设计中“覆层是否参与强度计算”；

• 明确焊接顺序后再选择对应评定路径；

• 多层焊接结构中，合理使用过渡层焊材可有效提升接口可靠性，降低质量风险。