馬氏體型不銹鋼管與珠光體鋼管的焊接性，主要取決于馬氏體不銹鋼的特性。馬氏體不銹鋼在常溫的組織多為硬脆的馬氏體，所以焊接性很差，它也是這類異種鋼材副焊接接頭易產(chǎn)生冷裂紋和脆化現(xiàn)象的主要原因。隨著鋼中碳含量的增高以及結(jié)構(gòu)厚度和拘束度的增大，冷裂紋傾向增大。由于焊接熱循環(huán)的作用，馬氏體型不銹鋼有較大的過熱傾向，晶粒易粗化，熱影響區(qū)會出現(xiàn)粗大的鐵素體和碳化物組織，塑性降低，冷卻時能引起脆化，如果再有氫的作用，冷裂紋傾向就更加明顯。

  這類異種鋼副焊接時同樣存在焊縫稀釋和形成過渡層的問題。如果焊接材料選擇不當(dāng)，導(dǎo)致珠光體鋼一側(cè)焊縫出現(xiàn)低碳層，而馬氏體鋼緊貼焊縫一側(cè)的碳含量降低，變成了鐵素體組織，并使該焊接接頭的焊縫組織成為奧氏體＋鐵素體。鐵素體的晶粒粗大而軟化，最后會出現(xiàn)低塑性或低應(yīng)力的或兩者兼?zhèn)涞膮^(qū)帶，極容易遭到破壞。有關(guān)馬氏不銹鋼（20Cr13）與珠光體鋼（25鋼）的焊縫及熱影響區(qū)的組織與預(yù)熱溫度之間關(guān)系見表5-23。

 為了克服上述缺點，在焊接工藝上要注意下列幾個方面。

1. 焊接材料的選用

  馬氏體型不銹鋼管與珠光體鋼管焊接接頭的焊縫化學(xué)成分主要取決于填充金屬。為了保證結(jié)構(gòu)使用性能的要求，焊縫成分應(yīng)力求接近于其中一種鋼的成分。例如，馬氏體型不銹鋼（12Cr13）和珠光體鋼（Q235）采用焊條電弧焊時，選用J520（E5002型）焊條施焊，焊縫金屬w（Cr）為5％～6％，經(jīng)回火處理后，具有良好的力學(xué)性能；選用G307（E430型）焊條施焊，焊縫金屬中w（Cr）增至6％～11％，而焊縫金屬的塑性及韌性比用結(jié)構(gòu)鋼焊條低，其抗裂性也較差；若選用與這兩類鋼完全不同成分的奧氏體不銹鋼焊條來焊接時，焊縫金屬可得到奧氏體組織，其抗裂紋性能較好，但是回火熱處理過程中，容易產(chǎn)生碳的遷移，且奧氏體不銹鋼的線脹系數(shù)比馬氏體型不銹鋼大約50％，使焊縫組織產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，促使冷裂紋的形成，這是不可取的。所以應(yīng)避免使用奧氏體不銹鋼焊接材料來焊接上述兩類鋼，特別是受壓容器或管道的焊接接頭更不能用它作為焊接材料。

  浙江至德鋼業(yè)有限公司采用馬氏體耐熱不銹鋼F12（相當(dāng)我國鋼牌號22Cr12NiMoWV，GB／T 4238-2007）鋼與珠光體耐熱鋼15Cr1Mo1V（見表5-24）焊接時，選用R337（E5515-B2-VNb）、R407（E6015-B3型）和R817 （E11MoVNiW型）幾種牌號焊條（其熔敷金屬的化學(xué)成分見表5-25）進行了對比試驗。所焊成的焊接接頭進行回火處理（740℃，保溫2h），然后經(jīng)550℃時效處理時，選擇不同的保溫時間，分別進行對比發(fā)現(xiàn)R337焊條焊成的上述異種鋼焊接接頭，經(jīng)過回火處理，再進行550℃時效處理，保溫時間分別為72h、144h、215h、288h及430h，均未發(fā)現(xiàn)脫碳層和增碳層。這是由于R337焊條中含有鈮的碳化物形成元素，對防止碳擴散有較明顯的效果，其力學(xué)性能也較好（沖擊韌度值ak＞100J／c㎡，硬度值＞250HBW）。為了保證其焊縫的高溫強度與馬氏體不銹耐熱鋼相當(dāng)，要求焊縫中心厚度必須達到馬氏體不銹耐熱鋼管壁厚度的1.2倍。其他兩種焊條的焊縫在15CrlMo1V鋼一側(cè)均出現(xiàn)程度不一的脫碳層。

2. 坡口形式

  馬氏體不銹鋼常作為耐熱鋼使用，珠光體耐熱鋼大多是電站鍋爐主蒸汽管、過熱器、再熱器集箱和再熱蒸汽管道的材料。這些場合對管子對接焊時的坡口形式要求嚴格，既要保證焊縫質(zhì)量，避免焊縫根部出現(xiàn)缺陷，又要便于操作，還要滿足無損檢測時所需要的空間。

  重要管道常見的坡口形式有V形、U形和雙V形三種基本類型，如圖5-13所示。

3. 預(yù)熱溫度與層間溫度

  焊前預(yù)熱和層間溫度的控制對減少裂紋的形成有一定影響；預(yù)熱溫度按馬氏體型不銹鋼要求選擇，要控制在300～400℃，層間溫度也控制在這個溫度范圍。預(yù)熱溫度過高，會導(dǎo)致焊縫冷卻速度變慢，有可能引起焊接接頭晶粒邊界碳化物的析出和形成鐵素體組織。這種碳化物＋鐵素體組織，會大大降低焊接接頭的沖擊韌度。預(yù)熱溫度過低，則起不到對材質(zhì)的預(yù)熱作用，無法防止裂紋的形成。

  為了保持預(yù)熱溫度，一般在管道的接口邊緣安裝三只熱電偶測量溫度，利用感應(yīng)圈加熱來維持溫度。在整個焊接過程中，須指定專人檢查，當(dāng)?shù)陀陬A(yù)熱溫度時，要立即停止施焊，接通感應(yīng)電源，達到預(yù)熱溫度時方可再施焊。

4. 焊后溫度的控制及回火熱處理

  以馬氏體型不銹鋼管焊接接頭來考慮其焊后溫度的控制及回火熱處理的溫度。所以焊后必須緩慢冷卻至100～150℃，保溫0.5～1h，使焊接接頭的組織全部轉(zhuǎn)變成馬氏體，隨后才能升溫回火，進行熱處理。

  回火溫度一般選擇在720～780℃范圍內(nèi)，保溫時間長短隨壁厚的不同而變化，一般都要控制在2～5h范圍內(nèi)。如果回火溫度偏低，則回火效果不足，使焊接接頭的組織轉(zhuǎn)變不充分，也不能消除馬氏體轉(zhuǎn)變的組織應(yīng)力；但回火溫度過高，超過該馬氏體型不銹鋼管相變溫度Ac1，在冷卻過程中又會重新淬硬，使焊接接頭沖擊韌度值大大降低，這也是不可取的。

  這個異種鋼副接頭的焊接方法、操作工藝及注意事項與馬氏體不銹鋼焊接相同。