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(guò)熱傾向，晶粒易粗化，熱影響區(qū)會(huì)出現(xiàn)粗大的鐵素體和碳化物組織，塑性降低，冷卻時(shí)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(shí)同樣存在焊縫稀釋和形成過(guò)渡層的問(wèn)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(huì)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(jiàn)表5-23。

 為了克服上述缺點(diǎn)，在焊接工藝上要注意下列幾個(gè)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(shí)，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(lái)焊接時(shí)，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(guò)程中，容易產(chǎn)生碳的遷移，且?jiàn)W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(lái)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(guó)鋼牌號(hào)22Cr12NiMoWV，GB／T 4238-2007）鋼與珠光體耐熱鋼15Cr1Mo1V（見(jiàn)表5-24）焊接時(shí)，選用R337（E5515-B2-VNb）、R407（E6015-B3型）和R817 （E11MoVNiW型）幾種牌號(hào)焊條（其熔敷金屬的化學(xué)成分見(jiàn)表5-25）進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)。所焊成的焊接接頭進(jìn)行回火處理（740℃，保溫2h），然后經(jīng)550℃時(shí)效處理時(shí)，選擇不同的保溫時(shí)間，分別進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)R337焊條焊成的上述異種鋼焊接接頭，經(jīng)過(guò)回火處理，再進(jìn)行550℃時(shí)效處理，保溫時(shí)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(duì)防止碳擴(kuò)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(qiáng)度與馬氏體不銹耐熱鋼相當(dāng)，要求焊縫中心厚度必須達(dá)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(guò)熱器、再熱器集箱和再熱蒸汽管道的材料。這些場(chǎng)合對(duì)管子對(duì)接焊時(shí)的坡口形式要求嚴(yán)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(wú)損檢測(cè)時(shí)所需要的空間。

  重要管道常見(jiàn)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(duì)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(gè)溫度范圍。預(yù)熱溫度過(guò)高，會(huì)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(huì)大大降低焊接接頭的沖擊韌度。預(yù)熱溫度過(guò)低，則起不到對(duì)材質(zhì)的預(yù)熱作用，無(wú)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(cè)量溫度，利用感應(yīng)圈加熱來(lái)維持溫度。在整個(gè)焊接過(guò)程中，須指定專人檢查，當(dāng)?shù)陀陬A(yù)熱溫度時(shí)，要立即停止施焊，接通感應(yīng)電源，達(dá)到預(yù)熱溫度時(shí)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(lái)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(jìn)行熱處理。

  回火溫度一般選擇在720～780℃范圍內(nèi)，保溫時(shí)間長(zhǎng)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(guò)高，超過(guò)該馬氏體型不銹鋼管相變溫度Ac1，在冷卻過(guò)程中又會(huì)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(gè)異種鋼副接頭的焊接方法、操作工藝及注意事項(xiàng)與馬氏體不銹鋼焊接相同。