在高合金超高强度钢中，超高强度调质钢和马氏体时效钢，由于碳含量、合金成分以及强化机制的不同，其焊接性有一定的差异。

1.超高强度调质钢的焊接性

Ni-Co-Cr-Mo-V合金系超高强度调质钢的主要合金元素是镍，其平均质量分数达9％，因此具有相当好的韧性。合金元素钴可提高马氏体转变温度Ms点，减少了残余奥氏体，并使马氏体具有自回火的特性，进一步改善了母材和焊接接头的韧性，这决定了这类钢具有良好的焊接性。当母材的碳含量低于0.15％（质量分数）时，通常焊前不必预热，焊后也无需热处理。如果接头壁厚大于20mm，或拘束度较高，则焊后应作消除应力处理，加热温度不应超过母材调质处理的回火温度。

此外，这类超高强度调质钢优良的焊接性还归因于其S、P、N、O等杂质含量超低，因此应选用高纯度的焊条。在焊接过程中，应始终保持短弧操作，免受大气的侵入，并适当控制焊接热输入。

2.马氏体时效钢的焊接性

马氏体时效钢作为特级优质钢，在化学成分设计和冶炼中，对各种杂质和有害元素作了严格的控制。其中碳的质量分数小于0.03％，S、P的质量分数分别小于0.01％。Mn和Si的质量分数小于0.1％。这就从冶金上保证了这种钢良好的焊接性。马氏体时效钢虽然强度很高，但仍有足够的塑性。焊接热影响区形成的低碳马氏体具有较高的韧性，冷裂倾向较小。

焊接马氏体时效钢时，主要存在以下几个问题。

（1）焊接热影响区的软化 马氏体时效钢的焊接热影响区按加热温度的高低，可以分为以下三个区域：(www.daowen.com)

1）加热到800℃以上的高温区，奥氏体晶粒产生不同程度的长大，冷却后形成板条状马氏体，其形貌、间距和位错变化不大，只是板条长度加大，并使Ni₃（MoTi）相偏聚于奥氏体晶界或板条马氏体边界，诱发逆转奥氏体，导致马氏体板条析出相减少并被软化，硬度降至300HV左右。

2）加热到800～500℃的区域，宽度相对较窄，为过时效区。其组织是马氏体加逆转奥氏体，即在马氏体基体上分布弥散的奥氏体。这些奥氏体在随后的冷却中不会转变成马氏体而使硬度降低。

3）加热到500℃以下的区域，即在时效温度以下的区域，其组织不发生明显的变化。

由此可见，马氏体时效钢焊接热影响区，在焊态下强度有所下降，韧性略有提高。

（2）焊缝金属强度和韧性的降低 为使焊缝金属具有与母材基本相同的强度，通常采用同质焊条，使焊缝金属的组织为低碳马氏体，并能产生时效硬化。但因焊缝金属初次结晶为铸造组织，偏析较大，降低了奥氏体基体中的合金元素含量，提高了奥氏体的稳定性，焊缝金属冷却后，将存在部分残留奥氏体。在次层焊道的热作用下或在时效过程中，还会产生逆转奥氏体，因此焊缝金属的强度略低于母材。另外，残留奥氏体往往呈块状，使焊缝金属的韧性下降。但实际上，这种焊缝金属强度的偏低，几乎不影响接头的强度。在许多焊接结构中，尚在容许范围之内。如果在一些特殊的结构中，要求焊缝金属强度必须与母材等强时，则需调整焊缝金属的合金成分，遏制残留奥氏体的形成，使之成为全马氏体组织。

（3）焊接热裂纹 马氏体时效钢焊接时，在一些不利因素的作用下，可能在焊缝金属内出现结晶裂纹，也可能在近缝区形成液化裂纹。虽然马氏体时效钢的杂质含量已控制在很低的水平，但时效硬化合金元素Ti极易与S形成低熔点共晶相。另外，由于Mn含量很低，更加剧了这种钢的热裂倾向。

为防止热裂纹的产生，应严格控制焊缝金属中杂质和钛的含量，同时选用较小的焊接热输入。