为了避免冷裂纹的产生和改善焊接接头力学性能，施焊过程中应采取焊前预热，控制层间温度，进行准确的后热和焊后热处理等措施。

焊接低、中合金调质结构钢的原则，也适用于马氏体型不锈钢的焊接。为了获得优质的焊接接头，应注意下列焊接工艺特点：

1.控制焊缝金属的化学成分

焊缝金属的化学成分主要取决于焊接材料。为了保证焊接结构的使用性能，焊缝金属可以通过两个途径获得：一是采用与母材金属的化学成分相同或相接近的焊接材料；二是采用与母材金属化学成分完全不同的焊接材料，如采用奥氏体不锈钢材料。

用与母材成分相同或相近的焊接材料施焊时，焊缝与热影响区将硬化变脆，有很高的冷裂纹倾向。为了防止冷裂纹产生，对于材料厚度大于2mm的焊件通常要进行预热，焊后要缓冷并还要进行热处理，以消除焊接应力，从而有助于提高焊接接头性能。

当焊接构件不能进行预热或不便进行热处理时，可以使用与母材化学成分不同的奥氏体不锈钢焊接材料进行焊接。其焊缝金属为奥氏体组织，焊缝具有较高的塑性和韧性，它能松弛焊接应力，并能够溶入较多的固溶氢，所以能降低焊接接头形成冷裂纹的倾向。但是这种焊接接头材质不均匀，焊缝与母材的膨胀系数也不相同，在循环温度下长期工作，在熔合区产生的切应力可能会导致焊接接头的提前失效，应引起重视。

2.焊前预热和焊后热处理

（1）焊前预热 焊接马氏体型不锈钢时，若选用与母材成分相同的焊接材料时，为了防止焊接接头形成冷裂纹，焊前必须预热。预热温度一般在200～260℃之间，且最好不要高于该牌号的马氏体开始转变温度。

预热温度的选择与材料厚度、填充金属种类、焊接方法和构件的拘束程度有关。其中与钢的碳含量关系最大。当碳的质量分数小于0.1%时，预热温度可小于200℃；碳的质量分数为0.1%～0.2%时，预热温度为200～250℃；当含碳的质量分数大于0.2%时，除预热温度要适当提高外，还必须考虑保证多层焊时的层间温度。

无论采用哪种熔焊方法，焊前需预热，预热温度与钢中碳含量有关，见表4-47。

马氏体型不锈钢的预热温度不宜过高，否则将使奥氏体晶粒粗大，并且随冷却速度降低，还会形成粗大铁素体加晶界碳化物组织，使焊接接头塑性和强度均有所下降。

表4-47 马氏体型不锈钢推荐使用的预热、热输入及焊后热处理

（2）焊后热处理（回火处理） 焊后热处理前对焊件温度有严格的要求：焊件焊后不可随意从焊接温度直接升温进行回火热处理。这是因为焊接过程中形成的奥氏体尚未完全转变成马氏体，其未分解的奥氏体在立即升温回火热处理温度的过程中，会发生珠光体转变，或者成碳化物沿奥氏体晶界沉淀，产生粗大铁素体加碳化物组织，从而严重地降低焊接接头的韧性，也影响强度，还易使焊接接头脆断且对耐蚀性也不利。如果焊接接头焊后空冷到室温后再进行热处理，则马氏体不锈耐热钢会出现空气淬硬倾向，造成常温塑性降低，并且在常温下残留的奥氏体将继续转变为马氏体组织，使焊接接头变得又硬又脆，组织应力也随之增大；若再加上扩散氢的聚集，焊接接头就有可能产生冷裂纹。正确的方法是，回火前使焊件适当冷却，让焊缝和热影响区的奥氏体基本分解为马氏体组织。(www.daowen.com)

对于刚度小的焊接构件，焊后可冷至室温后再进行回火热处理。

对于焊后需要机械加工的构件，为了得到最低硬度，必须采用高温退火，退火温度为830～880℃，保温2h后炉冷至650℃，然后空冷。

对于刚度大的焊接构件，特别是碳含量较高时，需要进行准确的后热处理：焊接区空冷至100～150℃，立即在此温度保温1～2h。其目的有两个：一是让奥氏体充分分解为马氏体，又不至于立即过分脆化；二是使焊缝中氢向外扩散，起到消氢作用。然后加热至回火温度，适当保温，使马氏体充分回火得到理想的回火组织。

焊后回火热处理的目的是降低焊缝和热影响区硬度，改善其塑性和韧性，同时减少焊接残余应力。回火温度一般选在650～750℃，至少保温1h后空冷。

对于高铬马氏体不锈钢，一般在淬火加回火的调质状态下焊接，焊后经高温回火处理，即可使焊接接头具有合格的力学性能；如果钢材在退火状态下焊接，则焊后会出现不均匀的马氏体组织，此时，整个焊件还需经过调质处理，才能使焊接接头具有均匀的力学性能。

回火温度的选择，应根据工程项目对焊接接头力学性能和耐蚀性的要求而定，一般选在650～750℃，至少保温1h后空冷，或者每30mm焊缝保温1h，随后空冷。有关焊后热处理回火温度对12Cr13和20Cr13钢焊接热影响区脆性的影响见表4-48。

3.焊接方法的选择

用焊条电弧焊焊接马氏体型不锈钢时，焊条应选用低氢型的，在施焊前要进行高温烘烤处理，以便彻底消除焊条药皮中的水分，减少焊接区的扩散氢含量和降低冷裂纹的敏感性。为了防止过热，应采用小的热输入施焊，施焊过程以短弧焊和窄焊缝的操作方法为佳。焊条电弧焊适用于中、厚板的马氏体型不锈钢的焊接。

钨极氩弧焊适用于薄板焊接，采用直流正极性能提高焊接质量，但要妥善保护好正面和背面焊接溶池，以防止氧化。用氩弧焊焊接薄板时，可以不预热，冷裂纹倾向较小；厚板要焊前预热，焊后仍要高温回火。

马氏体型不锈钢也可选用CO₂气体保护焊，其冷裂纹倾向小于焊条电弧焊，但仍需进行焊前预热、后热和焊后热处理。

表4-48 用E410焊条焊接12C13和20Cr13钢对焊接热影响区脆性的影响