馬氏體型(xing)不銹(xiu)鋼管與珠光體鋼管的焊接性，主要取決于馬(ma)氏體不銹鋼(gang)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生冷裂紋和脆化現象的主要原因。隨著鋼中碳含量的增高以及結構厚度和拘束度的增大，冷裂紋傾向增大。由于焊接熱循環的作用，馬氏體型不銹鋼有較大的過熱傾向，晶粒易粗化，熱影響區會出現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，導致珠光體鋼一側焊縫出現低碳層，而馬氏體鋼緊貼焊縫一側的碳含量降低，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，最后會出現低塑性或低應力的或兩者兼備的區帶，極容易遭到破壞。有關馬氏不銹鋼（20Cr13）與珠光體鋼（25鋼）的焊縫及熱影響區的組織與預熱溫度之間關系見表5-23。
為(wei)了克服上述缺點(dian)，在焊(han)接工(gong)藝上要注意(yi)下列幾個方(fang)面。
1. 焊接材料(liao)的選(xuan)用
馬氏體(ti)(ti)(ti)型(xing)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼管(guan)與珠(zhu)光(guang)體(ti)(ti)(ti)鋼管(guan)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)化學成分主要取決于填充金屬。為(wei)了(le)保證結(jie)構(gou)使(shi)(shi)用(yong)(yong)性(xing)能(neng)的(de)(de)要求，焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)成分應力(li)求接(jie)(jie)(jie)(jie)近(jin)于其中一種鋼的(de)(de)成分。例如，馬氏體(ti)(ti)(ti)型(xing)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼（12Cr13）和(he)珠(zhu)光(guang)體(ti)(ti)(ti)鋼（Q235）采用(yong)(yong)焊(han)(han)(han)條電(dian)弧焊(han)(han)(han)時，選用(yong)(yong)J520（E5002型(xing)）焊(han)(han)(han)條施(shi)焊(han)(han)(han)，焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)金屬w（Cr）為(wei)5％～6％，經回(hui)(hui)火處理后，具(ju)有(you)良好(hao)的(de)(de)力(li)學性(xing)能(neng)；選用(yong)(yong)G307（E430型(xing)）焊(han)(han)(han)條施(shi)焊(han)(han)(han)，焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)金屬中w（Cr）增至6％～11％，而(er)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)金屬的(de)(de)塑性(xing)及韌性(xing)比(bi)用(yong)(yong)結(jie)構(gou)鋼焊(han)(han)(han)條低，其抗(kang)裂(lie)性(xing)也較差；若(ruo)選用(yong)(yong)與這(zhe)兩(liang)(liang)類鋼完全不(bu)(bu)同成分的(de)(de)奧氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼焊(han)(han)(han)條來(lai)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)時，焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)金屬可(ke)得到奧氏體(ti)(ti)(ti)組(zu)織(zhi)，其抗(kang)裂(lie)紋性(xing)能(neng)較好(hao)，但是回(hui)(hui)火熱處理過程中，容易(yi)產生碳的(de)(de)遷移，且奧氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)線脹系數(shu)比(bi)馬氏體(ti)(ti)(ti)型(xing)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼大(da)約50％，使(shi)(shi)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)組(zu)織(zhi)產生較大(da)的(de)(de)內(nei)應力(li)，促(cu)使(shi)(shi)冷裂(lie)紋的(de)(de)形成，這(zhe)是不(bu)(bu)可(ke)取的(de)(de)。所(suo)以(yi)應避(bi)免使(shi)(shi)用(yong)(yong)奧氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)材料來(lai)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)上述兩(liang)(liang)類鋼，特別是受壓容器或管(guan)道的(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭更不(bu)(bu)能(neng)用(yong)(yong)它作為(wei)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)材料。
浙江至德鋼業有限公司采用馬氏體耐(nai)熱不銹鋼F12（相當我國鋼牌號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550℃時效處理時，選擇不同的保溫時間，分別進行對比發現R337焊條焊成的上述異種鋼焊接接頭，經過回火處理，再進行550℃時效處理，保溫時間分別為72h、144h、215h、288h及430h，均未發現脫碳層和增碳層。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，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鋼一側均出現程度不一的脫碳層。
2. 坡(po)口形式
馬氏體(ti)不銹鋼常作(zuo)為(wei)耐熱(re)鋼使用，珠(zhu)光體(ti)耐熱(re)鋼大多是電站(zhan)鍋爐主蒸汽(qi)管、過熱(re)器、再(zai)熱(re)器集箱和再(zai)熱(re)蒸汽(qi)管道(dao)的(de)材料。這些(xie)場合對管子對接焊(han)時的(de)坡(po)口形式要(yao)求嚴(yan)格(ge)，既要(yao)保證焊(han)縫質量，避免焊(han)縫根(gen)部出現缺(que)陷，又要(yao)便于(yu)操作(zuo)，還要(yao)滿足無(wu)損檢測時所需要(yao)的(de)空間。
重(zhong)要管(guan)道常(chang)見的坡(po)口形(xing)式有V形(xing)、U形(xing)和雙V形(xing)三種基本(ben)類(lei)型(xing)，如圖5-13所示。
3. 預(yu)熱溫度與層間溫度
焊(han)前預(yu)(yu)熱和層(ceng)間溫度的控制(zhi)對減(jian)少裂(lie)紋的形(xing)成(cheng)(cheng)有一定影響(xiang)；預(yu)(yu)熱溫度按(an)馬氏(shi)體(ti)型不銹鋼要(yao)求選擇(ze)，要(yao)控制(zhi)在300～400℃，層(ceng)間溫度也控制(zhi)在這個溫度范圍。預(yu)(yu)熱溫度過高，會導致焊(han)縫(feng)冷卻速(su)度變慢，有可能(neng)引(yin)起焊(han)接(jie)接(jie)頭晶粒(li)邊界碳化(hua)物的析(xi)出(chu)和形(xing)成(cheng)(cheng)鐵素(su)體(ti)組(zu)織。這種碳化(hua)物＋鐵素(su)體(ti)組(zu)織，會大大降低焊(han)接(jie)接(jie)頭的沖擊韌度。預(yu)(yu)熱溫度過低，則起不到對材質的預(yu)(yu)熱作用，無法防止裂(lie)紋的形(xing)成(cheng)(cheng)。
為了保持預(yu)熱(re)溫度(du)(du)，一(yi)般在管道的接口邊緣(yuan)安(an)裝三(san)只(zhi)熱(re)電(dian)偶測量溫度(du)(du)，利用感應圈加熱(re)來維(wei)持溫度(du)(du)。在整個焊(han)(han)接過程中，須指定專人檢查，當低于預(yu)熱(re)溫度(du)(du)時，要(yao)立即停(ting)止(zhi)施(shi)焊(han)(han)，接通感應電(dian)源，達到(dao)預(yu)熱(re)溫度(du)(du)時方(fang)可再(zai)施(shi)焊(han)(han)。
4. 焊(han)后溫(wen)度的控制及回火熱處理
以馬(ma)氏體(ti)型不銹鋼管焊(han)(han)接接頭來考慮(lv)其焊(han)(han)后(hou)溫(wen)度(du)的控制及回火熱處理(li)的溫(wen)度(du)。所(suo)以焊(han)(han)后(hou)必(bi)須(xu)緩慢冷(leng)卻至(zhi)100～150℃，保溫(wen)0.5～1h，使焊(han)(han)接接頭的組(zu)織全部轉變成馬(ma)氏體(ti)，隨后(hou)才能(neng)升溫(wen)回火，進(jin)行熱處理(li)。
回(hui)火溫(wen)度一般選擇在(zai)720～780℃范圍內，保溫(wen)時間長短隨壁厚的不(bu)(bu)(bu)同(tong)而變(bian)化(hua)，一般都要(yao)控制在(zai)2～5h范圍內。如果回(hui)火溫(wen)度偏(pian)低，則回(hui)火效果不(bu)(bu)(bu)足，使焊接接頭(tou)的組織(zhi)轉(zhuan)變(bian)不(bu)(bu)(bu)充分，也不(bu)(bu)(bu)能消除馬氏體(ti)轉(zhuan)變(bian)的組織(zhi)應力；但回(hui)火溫(wen)度過(guo)(guo)高，超過(guo)(guo)該馬氏體(ti)型不(bu)(bu)(bu)銹鋼管相變(bian)溫(wen)度Ac1，在(zai)冷卻過(guo)(guo)程中又會重新淬硬(ying)，使焊接接頭(tou)沖(chong)擊韌度值大大降低，這也是不(bu)(bu)(bu)可取的。
這個(ge)異種鋼副接(jie)頭的焊(han)接(jie)方法、操作工藝及注意(yi)事項與(yu)馬氏體不銹鋼焊(han)接(jie)相(xiang)同(tong)。
