為了避免冷裂紋的產(chǎn)生和改善焊接接頭力學(xué)性能，施焊過程中應(yīng)采取焊前預(yù)熱，控制層間溫度，進(jìn)行準(zhǔn)確的后熱和焊后熱處理等措施。
焊接低、中合金調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼的原則，也適用于馬氏體不銹鋼的焊接。為了獲得優(yōu)質(zhì)的焊接接頭，應(yīng)注意下列焊接工藝特點(diǎn)：
1. 控制焊縫金屬的化學(xué)成分
焊縫金屬的化學(xué)成分主要取決于焊接材料。為了保證焊接結(jié)構(gòu)的使用性能，焊縫金屬可以通過兩個(gè)途徑獲得：一是采用與母材金屬的化學(xué)成分相同或相接近的焊接材料；二是采用與母材金屬化學(xué)成分完全不同的焊接材料，如采用奧氏體不銹鋼材料。
用與母材成分相同或相近的焊接材料施焊時(shí)，焊縫與熱影響區(qū)將硬化變脆，有很高的冷裂紋傾向。為了防止冷裂紋產(chǎn)生，對于材料厚度大于2mm的焊件通常要進(jìn)行預(yù)熱，焊后要緩冷并還要進(jìn)行熱處理，以消除焊接應(yīng)力，從而有助于提高焊接接頭性能。
當(dāng)焊接構(gòu)件不能進(jìn)行預(yù)熱或不便進(jìn)行熱處理時(shí)，可以使用與母材化學(xué)成分不同的奧氏體不銹鋼焊接材料進(jìn)行焊接。其焊縫金屬為奧氏體組織，焊縫具有較高的塑性和韌性，它能松弛焊接應(yīng)力，并能夠溶入較多的固溶氫，所以能降低焊接接頭形成冷裂紋的傾向。但是這種焊接接頭材質(zhì)不均勻，焊縫與母材的膨脹系數(shù)也不相同，在循環(huán)溫度下長期工作，在熔合區(qū)產(chǎn)生的切應(yīng)力可能會(huì)導(dǎo)致焊接接頭的提前失效，應(yīng)引起重視。
2. 焊前預(yù)熱和焊后熱處理
a. 焊前預(yù)熱
焊接馬氏體型不銹鋼時(shí)，若選用與母材成分相同的焊接材料時(shí)，為了防止焊接接頭形成冷裂紋，焊前必須預(yù)熱。預(yù)熱溫度一般在200～260℃之間，且最好不要高于該牌號的馬氏體開始轉(zhuǎn)變溫度。
預(yù)熱溫度的選擇與材料厚度、填充金屬種類、焊接方法和構(gòu)件的拘束程度有關(guān)。其中與鋼的碳含量關(guān)系最大。當(dāng)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.1％時(shí)，預(yù)熱溫度可小于200℃；碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1％～0.2％時(shí)，預(yù)熱溫度為200～250℃；當(dāng)含碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.2％時(shí)，除預(yù)熱溫度要適當(dāng)提高外，還必須考慮保證多層焊時(shí)的層間溫度。
無論采用哪種熔焊方法，焊前需預(yù)熱，預(yù)熱溫度與鋼中碳含量有關(guān)，見表4-47。
馬氏體型不銹鋼的預(yù)熱溫度不宜過高，否則將使奧氏體晶粒粗大，并且隨冷卻速度降低，還會(huì)形成粗大鐵素體加晶界碳化物組織，使焊接接頭塑性和強(qiáng)度均有所下降。
b. 焊后熱處理（回火處理）
焊后熱處理前對焊件溫度有嚴(yán)格的要求：焊件焊后不可隨意從焊接溫度直接升溫進(jìn)行回火熱處理。這是因?yàn)楹附舆^程中形成的奧氏體尚未完全轉(zhuǎn)變成馬氏體，其未分解的奧氏體在立即升溫回火熱處理溫度的過程中，會(huì)發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變，或者成碳化物沿奧氏體晶界沉淀，產(chǎn)生粗大鐵素體加碳化物組織，從而嚴(yán)重地降低焊接接頭的韌性，也影響強(qiáng)度，還易使焊接接頭脆斷且對耐蝕性也不利。如果焊接接頭焊后空冷到室溫后再進(jìn)行熱處理，則馬氏體不銹耐熱鋼會(huì)出現(xiàn)空氣淬硬傾向，造成常溫塑性降低，并且在常溫下殘留的奧氏體將繼續(xù)轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體組織，使焊接接頭變得又硬又脆，組織應(yīng)力也隨之增大；若再加上擴(kuò)散氫的聚集，焊接接頭就有可能產(chǎn)生冷裂紋。正確的方法是，回火前使焊件適當(dāng)冷卻，讓焊縫和熱影響區(qū)的奧氏體基本分解為馬氏體組織。
對于剛度小的焊接構(gòu)件，焊后可冷至室溫后再進(jìn)行回火熱處理。
對于焊后需要機(jī)械加工的構(gòu)件，為了得到最低硬度，必須采用高溫退火，退火溫度為830～880℃，保溫2h后爐冷至650℃，然后空冷。
對于剛度大的焊接構(gòu)件，特別是碳含量較高時(shí)，需要進(jìn)行準(zhǔn)確的后熱處理：焊接區(qū)空冷至100～150℃，立即在此溫度保溫1～2h。其目的有兩個(gè)：一是讓奧氏體充分分解為馬氏體，又不至于立即過分脆化；二是使焊縫中氫向外擴(kuò)散，起到消氫作用。然后加熱至回火溫度，適當(dāng)保溫，使馬氏體充分回火得到理想的回火組織。
焊后回火熱處理的目的是降低焊縫和熱影響區(qū)硬度，改善其塑性和韌性，同時(shí)減少焊接殘余應(yīng)力?；鼗饻囟纫话氵x在650～750℃，至少保溫1h后空冷。
對于高鉻馬氏體不銹鋼，一般在淬火加回火的調(diào)質(zhì)狀態(tài)下焊接，焊后經(jīng)高溫回火處理，即可使焊接接頭具有合格的力學(xué)性能；如果鋼材在退火狀態(tài)下焊接，則焊后會(huì)出現(xiàn)不均勻的馬氏體組織，此時(shí)，整個(gè)焊件還需經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理，才能使焊接接頭具有均勻的力學(xué)性能。
回火溫度的選擇，應(yīng)根據(jù)工程項(xiàng)目對焊接接頭力學(xué)性能和耐蝕性的要求而定，一般選在650～750℃，至少保溫1h后空冷，或者每30mm焊縫保溫1h，隨后空冷。有關(guān)焊后熱處理回火溫度對12Cr13和20Cr13鋼焊接熱影響區(qū)脆性的影響見表4-48。
3. 焊接方法的選擇
用焊條電弧焊焊接馬氏體型不銹鋼時(shí)，焊條應(yīng)選用低氫型的，在施焊前要進(jìn)行高溫烘烤處理，以便徹底消除焊條藥皮中的水分，減少焊接區(qū)的擴(kuò)散氫含量和降低冷裂紋的敏感性。為了防止過熱，應(yīng)采用小的熱輸入施焊，施焊過程以短弧焊和窄焊縫的操作方法為佳。焊條電弧焊適用于中、厚板的馬氏體型不銹鋼的焊接。
鎢極氬弧焊適用于薄板焊接，采用直流正極性能提高焊接質(zhì)量，但要妥善保護(hù)好正面和背面焊接溶池，以防止氧化。用氬弧焊焊接薄板時(shí)，可以不預(yù)熱，冷裂紋傾向較??；厚板要焊前預(yù)熱，焊后仍要高溫回火。
馬氏體型不銹鋼也可選用CO2氣體保護(hù)焊，其冷裂紋傾向小于焊條電弧焊，但仍需進(jìn)行焊前預(yù)熱、后熱和焊后熱處理。
