為了避免冷裂紋的產生(sheng)和改善(shan)焊接接頭力學性(xing)能，施焊過程(cheng)中應采取焊前預熱(re)，控(kong)制層(ceng)間(jian)溫度，進(jin)行準確的后熱(re)和焊后熱(re)處理等措(cuo)施。
焊接低、中合金調質結構鋼的原則，也適用于馬氏(shi)體不銹鋼的焊接。為了獲得優質的焊接接頭，應注意下列焊接工藝特點：
1. 控(kong)制焊縫金(jin)屬的化學成分
焊縫金屬的(de)化(hua)學(xue)成分主要取決于焊接(jie)材(cai)(cai)(cai)料。為了保證(zheng)焊接(jie)結構的(de)使(shi)用(yong)性能，焊縫金屬可以通過兩個途徑獲得(de)：一(yi)是(shi)采(cai)用(yong)與母(mu)材(cai)(cai)(cai)金屬的(de)化(hua)學(xue)成分相同(tong)或相接(jie)近的(de)焊接(jie)材(cai)(cai)(cai)料；二是(shi)采(cai)用(yong)與母(mu)材(cai)(cai)(cai)金屬化(hua)學(xue)成分完全不同(tong)的(de)焊接(jie)材(cai)(cai)(cai)料，如采(cai)用(yong)奧(ao)氏(shi)體不銹鋼材(cai)(cai)(cai)料。
用與(yu)(yu)母材(cai)成分(fen)相(xiang)同(tong)或相(xiang)近(jin)的焊(han)接材(cai)料施焊(han)時，焊(han)縫(feng)與(yu)(yu)熱影響區將硬化(hua)變脆，有(you)(you)很高(gao)的冷(leng)裂紋傾向。為了(le)防(fang)止冷(leng)裂紋產生，對于材(cai)料厚度大于2mm的焊(han)件通常要進行(xing)預(yu)熱，焊(han)后要緩冷(leng)并還(huan)要進行(xing)熱處(chu)理，以(yi)消除焊(han)接應力，從而有(you)(you)助于提高(gao)焊(han)接接頭性(xing)能。
當焊(han)(han)接(jie)構件不能(neng)(neng)進(jin)行預熱或不便進(jin)行熱處理(li)時，可以(yi)使用(yong)與(yu)母(mu)材(cai)化學成(cheng)分不同的(de)(de)奧氏(shi)體不銹鋼焊(han)(han)接(jie)材(cai)料(liao)進(jin)行焊(han)(han)接(jie)。其焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)金屬為奧氏(shi)體組織，焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)具有較高(gao)的(de)(de)塑性(xing)(xing)和(he)韌(ren)性(xing)(xing)，它能(neng)(neng)松弛焊(han)(han)接(jie)應力(li)，并能(neng)(neng)夠(gou)溶(rong)入較多的(de)(de)固溶(rong)氫(qing)，所以(yi)能(neng)(neng)降低焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)形成(cheng)冷裂紋的(de)(de)傾向(xiang)。但(dan)是這種焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)材(cai)質不均勻，焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)與(yu)母(mu)材(cai)的(de)(de)膨脹系數(shu)也(ye)不相同，在循環溫度(du)下長期工(gong)作，在熔合(he)區產生的(de)(de)切應力(li)可能(neng)(neng)會導致(zhi)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的(de)(de)提前失效，應引起重視。
2. 焊(han)前預熱(re)和焊(han)后熱(re)處(chu)理
a. 焊前預熱(re)
焊(han)接(jie)馬氏(shi)體(ti)型不銹(xiu)鋼(gang)時，若選用與(yu)母材(cai)(cai)成分相同的(de)焊(han)接(jie)材(cai)(cai)料時，為了防止焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)形成冷(leng)裂紋，焊(han)前(qian)必須預(yu)熱。預(yu)熱溫度一(yi)般(ban)在200～260℃之間，且(qie)最好不要高于該牌號的(de)馬氏(shi)體(ti)開(kai)始轉變溫度。
預熱溫度(du)(du)的選擇與材料厚度(du)(du)、填充金(jin)屬(shu)種類、焊接方法和(he)構(gou)件的拘束(shu)程(cheng)度(du)(du)有(you)關(guan)。其中與鋼的碳(tan)含量(liang)關(guan)系最(zui)大。當(dang)碳(tan)的質量(liang)分數(shu)(shu)小于0.1％時(shi)，預熱溫度(du)(du)可小于200℃；碳(tan)的質量(liang)分數(shu)(shu)為(wei)0.1％～0.2％時(shi)，預熱溫度(du)(du)為(wei)200～250℃；當(dang)含碳(tan)的質量(liang)分數(shu)(shu)大于0.2％時(shi)，除預熱溫度(du)(du)要(yao)適當(dang)提高(gao)外(wai)，還必須(xu)考(kao)慮保證多層(ceng)焊時(shi)的層(ceng)間溫度(du)(du)。
無論采用哪種(zhong)熔焊(han)(han)方法，焊(han)(han)前需預(yu)熱，預(yu)熱溫(wen)度與(yu)鋼(gang)中碳含量有(you)關(guan)，見表4-47。
馬氏體型(xing)不(bu)(bu)銹鋼的預熱(re)溫度(du)不(bu)(bu)宜(yi)過高，否則將使奧氏體晶粒粗(cu)(cu)大(da)，并且隨冷卻速度(du)降低(di)，還會形成粗(cu)(cu)大(da)鐵素體加晶界碳化物組織，使焊接(jie)接(jie)頭塑性和強度(du)均有所下降。
b. 焊后熱處理（回(hui)火處理）
焊(han)后熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)前對焊(han)件(jian)(jian)溫(wen)度有嚴格的(de)(de)要求：焊(han)件(jian)(jian)焊(han)后不(bu)可隨意從焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)溫(wen)度直(zhi)接(jie)(jie)(jie)(jie)升溫(wen)進行(xing)回火熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)。這是因為(wei)焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)過(guo)程中形成(cheng)的(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)尚未(wei)完全(quan)轉(zhuan)變(bian)成(cheng)馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)，其未(wei)分(fen)解的(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)在立即(ji)升溫(wen)回火熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)溫(wen)度的(de)(de)過(guo)程中，會發生(sheng)珠光(guang)體(ti)(ti)轉(zhuan)變(bian)，或者成(cheng)碳化物(wu)沿奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)晶界沉(chen)淀，產生(sheng)粗大鐵素體(ti)(ti)加碳化物(wu)組織(zhi)，從而嚴重地(di)降低(di)焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)韌性(xing)，也影響(xiang)(xiang)強度，還易使(shi)焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭脆斷且對耐蝕性(xing)也不(bu)利。如果焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭焊(han)后空冷到室溫(wen)后再進行(xing)熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)，則(ze)馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹耐熱(re)(re)鋼會出(chu)現空氣(qi)淬硬傾(qing)向，造成(cheng)常溫(wen)塑(su)性(xing)降低(di)，并(bing)且在常溫(wen)下殘留(liu)的(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)將繼續轉(zhuan)變(bian)為(wei)馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)組織(zhi)，使(shi)焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭變(bian)得又硬又脆，組織(zhi)應力(li)也隨之增大；若(ruo)再加上(shang)擴(kuo)散氫的(de)(de)聚集(ji)，焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭就有可能產生(sheng)冷裂紋(wen)。正(zheng)確的(de)(de)方法(fa)是，回火前使(shi)焊(han)件(jian)(jian)適當(dang)冷卻(que)，讓(rang)焊(han)縫和熱(re)(re)影響(xiang)(xiang)區的(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)基本(ben)分(fen)解為(wei)馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)組織(zhi)。
對于剛(gang)度小(xiao)的(de)焊(han)接構件，焊(han)后可冷(leng)至室(shi)溫后再進行回火熱處理(li)。
對于焊后需要機(ji)械加工(gong)的構(gou)件，為(wei)了得到最低硬(ying)度，必(bi)須采用(yong)高溫退火(huo)，退火(huo)溫度為(wei)830～880℃，保溫2h后爐(lu)冷至650℃，然(ran)后空冷。
對于剛(gang)度大的焊(han)接(jie)構件，特別是(shi)(shi)碳含量(liang)較高時，需要(yao)進(jin)行準確的后(hou)熱(re)處理(li)：焊(han)接(jie)區空(kong)冷至(zhi)100～150℃，立(li)即(ji)在此溫度保(bao)溫1～2h。其目的有兩個：一是(shi)(shi)讓奧氏(shi)體充(chong)分(fen)分(fen)解為馬氏(shi)體，又不至(zhi)于立(li)即(ji)過分(fen)脆(cui)化；二是(shi)(shi)使焊(han)縫(feng)中(zhong)氫(qing)向(xiang)外(wai)擴散，起到(dao)消氫(qing)作(zuo)用(yong)。然后(hou)加熱(re)至(zhi)回火溫度，適當保(bao)溫，使馬氏(shi)體充(chong)分(fen)回火得到(dao)理(li)想的回火組織。
焊(han)(han)后(hou)回(hui)火熱處理的目的是降低焊(han)(han)縫和(he)熱影響區硬度，改(gai)善其塑(su)性(xing)和(he)韌性(xing)，同時減少焊(han)(han)接(jie)殘余應力。回(hui)火溫度一般選(xuan)在(zai)650～750℃，至少保溫1h后(hou)空冷。
對于(yu)高(gao)鉻馬氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)(gang)，一般在淬火(huo)加回火(huo)的調質狀態下(xia)焊接(jie)(jie)，焊后經高(gao)溫回火(huo)處理，即可使(shi)焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭具(ju)有(you)合格(ge)的力學性能(neng)(neng)；如果鋼(gang)(gang)材在退火(huo)狀態下(xia)焊接(jie)(jie)，則焊后會(hui)出現不均勻的馬氏(shi)體(ti)組織，此時，整個焊件還需經過調質處理，才(cai)能(neng)(neng)使(shi)焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭具(ju)有(you)均勻的力學性能(neng)(neng)。
回火溫度的選擇，應根據工程項目對焊接接頭力學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。有關焊后熱處理回火溫度對12Cr13和20Cr13鋼焊接熱影響區脆性的影響見表4-48。
3. 焊接方法(fa)的選擇
用焊條(tiao)電弧(hu)焊焊接馬(ma)氏體型(xing)不銹(xiu)鋼(gang)時(shi)，焊條(tiao)應選用低氫型(xing)的(de)，在(zai)施焊前要進行高溫烘烤處理(li)，以便徹(che)底消除焊條(tiao)藥皮中的(de)水(shui)分，減少(shao)焊接區(qu)的(de)擴散氫含量(liang)和降低冷裂紋的(de)敏感(gan)性。為了防止(zhi)過熱(re)，應采用小的(de)熱(re)輸入施焊，施焊過程(cheng)以短弧(hu)焊和窄焊縫的(de)操作方法為佳。焊條(tiao)電弧(hu)焊適(shi)用于中、厚板的(de)馬(ma)氏體型(xing)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)焊接。
鎢極(ji)氬弧焊(han)(han)適用于薄(bo)板(ban)焊(han)(han)接(jie)，采用直流正極(ji)性能(neng)提(ti)高焊(han)(han)接(jie)質量(liang)，但要妥善保護(hu)好正面和背面焊(han)(han)接(jie)溶(rong)池，以(yi)防止氧化。用氬弧焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)薄(bo)板(ban)時，可以(yi)不預(yu)熱(re)(re)，冷裂紋傾(qing)向較小；厚板(ban)要焊(han)(han)前預(yu)熱(re)(re)，焊(han)(han)后仍要高溫回火。
馬氏體型不銹鋼也可選用CO2氣體保護焊，其冷裂紋傾向小于焊條電弧焊，但仍需進行焊前預熱、后熱和焊后熱處理。
