由于Cr-Mo耐熱鋼與不銹鋼異種鋼接頭兩側的母材無論從化學成分上還是物理、化學性能上都存在著差異，因此，焊接時，要比同一種鋼自身之間的焊接要復雜得多，煉化設備的工作環境一般為高壓、高腐蝕性、高溫條件，對設備性能有很高要求。在其關鍵部件焊接中異種金屬焊接質量經常成為制約其應用的技術瓶頸之一，為了得到良好的焊接接頭，必須克服的主要難點有：1）材料對焊接方法敏感性，2）合金元素的稀釋的問題，3）異種鋼界面碳遷移的問題，4）焊縫中晶界碳化物析出，5）焊后接頭力學、腐蝕性能等焊接難題。

對Cr-Mo鋼壓力容器制造而言，影響焊接接頭質量因素較多，但通過調整焊接熱輸入、合金成分和焊后熱處理是最為常用的幾種方法。由于焊接熱循環的作用，Cr-Mo鋼焊接接頭熱影響區的組織是比較復雜的，可以分為過熱粗晶區、細晶區、局部重結晶區和高溫回火區等。在低熱輸入焊接時，熱影響區變窄，但是冷速太快容易得到淬硬的馬氏體組織。在較高的熱輸入情況下，可得貝氏體組織。因此焊接規范的考慮應著眼于減小熱影響區，降低軟化區，采用較小的焊接線能量。除焊接熱輸入量外，控制多層焊的層間溫度，亦是影響熱影響區組織性能的重要因素。層間溫度越高將使焊縫和熱影響區的沖擊韌性下降，因此在控制焊接規范的同時，對層間溫度也要給以限制，一般層間溫度不要超過預熱溫度的上限。

為了改善組織和消除接頭應力，焊后需進行熱處理。當回火溫度較低或保溫時間不足時，焊縫及近縫區金屬具有較高的強度，而塑性、韌性偏低。反之，提高回火溫度時，焊縫及近縫區強度有所下降，而塑、韌性則隨之提高[56]。但是當回火溫度過高且時間過長，這會使得接頭碳遷移及碳化物析出。但對焊縫金屬進行焊后熱處理會促進造成嚴重的碳遷移，以至于形成增碳層和薄弱的脫碳層，會引起焊縫在拘束條件下產生焊接裂紋以及降低在奧氏體鋼一側的耐腐蝕性等一系列問題。

對于Cr-Mo耐熱鋼與不銹鋼的異種鋼焊接接頭，雙側母材不但合金成分不一樣，而且還不屬于同一類鋼，NB/T47015《承壓設備焊接工藝規程》規定，奧氏體高合金鋼與碳素鋼、低合金鋼之間相焊，選用焊接材料應保證焊縫金屬的抗裂性能和力學性能。當設計溫度不超過370℃時，采用鉻、鎳含量可保證焊縫金屬為奧氏體的不銹鋼焊接材料；當設計溫度高于370℃時，宜采用鎳基焊接材料。亦即對于這類材料的焊接接頭，一般是要在低合金耐熱鋼材料面進行預邊堆焊過渡層，通常預邊堆焊材料為高Cr、Ni奧氏體不銹鋼或Ni基合金，再分別采用不銹鋼類或Ni基合金的焊接材料進行堆焊，接頭形式如圖1.5所示。事實上，對于預邊堆焊的Ni基材料來說，關鍵作用是阻止Cr-Mo耐熱鋼的碳元素向低碳的不銹鋼進行碳遷移而使得接頭性能弱化。

近些年來，低合金耐熱鋼與奧氏體不銹鋼異種鋼的焊接取得了較大的進步。王岑等人選用國產的鎳基埋弧焊絲與焊劑HS600/SJ608在14Cr1MoR+S32168復合板兩側，采用手工焊條電弧焊側堆焊Inconel182經PWHT后進行了焊接試驗，圖1.6為焊接坡口形式，工藝采用GTAW打底和直徑2.5mm焊絲埋弧焊。由于實際生產中普通TIG焊熔深淺，打底鈍邊厚度只有2~3mm，埋弧焊過程中很容易燒穿，目前解決的方法是在TIG打底焊后再采用手工電弧焊繼續補充2~3道，使打底焊厚度達到5~6mm。這樣極大地降低了焊接效率。因此研究探索一種大熔深的打底焊方法對提升焊接效率具有重要意義。

并分析了異種鋼接頭的顯微組織變化和力學性能，發現在焊縫區的組織主要由針狀γ相構成，如圖1.7試樣焊接接頭顯微組織；焊接接頭的拉伸強度達到560MPa，而且斷裂處發生在基材區域，滿足實際的應用需求；但該制造工藝所開坡口尺寸大，焊接材料使用較多，焊縫經歷長時間焊接熱過程，造成產品制造成本高，服役期短等問題。

過去的工作表明異種金屬焊接結構件的失效經常發生在焊接接頭處。裂紋和氣孔的形成為常見的焊接接頭缺陷。焊縫中的裂紋、氣孔是焊接接頭腐蝕損壞甚至失效的主要原因，而在鹽和酸性環境中具有較嚴重的腐蝕。目前對于異種金屬焊件的力學性能已經得到了廣泛的研究。然而，對奧氏體不銹鋼和低碳鋼焊接接頭腐蝕研究還不夠深入。Xiong Zhang等人對高強度低合金鋼和奧氏體不銹鋼異種焊接接頭在3.5wt.%的NaCl溶液中進行了腐蝕研究。據報道，激光區的馬氏體耐蝕性弱于混合區的奧氏體。Vermad.J等人研究了鉻系不銹鋼與316L異種鋼SMAW焊接接頭在變質環境中的腐蝕失效。主要是在焊縫中存在協同性較低的抗點蝕合金元素，導致焊縫的耐蝕性低于母材。Okonkwo B O等人研究了低合金鋼A508與309L/308L堆焊層異種接頭在含硫酸鹽雜質的水溶液中的電偶腐蝕損傷機理，據報道，焊縫中MnS引起的點蝕與電偶腐蝕同時發生。同時，由于母材中碳元素向焊縫滲入會造成焊縫中碳含量升高，凝固過程中碳元素在晶界處富集與Cr元素形成化合物，從而造成晶間貧Cr。

盡管已有關于不銹鋼和低碳鋼異種焊接的研究，但焊接速度對不銹鋼和低碳鋼異種鋼焊接接頭顯微組織和腐蝕性能影響的研究還很少，尤其是對于厚板焊接。研究了焊接速度對電弧輔助活性TIG焊(AA-TIG)和SMAW工藝生產的304不銹鋼和12Cr2Mo1R低碳鋼焊接接頭顯微組織和電化學腐蝕的影響。