由于Cr-Mo耐热钢与不锈钢异种钢接头两侧的母材无论从化学成分上还是物理、化学性能上都存在着差异，因此，焊接时，要比同一种钢自身之间的焊接要复杂得多，炼化设备的工作环境一般为高压、高腐蚀性、高温条件，对设备性能有很高要求。在其关键部件焊接中异种金属焊接质量经常成为制约其应用的技术瓶颈之一，为了得到良好的焊接接头，必须克服的主要难点有：1）材料对焊接方法敏感性，2）合金元素的稀释的问题，3）异种钢界面碳迁移的问题，4）焊缝中晶界碳化物析出，5）焊后接头力学、腐蚀性能等焊接难题。

对Cr-Mo钢压力容器制造而言，影响焊接接头质量因素较多，但通过调整焊接热输入、合金成分和焊后热处理是最为常用的几种方法。由于焊接热循环的作用，Cr-Mo钢焊接接头热影响区的组织是比较复杂的，可以分为过热粗晶区、细晶区、局部重结晶区和高温回火区等。在低热输入焊接时，热影响区变窄，但是冷速太快容易得到淬硬的马氏体组织。在较高的热输入情况下，可得贝氏体组织。因此焊接规范的考虑应着眼于减小热影响区，降低软化区，采用较小的焊接线能量。除焊接热输入量外，控制多层焊的层间温度，亦是影响热影响区组织性能的重要因素。层间温度越高将使焊缝和热影响区的冲击韧性下降，因此在控制焊接规范的同时，对层间温度也要给以限制，一般层间温度不要超过预热温度的上限。

为了改善组织和消除接头应力，焊后需进行热处理。当回火温度较低或保温时间不足时，焊缝及近缝区金属具有较高的强度，而塑性、韧性偏低。反之，提高回火温度时，焊缝及近缝区强度有所下降，而塑、韧性则随之提高[56]。但是当回火温度过高且时间过长，这会使得接头碳迁移及碳化物析出。但对焊缝金属进行焊后热处理会促进造成严重的碳迁移，以至于形成增碳层和薄弱的脱碳层，会引起焊缝在拘束条件下产生焊接裂纹以及降低在奥氏体钢一侧的耐腐蚀性等一系列问题。

对于Cr-Mo耐热钢与不锈钢的异种钢焊接接头，双侧母材不但合金成分不一样，而且还不属于同一类钢，NB/T47015《承压设备焊接工艺规程》规定，奥氏体高合金钢与碳素钢、低合金钢之间相焊，选用焊接材料应保证焊缝金属的抗裂性能和力学性能。当设计温度不超过370℃时，采用铬、镍含量可保证焊缝金属为奥氏体的不锈钢焊接材料；当设计温度高于370℃时，宜采用镍基焊接材料。亦即对于这类材料的焊接接头，一般是要在低合金耐热钢材料面进行预边堆焊过渡层，通常预边堆焊材料为高Cr、Ni奥氏体不锈钢或Ni基合金，再分别采用不锈钢类或Ni基合金的焊接材料进行堆焊，接头形式如图1.5所示。事实上，对于预边堆焊的Ni基材料来说，关键作用是阻止Cr-Mo耐热钢的碳元素向低碳的不锈钢进行碳迁移而使得接头性能弱化。

近些年来，低合金耐热钢与奥氏体不锈钢异种钢的焊接取得了较大的进步。王岑等人选用国产的镍基埋弧焊丝与焊剂HS600/SJ608在14Cr1MoR+S32168复合板两侧，采用手工焊条电弧焊侧堆焊Inconel182经PWHT后进行了焊接试验，图1.6为焊接坡口形式，工艺采用GTAW打底和直径2.5mm焊丝埋弧焊。由于实际生产中普通TIG焊熔深浅，打底钝边厚度只有2~3mm，埋弧焊过程中很容易烧穿，目前解决的方法是在TIG打底焊后再采用手工电弧焊继续补充2~3道，使打底焊厚度达到5~6mm。这样极大地降低了焊接效率。因此研究探索一种大熔深的打底焊方法对提升焊接效率具有重要意义。

并分析了异种钢接头的显微组织变化和力学性能，发现在焊缝区的组织主要由针状γ相构成，如图1.7试样焊接接头显微组织；焊接接头的拉伸强度达到560MPa，而且断裂处发生在基材区域，满足实际的应用需求；但该制造工艺所开坡口尺寸大，焊接材料使用较多，焊缝经历长时间焊接热过程，造成产品制造成本高，服役期短等问题。

过去的工作表明异种金属焊接结构件的失效经常发生在焊接接头处。裂纹和气孔的形成为常见的焊接接头缺陷。焊缝中的裂纹、气孔是焊接接头腐蚀损坏甚至失效的主要原因，而在盐和酸性环境中具有较严重的腐蚀。目前对于异种金属焊件的力学性能已经得到了广泛的研究。然而，对奥氏体不锈钢和低碳钢焊接接头腐蚀研究还不够深入。Xiong Zhang等人对高强度低合金钢和奥氏体不锈钢异种焊接接头在3.5wt.%的NaCl溶液中进行了腐蚀研究。据报道，激光区的马氏体耐蚀性弱于混合区的奥氏体。Vermad.J等人研究了铬系不锈钢与316L异种钢SMAW焊接接头在变质环境中的腐蚀失效。主要是在焊缝中存在协同性较低的抗点蚀合金元素，导致焊缝的耐蚀性低于母材。Okonkwo B O等人研究了低合金钢A508与309L/308L堆焊层异种接头在含硫酸盐杂质的水溶液中的电偶腐蚀损伤机理，据报道，焊缝中MnS引起的点蚀与电偶腐蚀同时发生。同时，由于母材中碳元素向焊缝渗入会造成焊缝中碳含量升高，凝固过程中碳元素在晶界处富集与Cr元素形成化合物，从而造成晶间贫Cr。

尽管已有关于不锈钢和低碳钢异种焊接的研究，但焊接速度对不锈钢和低碳钢异种钢焊接接头显微组织和腐蚀性能影响的研究还很少，尤其是对于厚板焊接。研究了焊接速度对电弧辅助活性TIG焊(AA-TIG)和SMAW工艺生产的304不锈钢和12Cr2Mo1R低碳钢焊接接头显微组织和电化学腐蚀的影响。