X20CrMoV121（F12）鋼屬于馬氏體型耐熱鋼，它是珠光體耐熱鋼和奧氏體耐熱鋼之間最適宜的鋼種。但是這種鋼的焊接性能較差，焊件的壁厚越厚，剛性越大，則越難焊接。焊接時(shí)必須嚴(yán)格工藝，正確選擇充填金屬，嚴(yán)格、正確地控制焊接熱循環(huán)和焊接熱處理規(guī)范，以避免焊接接頭產(chǎn)生低塑性和開裂。
1、焊接方法：手工電弧焊和鎢極氬弧焊。
氬弧焊打底，手弧焊蓋面。由于該鋼種含鉻高達(dá)12%，一般無法用氧——乙炔焰氣焊。
2、坡口：壁厚主蒸汽管道焊口均采用雙V型坡口和U型坡口。其中雙V型坡口既具有V型坡口的優(yōu)點(diǎn)，電弧熱量集中，根部熔透性良好；又保證坡口斷面積小，減少充填金屬量。
3、焊材：F12鋼選用熱827焊條，（F11——熱817，C≤0.19%）。為防止焊縫過硬引起脆化和裂紋等，含碳量不宜過高；但是，當(dāng)含碳量減少到0.17%以下時(shí)，焊縫中易生成鐵素體相，特別是網(wǎng)狀鐵素體，對(duì)鋼材的蠕變強(qiáng)度極為不利。因此，焊縫的含碳量一般控制在0.17~0.18%。
4、預(yù)熱：薄壁件和多層焊TIG打底，預(yù)熱溫度在
TIG焊打底，如果預(yù)熱溫度太高，會(huì)使根部組織惡化，易生成小裂紋。
當(dāng)預(yù)熱溫度超過450℃時(shí)，可能在焊接接頭中，引起晶界處碳化物析出和形成鐵素體組織，從而大大降低該鋼材焊接接頭在室溫時(shí)的沖擊韌性。另外，馬氏體耐熱鋼的含鉻量大于10%，這類鋼還有明顯的475℃脆性。如果預(yù)熱溫度超過450℃，使得焊接接頭在475℃附近冷卻很慢，易引起475℃脆性。
5、焊接操作：
焊前坡口表面、焊道表面的焊渣、污物等要清理干凈。
熱817焊條的流動(dòng)性較差，要特別注意防止夾渣。運(yùn)條時(shí)要保證坡口邊緣充分熔合，防止出現(xiàn)死角，死角處嵌留熔渣，由于夾渣尖端的應(yīng)力集中而引起裂紋的產(chǎn)生。
電源的地線與鋼管要求接觸良好、可靠，否則這些局部受熱處可能產(chǎn)生裂紋。
焊接引弧應(yīng)在坡口內(nèi)壁上，不允許在管壁上引弧。
使用熱 817焊條時(shí)，收弧過快，極易產(chǎn)生弧坑裂紋，因此，要求收弧時(shí)電流逐漸衰減，熔池慢慢縮小，最后將弧坑填滿。
當(dāng)采用雙V形坡口時(shí)，最好采用單道多層焊；如采用多道多層焊，由于坡口狹小，易產(chǎn)生夾渣。
管徑＞219mm的焊口，一般均采用雙人對(duì)稱焊接，以減少焊接應(yīng)力。
焊接電流要適當(dāng)，不宜過大，每層焊肉薄一些為宜。
6、焊后熱處理
（1）焊后熱處理起始溫度：焊后冷卻到100~150℃，保溫0.5~1h，待其組織基本轉(zhuǎn)變完畢，即奧氏體已全部轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體后，才能升溫進(jìn)行回火熱處理。
（2）回火溫度：760℃×2h（760~780℃），回火后的效果可測定焊縫的硬度值進(jìn)行評(píng)定。
溫度偏低時(shí)回火效果不明顯，焊縫金屬易時(shí)效而脆化；回火溫度過高（超過Ac1），焊接接頭又可能再次奧氏體化，并在隨后冷卻時(shí)重新淬硬。
（3）回火恒溫時(shí)間：
（4）回火冷卻速度：一般不控制冷卻速度，但為了降低焊接接頭的殘余應(yīng)力，采用石棉布覆蓋緩冷。
