国产乙烯裂解炉的辐射段和对流段以及段内各部位的温度不同，选有用了不同钢材的炉管。温度200～400℃的区域选用20钢管或低合金铬钼钢（如15CrMo、12Cr1MoV），炉温600～700℃区域选用中合金耐热钢1Cr5Mo的管材，温度950～1050℃的辐射段，选用奥氏体不锈钢4Cr25Ni20离心铸造管，与其连接的法兰材料是奥氏体不锈钢06Cr18Ni11Ti锻件。这样，在同一管路中出现了奥氏体不锈钢管与1Cr5Mo钢焊接钢焊接，同时也出现了不同牌号奥氏体不锈钢的焊接。
一、焊接性分析
由于4Cr25Ni20不锈钢管为奥氏体基体加上共晶碳化物组织，与上述两种钢材焊接时，在焊接过程中易发生热裂纹、冷裂纹和σ相析出。
二、焊接工艺
1. 焊接材料的选择
为了消除焊接热裂纹，防止σ相脆化和冷裂纹倾向，要提高焊接材料中碳和氮的含量，又要控制其钼、铌的含量。在A407焊条（E310型）的基础上，研制出一种专用焊条。其熔敷金属化学成分的质量分数（％）为：C＝0.35～0.40,Si<1.0, Mn <1.5, S. P<0.035, Cr=23 ~27, Ni=18~20,Mo≤0.15,N=0.04～0.14。经多次试验和生产实践证明，用该焊条焊接4Cr25Ni20炉管与06Cr18Ni11Ti锻件法兰，既能抗热裂纹又能减少σ相析出，取得了良好的焊接性。4Cr25Ni20不锈钢炉管与1Cr5Mo钢管焊接，选用A302焊条（E309型）即可。
2. 焊接坡口的选择
选用合理的焊接坡口尺寸和形状来保证管道根部的焊透性能，可采用V形或U形坡口。可以用焊条电弧焊进行打底焊，实现单面焊双面成形，但操作技能要求高；选用钨极氩弧焊的方法，不加填充金属，将钝边熔透也能保证焊根焊透，但对钝边要求严格，要钝边尺寸控制在1.0～1.5mm，钝边过大或过小均会引起未焊透或焊穿。管子与管子装配时，希望间隙越小越好。同时对坡口的加工精度也有相应的要求，机械加工后的坡口要用砂轮磨去尖角和毛刺。在检查待焊处确认无表面缺陷时，才允许施焊。
3. 预热和层间温度的控制
在4Cr25Ni20不锈钢管与其他黑色金属焊接时，若不进行焊前预热，在定位焊和正式焊的根部封底焊缝会产生裂纹，所以必须预热。4Cr25Ni20不锈钢管与06Cr18Ni11Ti钢焊接时，预热温度控制在100℃，层间温度在150℃以下；但4Cr25Ni20不锈钢管与1Cr5Mo钢焊接时，情况则不相同，预热温度要提高到360～400℃，层间温度控制在300℃左右。虽说预热温度的提高，会引起4Cr25Ni20钢焊缝一侧晶内碳化物粗化，但它能避免由于预热温度太低，而使1Cr5Mo钢焊缝一侧形成马氏体组织而造成脆断的事故。
4. 定位焊
定位焊最容易产生的缺陷是收弧时的缩孔，而缩孔往往又会带来弧坑裂纹。为了防止缩孔的产生，焊接电流不宜过大，电弧不能突然熄弧，要在收弧处反复焊3～4点，以保证填满弧坑。定位焊焊缝长度不宜太短，控制在10mm左右。沿管道定位3～4处，要保证定位焊缝焊透，背面呈圆滑过渡，经渗透着色检测，确认无缺陷时，方能进行根部打底焊。
5. 打底焊
通常选用钨极氩弧焊的方法且在管内充氩气进行施焊。这样除了可避免产生裂纹外，还能保证背面焊缝成形良好。在封底焊时，如果不加填充焊丝，收弧处有可能产生裂纹，要采取下列措施来消除：在收弧时适当填加一些焊丝（H12Cr24Ni13焊丝）填满弧坑；或者不加焊丝将收弧移到引出板上也可。打底焊焊完后，要进行渗透着色检测，一旦发现裂纹，必须彻底清除干净，直至确认无裂纹为止。为了保证背面焊缝成形均匀，组装时要严格控制装配间隙，内径错位量也要控制小于0.5mm为佳。
6. 其他层次焊道的焊接
其他层次焊道的焊缝，大多采用焊条电弧焊的方法进行施焊，4Cr25Ni20钢管与06Cr18Ni11Ti钢锻件在焊第二层时，选用A302（E309型）牌号焊条，盖面焊缝选用上面介绍的专用焊条施焊；4Cr25Ni20 不锈钢管与1Cr5Mo钢管焊接时，全部选用A302（E309型）牌号焊条。
施焊过程中，在保证焊接质量的前提下，选用小的焊接电流和较快的焊接速度。焊条不允许作横向摆动，以窄焊缝为宜。焊接时不允许在坡口外引弧和收弧，否则易产生裂纹。无论定位焊、打底焊还是盖面焊，焊后在焊缝处严禁锤击，不得使用扁铲修整焊缝及清渣，因为4Cr25Ni20不锈钢管对冷作硬化特别敏感，还会促使σ相的形成。焊缝处的清理可使用不锈钢钢丝刷或不锈钢钢丝轮，修复缺陷时应使用薄片砂轮。
7. 焊接后热处理
焊后热处理的温度经过多次试验和生产考核，最后确定的温度为1070℃，保温2h，然后空冷。在此温度范围内，可以使已生成的σ相进行固溶处理，使之在焊缝金属中消失，这样就能减少冷裂纹形成的可能性。在生产中，为了消除长期加热而生成的σ相，可以把炉温升高，使σ相重新固溶到奥氏体组织中，然后冷却，借以消除σ相。这种定期、短时间提高工作温度的措施，一般在每使用数百小时后，重复一次，就能达到上述目的。
