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。焊接時必須嚴格工藝，正確選擇充填金屬，嚴格、正確地控制焊接熱循環和焊接熱處理規范，以避免焊接接頭產生低塑性和開裂。
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型坡口的優點，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，當含碳量減少到0.17%以下時，焊縫中易生成鐵素體相，特別是網狀鐵素體，對鋼材的蠕變強度極為不利。因此，焊縫的含碳量一般控制在0.17~0.18%。
4、預熱：薄壁件和多層焊TIG打底，預熱溫度在250℃左右（Ms點以下，Ms≈300℃）；厚壁件（H＞25mm），預熱溫度為400℃左右，不超過 450℃。
TIG焊打底，如果預熱溫度太高，會使根部組織惡化，易生成小裂紋。
當預熱溫度超過450℃時，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焊條的流動性較差，要特別注意防止夾渣。運條時要保證坡口邊緣充分熔合，防止出現死角，死角處嵌留熔渣，由于夾渣尖端的應力集中而引起裂紋的產生。
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生裂紋。
焊接引弧應在坡口內壁上，不允許在管壁上引弧。
使用熱 817焊條時，收弧過快，極易產生弧坑裂紋，因此，要求收弧時電流逐漸衰減，熔池慢慢縮小，最后將弧坑填滿。
當采用雙V形坡口時，最好采用單道多層焊；如采用多道多層焊，由于坡口狹小，易產生夾渣。
管徑＞219mm的焊口，一般均采用雙人對稱焊接，以減少焊接應力。
焊接電流要適當，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，待其組織基本轉變完畢，即奧氏體已全部轉變為馬氏體后，才能升溫進行回火熱處理。
（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行評定。
溫度偏低時回火效果不明顯，焊縫金屬易時效而脆化；回火溫度過高（超過Ac1），焊接接頭又可能再次奧氏體化，并在隨后冷卻時重新淬硬。
（3）回火恒溫時間：
（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力，采用石棉布覆蓋緩冷。
