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采用回火焊道工艺在低合金铜SA508—3钢管上堆焊镍基合金制备试验件，利用该试验件研究不同堆焊层对应的热影响区组织形貌。结果显示，首层堆焊使SA508—3铜热影响区形成淬火马氏体，但该类组织在随后的堆焊层焊接热过程中会发生回火转变，并随着焊层的增加，转变效应累积，最终完全纠正热影响区的淬火不良组织。试件两端焊趾附近区域因高温回火累积时间不足造成的回火不充分，使得首层堆焊在热影响区产生内马氏体以及由于热影响区内残余奥氏体分解产生的马氏体等不良组织未得到完全纠正，可通过特定工艺的补充焊接予以消除。