焊接作为一种古老的连接技术，在现代仍然是工业生产和经济建设中不可或缺的制造技术。随着工业的发展，工程上对焊接结构的要求也在不断提高。近年来，随着水利资源的广泛开发和利用，0Cr13Ni5Mo类型的低碳马氏体不锈钢由于其高强度及耐蚀、耐磨等特性成为国内外大型拼焊转轮领域应用广泛的材料。焊接作为转轮各部分连接的主要加工方法，提高焊接接头的质量，控制其应力成为研究热点。本文选择0Cr13Ni5Mo马氏体不锈钢作为母材，按照低强匹配的方式，选择0Cr17Ni6Mo型HS367焊丝作为焊接材料，采用CO₂气体保护焊方法制造焊接试板。利用热力学计算软件Thermo-Calc进行材料平衡相的预测，通过金相显微镜、能谱仪以及XRD等实验手段，研究了异种不锈钢焊接接头的组织分布情况，并研究了焊接试板退火组织；通过拉伸、冲击以及显微硬度等实验，研究焊态焊接接头的力学性能；利用有限元软件MSC.Marc进行焊接和退火过程的数值模拟，研究在模拟过程中温度场和应力场的变化，通过数值模拟方法对焊态和退火后焊件的应力场进行预测，并利用盲孔法获得实测值，与计算值进行比较。研究表明，在熔合区存在Cr、Mo等元素的扩散，出现了不同于母材和焊缝的过渡区，该区域由马氏体、铁素体、奥氏体以及极少量脆硬的相组成；相在焊缝处不均匀析出，在熔合区附近发生富集；焊接接头的塑韧性良好，焊缝处力学性能相对薄弱；热处理降低了焊接残余应力，但相析出量略有增加；利用数值模拟的方法基本实现了对焊接应力场和退火后焊件应力场的预测，计算值略低于实测值。