马氏体不锈钢材料存在非常强的空淬倾向，此类不锈钢材料的焊缝与热影响区的焊后状态组织是马氏体，非常容易形成冷裂纹。为防止冷裂纹的形成以及优化焊接接头的力学性能，要使用预热、后热以及焊后高温回火等办法。
首先是焊前预热。在焊接马氏体不锈钢时，尤其是在采用和母材化学成分相同的焊接材料时，为避免发生冷裂，在焊接前要进行预热。预热温度通常在200-329℃区间范围，最好不要大于马氏体组织的转变温度。碳含量是找准预热温度的最重要因素，含碳量高，预热温度则需要更高一点。影响选择预热温度的别的因素还有不锈钢材料的厚度、填充金属种类、焊接方法、拘束度等。碳含量低于0.1%时则没有必要进行预热，也有建议预热温度，比如预热400至450℃区间，不过需要注意的是高温预热容易导致些负面影响。而当碳含量高于0.2%时，焊接比较困难，除了要进行预热外，还要确保层间温度。
其次是焊后回火前的温度。马氏体不锈钢工件在焊后不要从焊接温度直接升温做回火处理。由于在焊接过程中奥氏体组织可能没有完全转变，比如焊后马上升温回火，会产生碳化物沿奥氏体晶界沉淀和奥氏体向珠光体转变，形成晶粒粗大的组织，严重减小韧性。所以在回火前要让焊件冷却下来，把焊缝和热影响区的奥氏体基本分解完了。对于刚度小的不锈钢构件，可以冷却到室温后再进行回火。对于大厚度的结构，尤其是当碳含量比较高时，则要使用比较复杂的工艺，在焊后冷却到100-150℃，并且保温0.5至1.0h，随后再加热到回火温度。
第三点是焊后热处理，在焊后热处理的目的是减小焊缝与热影响区硬度，优化材料的塑性与韧性，再降低焊接残余应力。焊后热处理包括回火与完全退火两种状态。只有在为取得低硬度，比如需焊后机加工时，才使用完全退火状态，退火温度是830-880℃，保温2h后炉冷到595℃，随后再空冷。高铬马氏体不锈钢通常在在淬火与回火的调质状态下焊接，焊后通过高温回火处理，让焊接接头有着比较好的力学性能。假如在退火状态下进行焊接，焊后还会产生不均匀的马氏体组织，整个焊件还要通过调质处理，让接头拥有比较均匀的性能。
在回火温度的选择应适应工程项目对接接头力学性能和耐腐蚀性的要求。回火温度通常是选在650至750℃的温度区间，至少保温1h，随后再进行空冷。回火温度不能太高，避免再度奥氏体转变。对高温采用的焊接结构常使用比较高的回火温度。高温回火时析出较多的碳化物，对耐蚀性能不利。对于主要用于耐蚀的结构，应进行低温度的消除应力退火。
