获得稳定奥氏体组织由于具有焊接工艺简单、焊后无需热处理等优点，Cr-Mo类低合金热强钢构件以往大都采用奥氏体不锈钢焊条焊接，因此在焊芯成分设计上应考虑所研究的焊芯为稳定的奥氏体组织。目前，奥氏体不锈钢焊芯的成分大致分Cr-Mn、Cr-Ni以及Cr-Mn-Ni等几种类型。从抑制碳迁移的角度考虑应尽量降低强碳化物形成元素Cr的含量并含有一定量的Ni（因Ni成本较高，应尽量降低其用量），但大幅度降低Cr含量可使合金的MS点显著上升，故在焊条的焊芯成分设计时，决定选择Mn来进一步扩大奥氏体区和降低合金的MS点，以得到稳定的奥氏体组织。选择合金基本成分为Fe-Mn-Cr-Ni，并在此基础上适当添加细化晶粒和改善性能的元素Ti、Mo、Si等。
焊芯成分设计C、Cr、Ni元素的含量C是强烈固溶强化元素，一定量的碳可以保证熔敷金属强度和硬度，但为了保证良好的焊接性能和熔敷金属的塑性、韧性，焊丝的C含量选择在0.06～0.10.
为了抑制Cr-Mo钢异质接头的碳迁移，强碳化物形成元素Cr的含量应尽量降低，但从Cr-Mo钢异质接头服役温度范围为450～650℃角度考虑，为了使焊接接头具有良好的抗氧化性能，在成分设计时确定Cr含量为5.5～7.0.
Ni是提高焊丝塑性、韧性和获得稳定奥氏体组织的理想元素，高Ni含量还可以阻碍异质接头的碳迁移[5、6]；但由于Ni价格昂贵，因此含量不能过高。在设计焊芯时确定其成分为10～12，即稍低于Cr23Ni12焊芯中的Ni含量。
Ti、Mo、Si元素的含量Ti是为细化晶粒和改善力学性能加入的，其含量为0.1～0.2；Mo是为进一步固溶强化和抑制回火脆性而加入的，其含量选择为0.4～0.6；Si作为合金元素时其含量不低于0.4，适量的Si可提高焊接时熔敷合金的流动性，提高焊接性能，其含量选择在0.5～0.9.
Mn元素的含量上述几种元素确定之后，Mn的加入量是焊芯成分设计的关键。Mn是弱碳化物形成元素，对碳迁移影响不大；Mn也是固溶强化元素，可进一步提高合金的强度；Mn作为奥氏体形成元素，它的加入易使MS点降低获得稳定的奥氏体组织。为了使熔敷[url=http://www.jc80.com/news/html/hangye/9997.html]金属[/url]获得稳定的奥氏体组织，在焊芯成分设计时采用舍夫勒组织图中的Cr当量和Ni当量[7]来初步确定焊芯合金中Mn的含量。
为了使焊芯为奥氏体组织，经计算Mn含量应大于10；考虑与Cr5Mo钢焊接时的稀释作用，在焊接时常采用的熔合比为25～30，为了使熔敷金属获得纯奥氏体组织，经计算Mn含量应大于13.在焊芯成分设计时，进行了几个周期的材料熔炼、组织分析等研究。结果表明，焊芯成分为：0.06～0.10C，0.1～0.2Ti，0.4～0.6Mo，0.5～0.8Si，10～12Ni，11～15Mn，5.5～7.0Cr，异质接头的熔敷金属均可获得稳定的奥氏体组织。
结论所研制的Cr6Ni11Mn13MoTi焊条，是一种新型的低铬、高锰、含镍的奥氏体钢焊条。焊条具有良好的焊接性能，其熔敷金属满足力学性能和抗氧化性能指标要求。代替奥氏体不锈钢焊条（如A302、A307）用于Cr-Mo类钢焊接，其异质接头在长期的高温服役或时效过程中，熔合界面两侧不会出现明显增碳层和脱碳层。