自保护药芯焊丝是一种在焊接过程中无需外加其它辅助保护措施的连续焊接材料，能够适应比较恶劣的工作条件下的自动化生产，在我国基础设施的建设中已经得到了广泛的应用。由于我国目前尚无比较成熟的自保护药芯焊丝产品供货，现场所需各类自保护药芯焊丝基本依赖进口,而且在我国进口的各类药芯焊丝中自保护药芯焊丝的到岸价格最贵。因此加快自保护药芯焊丝的研发成为了业内人士的一种共识。针对目前自保护药芯焊丝尚且存在的一些缺陷与国内市场的需求，笔者希望能开发出工作性能好、性价比高、工艺性能好和环保的高性能的堆焊用自保护药芯焊丝。为此笔者提出了金属粉芯自保护药芯焊丝构想,以此改善自保护药芯焊丝烟尘较大的问题和提高焊接效率。笔者在本课题研究中着重论证并考察了C-Mn-Si与C-Al-Si等不含氟化物主要依靠合金元素实现的非造渣型自保护机制。在本课题研究中笔者确定了一个焊接工艺性能较好的低合金自保护药芯焊丝，堆焊合金成分为8Cr7Mn3Ti2Si2B,表面硬度HRC62；为了进一步改善焊丝的工艺性能，又开发出了一种低毒性低粉尘的低合金自保护药芯焊丝，堆焊合金成分为9Cr6Al4Si3TiMoB, 表面硬度HRC48，两种焊丝堆焊层金属的抗磨粒磨损性能分别为耐磨堆焊用实芯焊丝25Cr3Mo2MnV堆焊金属耐磨性能的23.6倍和8.6倍。通过对堆焊合金中所检测到的CrSi2进行研究，笔者发现汽－液－固机制（Vapour-Liquid-Solid mechanism）能合理解释焊道金属中CrSi2的形成，同时CrSi2的存在证实了焊接冶金过程中VLS机制的存在。因此笔者认为对VLS机制的深入研究将有助于合理描述焊接过程以及有效预测焊道组织。