电弧堆焊制备耐磨复合板材和工件的技术已广泛应用于矿山、水泥和电力等领域。目前大面积耐磨堆焊存在着生产效率低,堆焊工艺较复杂,劳动强度大,成本高以及堆焊层性能较低等问题,工程实际中迫切需要设计和制造出耐磨性能好、施工工艺简单和堆焊效率高的焊接材料。因此,研制一种新型的无渣自保护堆焊药芯焊丝具有重要的工程应用价值。针对这些问题,本文在广泛阅读国内外该领域有关文献以及对实际进行调研的基础上。采用低碳钢带,设计在药芯中添加适量的铬铁、石墨、钛铁、钒铁、磷铁以及附加物等合金粉末,拉制成堆焊药芯焊丝。较深入的研究Ti、V、P等合金元素在不加保护的空气电弧堆焊条件下对药芯焊丝堆焊工艺及堆焊层组织与性能的影响。结果表明：三种元素均能使药芯焊丝堆焊层硬度有所提高,显微硬度最高达到621.4HV; Ti铁和V铁粉末熔覆层中生成了大量的TiC和VC硬质颗粒,为基体组织提供了非均质形核质点,细化了晶粒,起到了细晶强化的作用,部分V固溶到了基体组织中,提高了基体的韧性；P铁粉末熔覆层中,唯一的可能性是P与Fe结合生成化合物,在铸铁当中两者容易结合形成磷共晶,后续的实验结果显示两者并未结合生成化合物,P是以固溶的形式存在于堆焊层当中,提高了堆焊层硬度。在此基础上试制并生产了一种新型自保护药芯焊丝,该焊丝在空气电弧堆焊工艺条件下能获得成型美观且含极少量渣的堆焊层,其表面平均宏观硬度高达61.1HRC,多层堆焊时无需清渣,堆焊效率大幅度提高。试制的无渣自保护堆焊药芯焊丝已在某企业进行大面积耐磨复合板生产中获得应用,效果良好。