由于埋弧堆焊技术具有设备投资少,工艺上容易实现,堆焊成本低等优点,许多国家已采用埋弧堆焊技术进行轧辊的修复。针对埋弧堆焊过程中,堆焊层容易出现柱状晶晶粒粗大问题,尤其是多层堆焊时柱状晶将产生较大危害,降低抗裂性能。因此本课题在堆焊热源方面开展了数值模拟及实验研究。随着计算机技术的发展,焊接数值模拟已经可以为实际堆焊提供优化的堆焊工艺参数。通过计算机建立模型,输入工艺参数后通过分析得到堆焊温度场、应力场分布图,并可以查看内部各节点的温度和应力的分布。当焊接电压U=30V、焊接电流I=340A、焊接速度V=397mm/min、激磁电流I=270A、磁场频率f=5Hz时焊接应力最小。焊接属于局部高温加热,热量集中在焊缝附近,较高的温度梯度导致较大的残余应力。焊后残余应力是导致裂纹影响强度的重要因素,因此采用这组最优参数进行实验。为了提高焊缝成形和焊接质量,本文将低频磁场引入到轧辊埋弧堆焊过程中,针对埋弧焊过程中,焊接电流和熔池体积大,持续时间较长的特点,对原有电磁搅拌装置进行改进,增大输出功率,拓宽磁场参数调节范围,改进后的电磁搅拌装置能够满足埋弧堆焊的要求。通过电磁搅拌作用改变焊缝熔池和熔滴过渡形式,改善焊接工艺,提高了堆焊层性能。通过实验验证当焊接电流I=340A、焊接速度V=397mm/min、激磁电流I=270A、磁场频率f=5Hz时硬度达到最大,此时堆焊层组织得到了显著的细化效果,打乱了柱状晶的方向性。同时对焊缝形貌进行验证,得到了与模拟较吻合的实验结果。