明弧堆焊技术能在金属材料表面熔覆一层具有特殊性能的材料,这样可以使得某些性能普通的材料具有某些合金成分的特殊性能,这种技术不仅节约了某些稀有金属资源,还为生活生产节约了成本,但在Fe-Cr-C系高铬合金堆焊产品中,常常发现堆焊层中存在严重的裂纹,使得堆焊层的性能不能完全发挥,阻碍了该项技术在表面工程领域的发展进程。为了解决此问题,本文首次提出了机械搅拌辅助明弧堆焊复合新技术,本文的研究涵盖了复合技术所制备熔覆涂层的组织凝固特征、宏观形貌、微观组织和性能等主要内容。针对高铬合金中碳化物呈网状分布,使得熔覆层内存在较大的应力集中,造成熔覆层出现裂纹这一情况,通过自改装的设备,用明弧药芯焊丝在Q235钢表面堆焊制造熔覆层的过程中,对焊接熔池进行机械搅拌的方法,获得了弥散分布的堆焊层亚共晶组织,熔覆层的裂纹大量减少,耐磨性大大提高。实验分两步进行：首先,通过科学的正交实验探索出了一套适合本实验环境的焊接参数,然后,结合探索出的焊接参数,再对熔覆层进行机械搅拌。实验完成后,借助XRD、SEM、TEM、EDS和OM,分析了堆焊层中的物相组成,观察了堆焊层的宏观和微观组织形貌。运用洛氏硬度计、三体磨料磨损试验机和动载冲击磨料磨损试验机测定了堆焊层的表面硬度和磨损性能。研究结果如下：1、经过正交实验后获得的最优焊接参数为：焊接电压是3 1 V,焊接速度是0.5 m·min-1,送丝速度是6 m·min-1；此时获得的堆焊层具有最好的耐磨性。2、焊接参数不一样时堆焊层中的显微组织不一样,焊接热输入低时微观组织为：针片状的奥氏体与M7C3型碳化物形成的共晶组织；焊接热输入高时微观组织为：网状合金奥氏体与碳化物和奥氏体的“菊花”状共晶组织共同构成的亚共晶组织；且焊层中碳化物生长具有方向性,奥氏体呈网状分布没有方向性,碳化物中存在着平行于其生长方向的层错。3、对焊接熔池施加旋转式机械搅拌后,与不加机械搅拌获得的明弧堆焊层相比,在相同焊缝长度内此堆焊层表面光滑平整,裂纹量减少了80%。此时堆焊层中的初生相为奥氏体,由此初生奥氏体与片状(Fe,Cr)7C3碳化物和奥氏体形成的共晶组织共同构成了堆焊层的亚共晶组织,这种共晶组织的分布形态受网状奥氏体枝晶间距的影响,在枝晶间距合适的地方便形成了菊花状物质。4、对焊接熔池施加旋转式机械搅拌后,与不加机械搅拌获得的明弧堆焊层相比,此堆焊层硬度提高了18.8%,耐冲击磨料磨损性能提高了2倍；随着搅拌速度的增加,此堆焊层的抗冲击磨料磨损性能为先增加后下降。