钨极氩弧焊（Gas tungsten arc welding，简称“GTAW”）修复技术，是一种具有广泛应用价值的“绿色再制造”技术，既可以极大提高铸件的成品率，又可以大大减少零件失效带来的时间和经济成本。而转轮叶片类零件的叶片曲面一般结构复杂、厚薄不均，制造加工的成品率低下；且在运行过程中容易出现空化、磨损、开裂等问题。为此，从实际应用需求出发，研究GTAW修复技术对20SiMn和K423A两种不同材料的转轮叶片类零件的修复规律，通过金相组织观察、扫描电镜与能谱检测，以及X射线衍射、显微硬度测试等理化试验分析，研究得出以下结论：采用GTAW修复技术对20SiMn材质叶片补焊修复效果较好，可以得到无裂纹等缺陷的补焊效果，但补焊容易在热影响区出现淬硬组织马氏体，增加了接头开裂倾向。并以采用焊前预热处理、80A焊接电流的工艺可以获得最少的马氏体组织，且再对其补焊接头进行焊后高温回火热处理，可以明显减少热影响区马氏体组织，接头各处的组织和硬度都能得到很好的改善。采用GTAW修复技术对K423A材质叶片的补焊修复，无论是焊接过程还是焊后进行消除应力热处理，都容易出现裂纹等缺陷。但研究得出：从采用无铝钛焊丝、焊接时设定合适的正背面保护气体流量参数、根据待补焊试样厚度制定相应的焊接电流、焊后采取以“先改善补焊接头组织，再进行消除应力处理”为原则等四个方面入手，采用GTAW对焊接性能极差的K423A材质叶片进行补焊修复是可行的；并且得到GTAW补焊修复K423A材质叶片的最佳工艺规范。