本文在综述国内外阀门等离子堆焊技术现状的基础上,根据阀门结构及实际使用要求,采用钴基司太立6粉末,在Q235钢基体材料表面进行等离子粉末堆焊试验,研究了堆焊工艺参数对等离子堆焊层组织和性能的影响。在此基础上,对焊接工艺参数进行优化,并在实际阀门工件上进行堆焊试验。通过在相同条件下和等离子手工堆焊技术的对比研究,分析了等离子粉末堆焊技术的技术经济性,本文得到以下主要结论:焊接工艺参数对等离子堆焊层的性能有明显影响。研究结果表明:焊接电流与送粉率是影响堆焊层厚度的主要因素;离子气流量、送粉率、焊接电流是影响堆焊层表面硬度的主要因素;送粉气流量和焊接速度对堆焊层厚度及表面硬度的影响较小。在本文试验条件下,当焊接电流为160A,送粉率为6g/min,送粉气体流量3.5L/min,等离子气体流量3.5L/min,焊接速度为500mm/min时,在实际阀门工件上等离子堆焊得到的堆焊层稀释率最小为3.78%,堆焊层表面最高硬度为666HV。在其他工艺参数相同的条件下,随堆焊电流增加,堆焊层的稀释率增加,堆焊层表面硬度下降;由堆焊层至基体,硬度呈梯度逐渐降低,堆焊层表面硬度最高。钴合金等离子堆焊合金层是由熔合区(结合区)亚层、近熔合区的胞状晶层以及前方有一定方向性的粗枝晶亚层组成,其结晶形态呈胞状;堆焊后在焊层形成了硬度较高的合金固溶体,使得堆焊层表面硬度及耐磨性得到显著提高。当堆焊电流大于195A时,堆焊层裂纹敏感性明显增大,熔合区亚层显微组织状况急剧恶化,堆焊层的厚度减小,熔合线呈曲折状,并出现细微裂纹。相同工艺参数条件下,等离子粉末堆焊和等离子手工堆焊相比,其表面成型优良,焊接质量稳定,且堆焊层表面硬度高8.1%,稀释率低6%;另外,等离子粉末堆焊可在较小的焊接规范下进行焊接且可一次成型,无需再加工,使得其加工效率及综合成本明显低于等离子手工堆焊。