挤压辊是干法水泥生产线中关键大型设备辊压机的核心部件，对新挤压辊进行表面堆焊强化和对已损坏的挤压辊进行堆焊修复是延长辊压机使用寿命的主要方法。目前主要采用两种方式进行修复，一种是离线大修，一种是在线大修，水泥厂家更倾向于在不拆卸轴承的前提下采用在线修复的方法来延长挤压辊的使用寿命，但在实际现场堆焊中常出现热影响区性能恶化的现象，影响辊子的正常运行。本文对不同热输入冰冷条件下的45调质钢单道堆焊和双道堆焊焊缝区及其热影响区的显微组织和力学性能之间的关系进行了研究，寄希望模拟在线修复焊接热循环，通过优化工艺达到改善热影响区性能的目的，研究得到以下主要结论：不同工艺的热输入数值按3、6、9、2、5、8、1、4、7的工艺编号顺序依次增大。采用冰进行冷却对不同工艺下的t8/5（从800℃冷却至500℃的时间）影响不大，但对t8/3（从800℃冷却至300℃的时间）有显著影响；其中7号工艺所测几组数据都大于70s，比1号和3号工艺要长30s左右。单道堆焊工艺试样熔合区、粗晶区的显微组织组成主要由网状铁素体、屈氏体/索氏体及少量魏氏体、M-A岛状组织组成。热输入对熔合区与过热区的显微组织组成没有明显的影响，但对其组织中各相的比例，特别是M-A组元及魏氏体的数量和尺寸有显著影响。对软化区中的铁素体含量和尺寸大小没有明显影响。单道堆焊中，试样1A的堆焊层成形性最好，焊缝两侧的平均稀释率和平均成形系数分别为0.443和23.5；焊缝区仅出现一个大晶粒；该试样在熔合区和粗晶区中的晶粒度最大，分别为5.07和5.40；熔合区及其附近粗晶区中M-A组织体积分数最少，仅为（2~3）%；熔合区和粗晶区显微硬度波动最小，波动范围仅为32HV0.3。单道堆焊的焊缝区，在双道堆焊第二道的热循环中经受Ac1以上再次加热的区域以及单道堆焊的热影响区，在双道堆焊中受到1400℃以上再次加热的区域，其组织为等轴粒状贝氏体和少量网状铁素体，其显微硬度分布与单道堆焊时的焊缝区基本相同。在双道堆焊中经受两次淬火的区域、单道堆焊中的软化区，在第二次堆焊时，经历了双道堆焊时Ac1~1400℃的加热的区域，显微组织均主要为：索氏体/屈氏体、M-A块状组织和少量晶界铁素体。和单道堆焊的粗晶区相比，晶粒得到细化，其显微硬度分布呈峰形，与单道试样的II区显微硬度分布没有显著区别。在第二次堆焊时经受回火软化的区域，仍属于软化回火区；IIC和IIIC区中的显微硬度略有不同。双道堆焊4B试样中临界粗晶热影响区中的M-A块状组织的数量最少，尺寸最小，显微硬度数据波动最小，波动范围为85.4HV0.3，而其余试样的最大显微硬度值与最小硬度值之差都在100HV0.3以上。综合考虑堆焊层的成形性、焊缝区显微组织均匀性、熔合区和粗晶区原奥氏体晶粒尺寸、M-A组织的体积分数和的显微硬度数值的分布等情况，优化得到本文试验条件下的单道堆焊主要工艺参数为：电流300A、电压29V、行走速度60mm/min、堆焊宽度60mm；双道堆焊主要工艺参数为：电流340A、电压30V、行走速度70mm/min、堆焊宽度60mm。