近年来我国的水泥工业发展迅速,水泥企业的生产规模日益扩大,企业对生产设备的利用也不断增加。辊压机是水泥生产中进行粉磨的关键设备,挤压辊是辊压机的核心部件,主要用于挤压生料和熟料。挤压辊在工作时承受着巨大的压力,而且还会受到物料的磨损,长期使用会使挤压辊受到严重破坏。由于其造价比较高,更换时间比较长,因此会给水泥生产企业带来经济损失。通过对挤压辊的堆焊修复,可以使受损的挤压辊再次正常使用,这样就减少了挤压辊的更换次数,提高了机器本身的利用率,节省了企业购买新设备的费用,降低了企业的生产成本,为企业创造了经济效益。本文采用气体保护焊的方法,使用四种焊丝(Arcfcw-1003、KSW-615、KSW-626、KSW-645)进行堆焊。堆焊层分为打底层、过渡层和耐磨层,耐磨层又包括高铬铸铁堆焊层和碳化钛堆焊层。本文首先研究了堆焊层及热影响区的组织结构特点,打底层组织主要由铁素体和珠光体构成,堆焊层平均硬度为16.3HRC,有良好的塑性和韧性;过渡层的组织主要由奥氏体构成,堆焊层平均硬度为27HRC,铬和锰的含量很高,具有很好的抗磨损和抗冲击的能力。高铬铸铁堆焊层组织由亚共晶组织和过共晶组织构成,过共晶组织中含有高硬度的碳化物(M7C3),具有很好的耐磨性。碳化钛堆焊层组织由碳化物(TiC)与奥氏体构成,堆焊层的平均硬度为51.7HRC,具有高硬度的碳化物颗粒镶嵌在具有较好塑韧性的奥氏体基体中,堆焊层具有好的抗磨损性能和抗裂性能。热影响区主要分为过热区、相变重结晶区和不完全重结晶区,过热区主要为魏氏组织,晶粒粗大;相变重结晶区组织均匀,发生重结晶,主要为细小的铁素体和珠光体,力学性能最好;不完全重结晶区发生部分重结晶,既有较粗大的铁素体还有细小的珠光体,晶粒大小不一,力学性能很差。本文还研究了堆焊工艺参数对堆焊层组织、硬度、稀释率及裂纹的影响规律,寻找出适合于辊压机堆焊最优的工艺参数。堆焊工艺参数对高铬铸铁堆焊层组织的影响,主要在于对枝晶形态的影响。当堆焊电流增加或堆焊速度降低,枝晶变粗,主干间的距离减小,二次枝晶逐渐消失,枝晶间的共晶组织减少,堆焊层的硬度降低。堆焊工艺参数对碳化钛堆焊层组织的影响,主要是对组织内部硬质相(TiC)的影响。当堆焊电流增加或堆焊速度降低,碳化物数量增多,碳化物颗粒变大,堆焊层的硬度增加;热影响区随着堆焊电流的增加,过热严重,魏氏组织粗大。堆焊速度较低时,过热区组织由较粗大的铁素体构成,随着堆焊速度的增加,过热区组织转变为魏氏组织,组织内铁素体减少,魏氏组织不再粗大。四种焊丝堆焊后堆焊层的形状与稀释率变化规律基本一致,堆焊电流增加,堆焊层的熔深和熔宽增加,堆高也随之增加,稀释率加大。堆焊速度提高,堆焊层的熔深、熔宽、堆高和稀释率减小。堆焊工艺参数对高铬铸铁堆焊层裂纹影响较大,随着堆焊电流的增加,堆焊层裂纹长度逐渐减小,数量逐渐减少,裂纹率也呈现出下降趋势;随着堆焊速度的增加,裂纹数量急剧增加,变化较大,裂纹长度也有很大变化,裂纹率也明显增加。在实验所选用的工艺参数范围内碳化钛堆焊层并没有裂纹,选用该范围内的工艺参数可以控制裂纹的产生。综合工艺参数对堆焊层组织影响,确定各堆焊层的最佳工艺参数,打底层焊接电流为200A,焊接速度为280mm/min;过渡层焊接电流为300A,焊接速度为280mm/min;高铬铸铁堆焊层焊接电流为290A,焊接速度为360mm/min;碳化钛堆焊层焊接电流为340A,焊接速度为360mm/min。