高碳高铬焊丝堆焊后形成的堆焊层易出现裂纹缺陷,严重的裂纹缺陷会对焊件在服役过程中的整体安全性构成威胁,本论文主要研究高碳高铬药芯焊丝明弧堆焊Q235B低碳钢、45中碳钢和Q345A低合金钢基材,其焊接工艺参数与堆焊层裂纹的关系。对不同焊接工艺参数、基材条件下的试件,通过外部裂纹观察和X射线探伤手段分析堆焊层宏观裂纹；通过金相显微镜对堆焊层显微裂纹的形态、分布、数量、大小等进行微观分析。结果表明：堆焊层裂纹均为焊接横裂纹,其宏观裂纹的形态随焊接热输入量的变化而变化,随着焊接热输入量的增大,裂纹宽度有减小且呈龟裂状分布趋势；微观裂纹随着焊接热输入量的变化,其形态、分布、数量、大小等会受到不同程度的影响,当焊接热输入量较小时,裂纹有进入基材或沿熔合带延伸、扩展的现象。堆焊层组织的X-射线衍射物相分析表明：不同的焊接工艺下,产生的物相组成有所差异,其主要物相为奥氏体、Cr7C3碳化物、Fe-Cr固溶体,焊接残余应力主要与焊接后形成内部组织的类型有关,组织形态的差异会在焊接热循环的条件下,影响堆焊层及热影响区的焊接残余应力的大小,进而影响堆焊层及热影响区中裂纹形态。堆焊层宏观硬度和微观硬度分析表明：堆焊层的宏观硬度值,随着焊接热输入量的减小,而呈现上升的趋势；堆焊层熔合区组织微观硬度显示熔合区组织较淬硬,在焊接残余应力的条件下,产生裂纹的可能性有增大趋势。为了检测试件在实际生产工作中的使用安全性,对试件进行了冲击磨粒磨损实验,结果表明：随着焊接热输入量的减小,耐磨性有增大趋势,但试样出现堆焊层局部剥落现象。经对堆焊层剥落断口表面形貌进行SEM分析,发现堆焊层剥落断口显示低塑性淬硬断裂特征,主要是由于堆焊层内部组织的低塑高淬硬性、内部存在的微观裂纹,再叠加焊缝残余应力和外部冲击应力、摩擦应力等因素共同作用下,产生了低塑性淬硬裂纹,导致堆焊层剥落。焊接残余应力大小是导致堆焊层和热影响区产生裂纹的重要因素。本文采用ANSYS软件对堆焊过程的温度场和应力场进行了模拟,其焊接热输入量的变化会影响模拟温度场和模拟应力场的分布,模拟应力场的值也会随着线能量变化而发生变化,并对模拟温度场、模拟应力场与裂纹的关系、焊件预热进行探讨。