工业生产中，因材料磨损造成的损失是巨大的，耐磨材料的出现大幅提高了材料的耐磨性，但在一些恶劣的工矿条件下，仍不能满足生产要求。目前使用最多的耐磨合金为高碳高铬合金系统，依靠生成的高硬度碳化物来提高材料的耐磨性。自保护药芯焊丝以其突出的优势应用到耐磨堆焊中，但受到装填系数的影响，堆焊层的合金含量无法进一步提升，依靠提高碳化物含量来进一步提高耐磨性受到限制。本论文提出自保护药芯焊丝外添加合金粉堆焊工艺，既利用了自保护药芯焊丝堆焊的优点，同时通过外添加合金粉提高了堆焊层的合金含量。为了全面的掌握自保护药芯焊丝外添加合金粉堆焊工艺，采用电弧分析仪、高速摄影等手段，进行了大量的试验研究。试验结果表明：通过外添加合金粉，没有破坏自保护药芯焊丝的堆焊工艺性，提高了堆焊层的合金含量，单层堆焊可以实现8mm厚的堆焊层；堆焊层的硬度、耐磨性提高；稀释率降低；单层堆焊可以实现6.49%、47.21%的碳、铬含量。提出了一种准确、快速、简单计算稀释率的方法。对试验数据进行数学多元线性回归分析处理，得到了稀释率、堆焊层厚度与送粉量、堆焊电压、堆焊电流的拟合方程，拟合度较好。选取参数进行堆焊试验，对方程进行检验，实际数值与计算数值基本吻合，表明拟合的方程对实际生产具有指导意义。